R 동적 그래프 (Interactive Plotting in R) : with manipulate package in Rstudio

R의 그래프/시각화 기능이 매우 다양함을 그동안의 여러개의 포스팅을 통해서 충분히 피부로 느끼셨을 것으로 생각합니다.  그런데 이게 다가 아입니다.

 

이번 포스팅에서는 Rstudio 에 manipulate 패키지를 설치해서 동적으로 그래프를 조작하는 방법을 소개하겠습니다.  (참고로, R에는 shiny, plotly, rpivotTable 등 동적 그래프, 피봇테이블 지원하는 패키지가 여럿 있습니다)

 

그동안 소개했던 그래프/시각화 방법이 한번 그리고 나면 세팅이 된 상태에서 한번 그려지고 끝입니다.  옵션이나 대상 객체를 바꾸고 싶으면 프로그램 script 창으로 가서 프로그래을 손봐야 하는 번거로움이 있어야 했습니다.

 

하지만, 이번에 소개하는 manipulate 패키지를 활용한 Rstudio 내에서의 동적 그래프 (Interactive Plotting in Rstudio with manipulate package) 를 보시면 편하고 신기하다는 생각을 하게 될 것 같습니다.  manipulate 패키지를 활용하면 동적 그래프 짜는 프로그램이 어렵지도 않습니다.  

 

 

아래의 3개 유형과 이들을 조합한 4번째 예제를 순서대로 소개하겠습니다. 한국말로 번역하려니 쉽지가 않아서 영어 그대로 표기합니다. ^^;

 

• Slider Control)
• Picker Control)
• Checkbox Control)
• Combining Controls

 

실습에 사용할 데이터는 MASS 패키지에 내장된 Cars93 데이터 프레임의 차종(Type), 가격(Price), 고속도로연비(MPG.highway), 무게(Weight) 변수를 사용하겠습니다.

 

> library(MASS) > str(Cars93) 'data.frame': 93 obs. of 27 variables: $ Manufacturer : Factor w/ 32 levels "Acura","Audi",..: 1 1 2 2 3 4 4 4 4 5 ... $ Model : Factor w/ 93 levels "100","190E","240",..: 49 56 9 1 6 24 54 74 73 35 ... $ Type : Factor w/ 6 levels "Compact","Large",..: 4 3 1 3 3 3 2 2 3 2 ... $ Min.Price : num 12.9 29.2 25.9 30.8 23.7 14.2 19.9 22.6 26.3 33 ... $ Price : num 15.9 33.9 29.1 37.7 30 15.7 20.8 23.7 26.3 34.7 ... $ Max.Price : num 18.8 38.7 32.3 44.6 36.2 17.3 21.7 24.9 26.3 36.3 ... $ MPG.city : int 25 18 20 19 22 22 19 16 19 16 ... $ MPG.highway : int 31 25 26 26 30 31 28 25 27 25 ... $ AirBags : Factor w/ 3 levels "Driver & Passenger",..: 3 1 2 1 2 2 2 2 2 2 ... $ DriveTrain : Factor w/ 3 levels "4WD","Front",..: 2 2 2 2 3 2 2 3 2 2 ... $ Cylinders : Factor w/ 6 levels "3","4","5","6",..: 2 4 4 4 2 2 4 4 4 5 ... $ EngineSize : num 1.8 3.2 2.8 2.8 3.5 2.2 3.8 5.7 3.8 4.9 ... $ Horsepower : int 140 200 172 172 208 110 170 180 170 200 ... $ RPM : int 6300 5500 5500 5500 5700 5200 4800 4000 4800 4100 ... $ Rev.per.mile : int 2890 2335 2280 2535 2545 2565 1570 1320 1690 1510 ... $ Man.trans.avail : Factor w/ 2 levels "No","Yes": 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 ... $ Fuel.tank.capacity: num 13.2 18 16.9 21.1 21.1 16.4 18 23 18.8 18 ... $ Passengers : int 5 5 5 6 4 6 6 6 5 6 ... $ Length : int 177 195 180 193 186 189 200 216 198 206 ... $ Wheelbase : int 102 115 102 106 109 105 111 116 108 114 ... $ Width : int 68 71 67 70 69 69 74 78 73 73 ... $ Turn.circle : int 37 38 37 37 39 41 42 45 41 43 ... $ Rear.seat.room : num 26.5 30 28 31 27 28 30.5 30.5 26.5 35 ... $ Luggage.room : int 11 15 14 17 13 16 17 21 14 18 ... $ Weight : int 2705 3560 3375 3405 3640 2880 3470 4105 3495 3620 ... $ Origin : Factor w/ 2 levels "USA","non-USA": 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 ... $ Make : Factor w/ 93 levels "Acura Integra",..: 1 2 4 3 5 6 7 9 8 10 ...

