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Rで3Dデータをプロット

3Dデータセットがあります：

data = data.frame(
    x = rep( c(0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5), each=5),
    y = rep( c(1, 2, 3, 4, 5), 5)
)

data$z = runif(
    25,
    min = (data$x*data$y - 0.1 * (data$x*data$y)),
    max = (data$x*data$y + 0.1 * (data$x*data$y))
)

data
str(data)

そして、私はそれをプロットしたいのですが、R alwyasの組み込み関数はエラーを与えます

「x」および「y」の値が増加することが予想されます

# ### 3D Plots ######################################################
# built-in function always give the error
#    "increasing 'x' and 'y' values expected"
demo(image)
image(x = data$x, y = data$y, z = data$z)

demo(persp)
persp(data$x,data$y,data$z)

contour(data$x,data$y,data$z)

インターネットで検索したところ、このメッセージはXとYの値の組み合わせが一意でない場合に発生することがわかりました。しかし、ここで彼らはユニークです。

他のライブラリをいくつか試してみましたが、問題なく動作します。しかし、私はプロットのデフォルトのスタイルが好きではありません（組み込み関数は私の期待を満たすべきです）。

# ### 3D Scatterplot ######################################################
# Nice plots without surface maps?
install.packages("scatterplot3d", dependencies = TRUE)
library(scatterplot3d)
scatterplot3d(x = data$x, y = data$y, z = data$z)

# ### 3D Scatterplot ######################################################
# Only to play around?
install.packages("rgl", dependencies = TRUE)
library(rgl)
plot3d(x = data$x, y = data$y, z = data$z)
lines3d(x = data$x, y = data$y, z = data$z)
surface3d(x = data$x, y = data$y, z = data$z)

データセットが組み込み関数で受け入れられないのはなぜですか？

rplot3d
44
R_User

グリッドの間隔とシーケンスが増加または一意であることを保証できない「実際の」データを使用している場合（これらのトリプルが重複していても、(x,y,z)の組み合わせが少なくとも一意であることが望ましい）不規則なグリッドから通常のグリッドに補間するためのakimaパッケージ。

dataの定義を使用：

library(akima)
im <- with(data,interp(x,y,z))
with(im,image(x,y,z))

enter image description here

そして、これはimageだけでなく同様の関数でも機能するはずです。

akima::interpによってデータがマッピングされるデフォルトのグリッドは、xおよびy値の範囲に及ぶ40の等間隔で定義されることに注意してください。

> formals(akima::interp)[c("xo","yo")]
$xo
seq(min(x), max(x), length = 40)

$yo
seq(min(y), max(y), length = 40)

しかし、もちろん、これは引数xoとyoをakima::interpに渡すことでオーバーライドできます。

23
hatmatrix

Rでプロットするほぼすべてにlatticeパッケージを使用し、perspと呼ばれるwireframeに対応するプロットがあります。 dataをSvenが定義した方法にします。

wireframe(z ~ x * y, data=data)

wireframe plot

または、これについてはどうですか（ Deepanyan Sarkarの本 のfig 6.3の修正）：

p <- wireframe(z ~ x * y, data=data)
npanel <- c(4, 2)
rotx <- c(-50, -80)
rotz <- seq(30, 300, length = npanel[1]+1)
update(p[rep(1, prod(npanel))], layout = npanel,
    panel = function(..., screen) {
        panel.wireframe(..., screen = list(z = rotz[current.column()],
                                           x = rotx[current.row()]))
    })

