我们可以使用 ggplot2 创建视觉上吸引人的静态图表。让我们探索如何为 ggplot 图表添加并增强交互性。

为什么要在 ggplot 图表中添加交互性？

虽然静态可视化通常足以讲述数据故事，但在处理大型或复杂数据集时，可能无法有效传达信息。为了解决这一局限性，为 ggplot2 图表添加交互性可以让我们以多种方式与数据互动，例如缩放、平移以及悬停查看数据点。一个用于实现交互性的流行包是 ggiraph 包。

开始使用 ggiraph 包

ggiraph 包是 ggplot2 的扩展，允许我们在 R 中创建动态且交互式的图形，适用于 R Markdown 文档和 Shiny 应用程序。它基于 ggplot2 的功能，并为其函数添加了 _interactive 后缀。

ggiraph 包使用专门针对 SVG 的 R 图形设备，使添加交互组件变得简单，如工具提示、动画和 JavaScript 操作。我们可以使用 ggiraph 包的交互式几何对象、比例尺、分面、图例和主题来创建交互式图表。

让我们通过以下代码加载 ggiraph 包：

1library(ggiraph)

ggiraph 包中的交互函数

几乎所有的 ggplot2 元素都可以通过 girafe() 函数转换为交互式 ggiraph 图形。ggiraph 包通过以下交互式函数扩展了 ggplot2 的功能：

• 交互式几何对象函数：包括 geom_point_interactive()、geom_col_interactive() 和 geom_density_interactive() 等。
• 交互式比例尺函数：包括 scale_color_interactive()、scale_color_brewer_interactive() 和 scale_manual_interactive() 等。
• 交互式分面函数：包括 facet_wrap_interactive() 和 facet_grid_interactive()。
• 交互式图例函数：包括 guide_colourbar_interactive()、guide_colorsteps_interactive() 和 guide_legend_interactive() 等。
• 交互式主题元素函数：包括 element_line_interactive()、element_rect_interactive() 和 element_text_interactive()。

为了实现交互性，ggiraph 包使用三个主要美学属性：

• tooltip：当悬停在某个元素上时，显示该元素的额外信息。
• data_id：数据集中的一列，为每个元素分配唯一标识符。某些功能（如悬停时显示信息）需要此字段。
• onclick：点击元素时执行 JavaScript 函数的功能。

在使用 ggiraph 包的函数之前，我们先通过以下代码设置所有图表的默认主题：

1theme_set(theme_bw() +
2        	theme(legend.position = "bottom",
3          panel.grid = element_blank()))

• 第1行：我们使用 theme_set() 函数将默认灰度主题更改为 theme_bw()。
• 第2–3行：我们在 theme() 函数中将 legend.position 设置为 "bottom"，并通过 element_blank() 函数移除网格线。

使用 ggiraph 包创建交互式散点图

让我们使用 Cars93 数据集和 girafe() 函数创建一个交互式散点图，代码如下：

• 第1行：我们使用 ggplot() 函数初始化一个新的 ggplot 对象，并传入 Cars93 数据集的名称。我们将图表存储在名为 scatter_plot 的对象中。行末的 + 操作符用于继续向 ggplot 对象追加后续图层。
• 第2行：我们使用 geom_point_interactive() 函数创建带有交互点的散点图。这里，我们使用 aes() 函数将 EngineSize 变量映射到 x 轴，将 Price 变量映射到 y 轴，并通过 color 参数按 Origin 变量分组。
• 第3行：我们通过 size 参数将点的大小设为 2，通过 alpha 参数将透明度设为 0.5。
• 第4行：我们将 tooltip 参数设为 Manufacturer 变量，使得悬停在每个点上时会显示该变量的值。同时将 data_id 参数设为 Manufacturer。
• 第5行：我们使用 scale_color_manual_interactive() 函数为图表设置特定颜色。
• 第6行：我们创建一个名为 mygraph 的新对象，并使用 <- 赋值操作符将 girafe() 对象（即 scatter_plot 的交互版本）存储其中。

使用 ggiraph 包创建交互式条形图

接下来，我们将基于 Cars93 数据集的 Origin 列创建一个交互式条形图。

• 第2行：我们使用 geom_bar_interactive() 函数创建带有交互条形的条形图。这里，我们使用 aes() 函数将 Type 变量映射到 x 轴。通过 fill 参数按 Origin 变量分组，并将 data_id 参数设为 Origin 以指定分组变量。
• 第3行：我们使用 sprintf() 函数格式化工具提示文本，将填充颜色（fill）与计数值（after_stat(count)）结合。size 参数设为 3，用于调整条形的粗细。

使用 ggiraph 实现交互式分面

接下来，我们将使用 facet_wrap_interactive() 和 labeller_interactive() 函数构建交互式分面。

• 第2行：我们使用 facet_wrap_interactive() 函数创建一个分面网格图。通过 ncol 参数指定分面网格的列数为 2，因此网格将包含两列。
• 第3行：我们将 interactive_on 参数设为 text，表示当与分面网格中的文本元素交互时触发交互效果。
• 第4行：我们通过在 vars 参数中指定 DriveTrain 变量，将数据按其唯一值分割并分别显示在不同的子图中。
• 第5–6行：我们使用 labeller_interactive() 函数设置分面标签的标签器。它创建一个交互式工具提示，显示文本 This is DriveTrain =>，后接每个分面对应的 DriveTrain 值。

带可点击数据点的交互式散点图

接下来，我们将使用 ggiraph 包中的 onclick 参数在图表中触发动作。当点击图形元素（如点或条形）时，onclick 参数接受一个 JavaScript 函数以执行相应操作。这要求数据集中包含一个字符串列，其中包含正确的 JavaScript 指令。

为了演示 ggiraph 包中 onclick 参数的交互功能，我们将使用一个虚拟住房数据集，其中包含不同州的房屋信息。该数据集包括州代码、各州人口、每栋房屋的房间数量以及相应的中位房价。所有这些数据已存在于名为 df 的数据框中。

让我们使用 head() 函数打印数据框的前几行：

1head(df)

通过在 ggiraph 包中使用 onclick 参数，我们可以使用上述 housing 数据集创建一个交互式散点图。

• 第3行：我们在 geom_point_interactive() 函数中将 hover_nearest 参数设为 TRUE，以便在悬停于图表时对最近的点应用悬停效果。
• 第4行：我们将 tooltip 参数设为 state 列，即悬停在某一点时，工具提示将显示对应州的名称。
• 第5行：我们使用 onclick 参数配合 sprintf() 函数，指定一个 JavaScript 函数，该函数将在浏览器中打开一个新窗口或标签页，跳转至对应州的维基百科页面。字符串中的 %s 占位符将动态替换为州名。