 

 

 

(0) manipulate package installation

 

먼저, manipulate 패키지를 별도 설치하고 호출해 보겠습니다.  

 

> install.packages("manipulate") Installing package into ‘C:/Users/user/Documents/R/win-library/3.2’ (as ‘lib’ is unspecified) trying URL 'http://cran.rstudio.com/bin/windows/contrib/3.2/manipulate_1.0.1.zip' Content type 'application/zip' length 35812 bytes (34 KB) downloaded 34 KB package ‘manipulate’ successfully unpacked and MD5 sums checked The downloaded binary packages are in C:\Users\user\AppData\Local\Temp\RtmpGaEGZu\downloaded_packages > library(manipulate)

 

 

 

(1) Slider Control

 

slider(start point, end point, step= , initial = ) 의 형태로 슬라이더 조작 옵션을 설정하고, 이 옵션 객체를 그래프의 조작하고자 하는 부분에 할당을 하면 됩니다.  말이 좀 어려운데요, 아래 히스토그램에서 Bin size 를 3부터 100까지의 범위 내에서 5 씩 증가하게끔 해놓고, 처음 만들어졌을 때의 디폴트는 20으로 설정한 예제입니다.  동적 그래프의 특성을 직관적으로 이해할 수 있도록 화면캡쳐와 함께 동영상 캡쳐도 해서 올립니다.  왼쪽의 슬라이드 바를 좌우로 조절할 때마다 우측 plots 창의 히스토그램이 어떻게 바뀌는지 확인해보기 바랍니다.

 

> library(MASS) > ## Slider Control > > manipulate( + hist(Cars93$Price, breaks = bin_slider), + + bin_slider=slider(3,100, step=5, initial = 20))

 

 

 

(2) Picker Control

 

히스토그램에 대상 변수를 선택할 수 있는 Picker Control 예제입니다.

 

> ## Picker Control > > manipulate( + hist(Cars93[, continuous_variable], + freq = FALSE, main = continuous_variable), + + continuous_variable = picker("MPG.highway", "Weight", "Price"))

 

 

 

산포도의 x축, 무게(Weight)과 y축, 고속도로연비(MPG.highway)은 정해져있고, 차종(Type)별로 산포도를 보고 싶을 때 차종(Type)을 왼쪽의 Picker Control 상자로 만들어서 바로 바로 차종별로 선택해 가면서 산포도를 보는 프로그램 예제입니다.

 

> manipulate( + plot(MPG.highway ~ Weight, data=Cars93[Cars93$Type == Type,]), + + Type = picker("Compact", "Large", "Midsize", "Small", "Sporty", "Van"))

 

 

 

(3) Checkbox Control

 

아래는 Box Plot 에서 IQR(Inter Quartile Range)의 1.5배 기준으로 계산된 Outlier 를 포함시켜서 제시를 할지 아니면 제외시킬지를 Checkbox 로 선택할 수 있게 한 예제입니다.

 

> ## Checkbox Control > > manipulate( + boxplot(Price ~ Type, data = Cars93, outline = outline), + + outline = checkbox(FALSE, "Show outliers"))

 

 

 

(4) Combining Controls

 

이번에는 Picker Control과 Slider Control 두 개를 함께 사용해 보는 예제입니다.  Picker Control 로 대상 변수를 선택할 수 있게 하였고, Slider Control 로 Histogram 의 Bin size 를 조절할 수 있도록 해보았습니다.

 

> ## Combining Controls > > manipulate( + hist(Cars93[, continuous_variable], + breaks = bin_slider, + freq = FALSE, main = continuous_variable), + + continuous_variable = picker("MPG.highway", "Weight", "Price"), + bin_slider = slider(5,50, step=5, initial = 10) + )

 

많은 도움 되었기를 바랍니다.

 

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