ggplot2中size=与linewidth=的关联困惑及实验疑问

文档理解与预期 #

根据tidyverse美学规范文档：

• 线（Linewidth小节）：旧版线使用的size参数因历史误差，单位约为0.75mm，为兼容旧图未修正；新版改用linewidth参数，单位已修正为1mm；
• 点（Colour and Fill小节）：填充部分直径由size控制，描边宽度由stroke控制，二者单位均为mm；
• 文本（Font size小节）：geom_text()的size单位为mm，与新版线、点的尺寸单位统一（注：element_text()中的size单位为pts）。

原理解预期：

• 相同数值下，文本与点的总尺寸（填充+描边）应一致；
• 线因历史误差尺寸更小。

实验与不符结果 #

实验代码 #

ggplot() +
  geom_hline(yintercept=1,linewidth=20) +
  geom_text(data=data.frame(x=0.5,y=1,label="Text"),
            mapping=aes(x=x,y=y,label=label),
            size=20,color="red") +
  geom_point(data=data.frame(x=0.4,y=1),mapping=aes(x=x,y=y),
             pch=21,size=10,stroke=10,fill="red",color="blue") +
  geom_point(data=data.frame(x=0.6,y=1),mapping=aes(x=x,y=y),
             pch=21,size=20,stroke=0,fill="orange") +
  geom_point(data=data.frame(x=0.7,y=1),mapping=aes(x=x,y=y),
             pch=21,size=0,stroke=20,color="green") +
  geom_point(data=data.frame(x=0.8,y=1),mapping=aes(x=x,y=y),
             pch=21,size=10,stroke=10*0.75,fill="orange",color="green") +
  scale_x_continuous(limit=c(0.35,0.85)) +
  theme_void()

实验结果与预期不符点 #

1. 文本与线高度一致，原预期线应更小；
2. 蓝红配色点（size=10+stroke=10）比线和文本大，原预期与文本尺寸一致；
3. 仅size=20的橙色点和仅stroke=20的绿色点尺寸不同，原预期二者应相等；
4. 最后一个橙绿点（size=10+stroke=7.5）与仅size=20的橙色点尺寸一致，无明确预期。

核心理解错误点 #

1. 线参数的新旧差异 #

文档中提到的“历史误差0.75mm单位”针对的是ggplot2 3.4.0之前线使用的size参数，新版（3.4.0及以后）线改用linewidth参数，单位已修正为1mm，和文本size、点的size/stroke单位完全统一。这就是实验中线与文本尺寸一致的原因。

2. 点总尺寸的计算逻辑 #

点的总直径并非size + stroke，而是size + 2*stroke：

• size是填充区域的直径（mm）；
• stroke是单侧描边的宽度（mm），因此总直径需要加上两侧的描边宽度。

对应实验结果：

• 蓝红配色点总直径为10 + 2*10 = 30mm，远大于线和文本的20mm，所以视觉上更大；
• 仅size=20的橙色点直径为20mm，仅stroke=20的绿色点总直径为0 + 2*20 = 40mm，二者尺寸自然不同。

3. 最后一个点的结果说明 #

最后一个橙绿点总直径为10 + 2*7.5 = 25mm，理论上应比仅size=20的橙色点大，出现视觉一致的情况可能是设备渲染的细微差异或视觉错觉。

总结 #

核心错误在于两个认知偏差：

• 混淆了线的新旧参数（旧size vs 新linewidth）的单位差异，新版linewidth已实现单位统一；
• 错误理解点的总尺寸计算方式，正确逻辑是填充直径加两倍描边宽度。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者D Ogle