gganimate:构建R语言可视化gif动图

gganimate简介

      gganimate是一款基于ggplot2的动态可视化扩展包，简单就是将ggplot2绘图对象转为gif动图的形式，这对于一些统计分析原理和可视化展示尤为重要，可以让抽象的数理理论更加形象化，也便于理解和方便课堂教学。 gganimate包的安装本身没有什么麻烦，但是这个包脾气倔，需要本地提前安装好ImageMagick这个软件，ImageMagick是一款功能强大且开源的图片处理和开发的软件包，安装的时候总是莫名其妙的报错，小编废了好大周折才搞定，能不能一次性安装成功还得看运气。 windows系统下ImageMagick下载地址如下：

ImageMagick

      gganimate的安装如下：

devtools::install_github("dgrtwo/gganimate")

      就像刚刚提到的那样，gganimate的本质思想没什么特别的，就是将ggplot2对象进行动态化，核心函数与包同名，就是 gganimate(),绘图思想与ggplot2同理， gganimate()特殊之处在于在除了为绘图提供x,y以及color,size这样的美学映射之外，还必须提供一个所谓的 frame映射，具体怎么理解这个 frame映射，还得拿例子说。比如说我们想绘制某国人口随时间变化的一个ggplot2动态图，那么这个时间就是 frame映射。话不多说，且看下面的绘图实例。

绘图实例

      先加载一些必备包，这里我们使用的是 gapminder的包中的全球主要国家在1952-2007年的GDP增长、人口变化以及预期寿命等方面的数据。现在我们想用 gganimate探索一下各大洲各主要国家GDP增长、预期寿命和人口增长是如何随时间变化的。

library(gapminder)	
library(ggplot2)	
theme_set(theme_bw())

      先利用 ggplot2绘制静态图(不带时间的 frame)：

g <- ggplot(gapminder, aes(gdpPercap, lifeExp, size = pop, color = continent, frame = year)) +	
  geom_point() +	
  scale_x_log10()

      然后利用 gganimate()函数进行动态化：

library(gganimate)	
gganimate(g)

      我们也可以将绘制出来的gif动图直接以相应的格式进行输出保存到本地：

gganimate(g, "output1.gif")

      当然，除此之外，我们也可以根据个人喜好对动图做一些个性化的设置：

g2 <- ggplot(gapminder, aes(gdpPercap, lifeExp, size = pop)) +	
  geom_point() +	
  geom_point(aes(frame = year), color = "red") +	
  scale_x_log10()	
gganimate(g2)

      有时候还可以运用一些统计方法：

g3 <- ggplot(gapminder, aes(gdpPercap, lifeExp, size = pop, frame = year)) +	
  geom_point() +	
  geom_smooth(aes(group = year), method = "lm", show.legend = FALSE) +	
  facet_wrap(~continent, scales = "free") +	
  scale_x_log10()	
gganimate(g3)

      用于现场的统计教学也未尝不可，下面动图展示了局部加权回归的散点平滑法：

        这样的动态化演示图，是不是能帮助大家更好的学习统计学？

参考资料：

https://github.com/dgrtwo/gganimate

https://simplystatistics.org/2017/08/08/code-for-my-educational-gifs/

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