Multiple wireframe plots using panel and update

更新：OpenGLによる表面のプロット

この投稿は引き続き注目を集めているので、OpenGLの方法を追加して3-dプロットも作成したいと思います（以下の@tucsonで提案されています）。まず、データセットをxyz-trippletsから軸ベクトルxとyおよび行列zに再フォーマットする必要があります。

x <- 1:5/10
y <- 1:5
z <- x %o% y
z <- z + .2*z*runif(25) - .1*z

library(rgl)
persp3d(x, y, z, col="skyblue")

rgl::persp3d

この画像は、マウスを使用して自由に回転および拡大縮小するか、追加のコマンドで変更できます。満足したら、rgl.snapshotを使用して保存します。

rgl.snapshot("myplot.png")
53
Backlin

他のソリューションに追加して、plotlyに R パッケージを使用することをお勧めします。

以下では、xyz-trippletsから軸ベクトルxおよびyおよび行列zまで、上で提案した再フォーマット済みデータセットを使用しています。

x <- 1:5/10
y <- 1:5
z <- x %o% y
z <- z + .2*z*runif(25) - .1*z

library(plotly)
plot_ly(x=x,y=y,z=z, type="surface")

enter image description here

レンダリングされたサーフェスは、マウスを使用して回転およびスケーリングできます。これはRStudioでかなりうまく機能します。

volcanoの組み込みRデータセットを使用して試すこともできます。

plot_ly(z=volcano, type="surface")

enter image description here

19
Megatron

次のコードはあなたが望むものに近いと思います

x    <- c(0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)
y    <- c(1, 2, 3, 4, 5)
zfun <- function(a,b) {a*b * ( 0.9 + 0.2*runif(a*b) )}
z    <- outer(x, y, FUN="zfun")

このようなデータを提供します（xとyの両方が増加していることに注意してください）

> x
[1] 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
> y
[1] 1 2 3 4 5
> z
          [,1]      [,2]      [,3]      [,4]      [,5]
[1,] 0.1037159 0.2123455 0.3244514 0.4106079 0.4777380
[2,] 0.2144338 0.4109414 0.5586709 0.7623481 0.9683732
[3,] 0.3138063 0.6015035 0.8308649 1.2713930 1.5498939
[4,] 0.4023375 0.8500672 1.3052275 1.4541517 1.9398106
[5,] 0.5146506 1.0295172 1.5257186 2.1753611 2.5046223

のようなグラフ

persp(x, y, z)

persp(x, y, z)

8
Henry

上記のコードがライブラリrglで機能しなかった理由はわかりませんが、次のリンクには同じライブラリの優れた例があります。 Rでコードを実行すると、すべての角度で向きを変えることができる美しい3Dプロットが得られます。

http://statisticsr.blogspot.de/2008/10/some-r-functions.html

########################################################################
## another example of 3d plot from my personal reserach, use rgl library
########################################################################
# 3D visualization device system

library(rgl);
data(volcano)
dim(volcano)

peak.height <- volcano;
ppm.index <- (1:nrow(volcano));
sample.index <- (1:ncol(volcano));

zlim <- range(peak.height)
zlen <- zlim[2] - zlim[1] + 1
colorlut <- terrain.colors(zlen) # height color lookup table
col <- colorlut[(peak.height-zlim[1]+1)] # assign colors to heights for each point
open3d()

ppm.index1 <- ppm.index*zlim[2]/max(ppm.index);
sample.index1 <- sample.index*zlim[2]/max(sample.index)

title.name <- paste("plot3d ", "volcano", sep = "");
surface3d(ppm.index1, sample.index1, peak.height, color=col, back="lines", main = title.name);
grid3d(c("x", "y+", "z"), n =20)

sample.name <- paste("col.", 1:ncol(volcano), sep="");
sample.label <- as.integer(seq(1, length(sample.name), length = 5));

axis3d('y+',at = sample.index1[sample.label], sample.name[sample.label], cex = 0.3);
axis3d('y',at = sample.index1[sample.label], sample.name[sample.label], cex = 0.3)
axis3d('z',pos=c(0, 0, NA))

ppm.label <- as.integer(seq(1, length(ppm.index), length = 10));
axes3d('x', at=c(ppm.index1[ppm.label], 0, 0), abs(round(ppm.index[ppm.label], 2)), cex = 0.3);

title3d(main = title.name, sub = "test", xlab = "ppm", ylab = "samples", zlab = "peak")
rgl.bringtotop();
3
tucson