如何用ggplot2在水平线上下为圆形填充不同颜色？

方法1：使用ggforce包直接绘制分段圆弧 #

ggforce的geom_arc_bar可以精确绘制圆形的部分区域，完全不需要遮盖操作。首先计算分割线对应的角度：对于半径为1的圆，y=-0.5对应的角度为±150°（或用弧度表示为±5π/6）。

library(ggplot2)
library(ggforce)

# 计算分割线对应的弧度角度
angle_low <- -5*pi/6  # 等价于210°
angle_high <- 5*pi/6  # 等价于150°

ggplot() +
  # 绘制下半部分（y ≤ -0.5），填充红色
  geom_arc_bar(aes(x0=0, y0=0, r=1, start=angle_low, end=angle_high, fill="red"), 
               color=NA) +
  # 绘制上半部分（y ≥ -0.5），填充蓝色
  geom_arc_bar(aes(x0=0, y0=0, r=1, start=angle_high, end=angle_low, fill="blue"), 
               color=NA) +
  scale_fill_identity() +
  theme_void()

方法2：手动生成多边形顶点（无需额外包） #

如果不想依赖第三方包，可以先生成圆的顶点数据，再分割为两个闭合多边形分别填充颜色：

library(ggplot2)

# 生成圆的顶点数据，点数量越多边缘越平滑
n_points <- 360
theta <- seq(0, 2*pi, length.out = n_points)
circle_df <- data.frame(
  x = cos(theta),
  y = sin(theta)
)

# 计算分割弦的端点坐标
chord_x <- sqrt(1 - (-0.5)^2)  # x=±√3/2≈±0.866
chord_points <- data.frame(x = c(chord_x, -chord_x), y = -0.5)

# 构建上半部分多边形（y ≥ -0.5）
upper_points <- rbind(subset(circle_df, y >= -0.5), chord_points)
# 构建下半部分多边形（y ≤ -0.5），反转端点保证闭合方向正确
lower_points <- rbind(subset(circle_df, y <= -0.5), rev(chord_points))

ggplot() +
  geom_polygon(data = upper_points, aes(x, y), fill = "blue", color = NA) +
  geom_polygon(data = lower_points, aes(x, y), fill = "red", color = NA) +
  theme_void()

说明 #

• 两种方法都规避了矩形遮盖的弊端，直接绘制目标区域，不会出现边缘瑕疵或覆盖问题。
• 方法1借助ggforce简化了圆弧绘制逻辑，代码更简洁；方法2用基础ggplot实现，无需额外安装包。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Andrew Swafford