复现sci顶刊中的画中画（局部细节放大）

简介

小编在撰写学术论文时，出现以下问题：图形重叠导致看不清细节。此时，可以通过放大图形中的局部位置。

这种图在工业工程方向的顶级期刊中经常看到。本文小编将给出几种 R 中绘制局部细节放大图的方法。

注意：小编搜到过 matlab 和 Origin 绘制局部细节放大图的文章。但是很少看到有人写 R 相关的教程。

初级版本

这章节给出利用 ggplot^[1] 包绘制模拟数据的线性图。下一章节将会介绍两种细节放大方法。

模拟数据产生

这里以一个模拟数据作为例子，读者可以根据自身数据情况进行替换。

基础绘图

以时间作为 x 轴，各个模型拟合/预测值作为 y 轴。绘制出不同方法的拟合/预测对比图。

可以看到，各个方法的拟合/预测结果非常接近。此时，可以通过放大局部细节来突出某个模型的优越性。

ggforce 包

ggforce^[2] 包中的 facet_zoom() 可以通过一行代码实现局部细节放大的效果。官网^[3]给出了各个参数的细节以及示例。

这里假设我们想对 xlim = c(18, 24),ylim = c(40, 43) 范围内的数据进行放大。只需要使用以下代码即可，其中 zoom.size = 0.4表示放大后的图形大小占比整个图的比例。

注意：当然还有其他几个参数可以调整，这里不做过多介绍。

如果你觉得这个图已经满足要求，并且美观程度还不错的话。那你就随意使用吧～但对于小编而言，这里的灰色框太奇怪了（不会改😭），而且整个构造也很突兀。

所以小编打算直接基于 ggplot 包的思想自己添加内容，并通过 patchwork^[4] 包对图进行合并，复现出类似图一的效果。

patchwork 包

基于 ggplot 包，我们再绘制一幅需要局部放大的图，只需在 xlim() 和 ylim() 上做文章，并去除标签和图例。

之后将该图放到原图的合适位置即可，可以使用 patchwork 包中的 inset_element() 实现该功能。

注意：也可以使用cowplot^[5]包进行图形合并。相关推文见：合并多幅图形、利用 cowplot 包快速对齐图片。

此时，基本完成了我们的要求，接下来进行一些细节处理：添加选择放大位置的框，添加指向箭头，修改图例位置等（注释在代码后）。

小编有话说

• 模拟数据绘制出的效果可能不是很好，本文主要是给出 2 种绘制局部细节的方法供大家参考。这是小编平常科研中出现的一种画图需求，防止后续还会使用类似图形，所以在这做个记录也分享给大家。

• 小编使用过 matlab 进行绘制这种图形，发现 matlab 可以互动式选择放大位置以及展示位置，非常方便。不知道这种功能是否可以借鉴到 R 中？

• 如果有更好的方法欢迎读者们评论留言。也欢迎大家一键三连～

注意：本文所有代码已经上传至 Github^[6] 中，欢迎下载使用。

参考资料