xwMOOC 네트워크
네트워크 데이터 들어가며 – 색상과 글꼴
1. 네트워크 시각화 1 2
네트워크 시각화는 다양한 목표를 갖고 있다.
- 주요 행위자를 식별하고 관계를 찾아냄
- 구조적 특성(Structural Properties)
- 관계 강도(Relationship Strength)
- 커뮤니티 식별
- 지도로 역할하는 네트워크
- 확산 패턴(Diffusion Patterns)
네트워크 지도, 통계 그래프, 원호 도표, 벌집 그림, 적외선 열지도 등 네트워크 데이터를 효과적으로 표현하는 시각적 수단의 일부 사례를 다음에서 살펴볼 수 있다.
네트워크 시각화 목표를 구현한 일부 사례가 다음에 나타나 있다. 목표를 구현하는데 있어 결과를 제어하는데 사용되는 핵심 요소에는 다음이 포함된다.
- 색상
- 위치
- 크기
- 형태
색상, 위치, 크기, 형태 외에도 화살표를 통해 방향을 나타내고 라벨을 달아 표식을 한다.
최근에 개발된 그래프 배치는 속도와 심미적인 면을 고려하여 최적화 된다. 특히, 겹치는 것과 엣지 교차(Edge Crossing)을 최소화하고 그래프에 전반에 엣지 길이가 비슷하도록 조정한다.
네트워크 시각화 핵심 팩키지
2. 기본 색상
Base R에 포함된 시각화를 할 경우 시각화 요소를 제어하는데 사용되는 기본요소는 다음과 같다. 자세한 사항은 ? par 도움말을 참조한다.
x,y: 점 좌표pch: 점 기호모양cex: 점 크기col: 점 색상
plot(x=1:10, y=rep(5,10), pch=19, cex=3, col="dark red")
points(x=1:10, y=rep(6, 10), pch=19, cex=3, col="557799")
points(x=1:10, y=rep(4, 10), pch=19, cex=3, col=rgb(.25, .5, .3))
Base R에 포함된 그래프 기능에는 RGB 값이 0 – 1 사이 값을 갖게 된다. 만약 0 – 255 값으로 변환하고자 할 경우 rgb(10, 100, 100, maxColorValue=255) 처럼 maxColorValue=255로 설정한다.
0 – 1 범위를 갖는 alpha 값을 조정하여 불투명도/투명도를 제어한다.
plot(x=1:5, y=rep(5,5), pch=19, cex=12, col=rgb(.25, .5, .3, alpha=.5), xlim=c(0,6))
http://www.color-hex.com/ 웹사이트에서 16진수 색상체계를 사용해서도 R에서 색상을 표현할 수 있다. 앞에서 투명도 알파값을 사용하고, grDevices 팩키지에 포함된 adjustcolor 함수도 사용한다.
par(bg="gray40")
col.tr <- grDevices::adjustcolor("#e14150", alpha=0.7)
plot(x=1:5, y=rep(5,5), pch=19, cex=12, col=col.tr, xlim=c(0,6))
rainbow(), heat.colors(), terrain.colors(), topo.colors(), cm.colors() 팔레트가 grDevices 팩키지에 포함되어 있다. 예를 들어, heat.colors(5, alpha=1) 명령어는 heat 팔레트에서 불투명한 색상 5개를 갖는 팔레트를 생성한다는 의미가 된다.
# heat 팔레트에서 불투명한 색상 5개 생성
pal1 <- heat.colors(5, alpha=1)
plot(x=1:10, y=1:10, pch=19, cex=5, col=pal1)
# 무지개 팔레트에서 투명한 색상 7개 생성
pal2 <- rainbow(7, alpha=.5)
plot(x=1:10, y=1:10, pch=19, cex=5, col=pal2)
colorRampPalette를 통해 계조도(Gradient) 색상을 설정하는 것도 가능하다. 즉, 회색에서 어두운 붉은색으로 계조를 두어 색상을 점차적으로 변화해 나가는 팔레트를 통해 색상을 만들어낸다.
# 계조도(gradient) 적용
palf <- colorRampPalette(c("gray80", "dark red"))
plot(x=10:1, y=1:10, pch=19, cex=5, col=palf(10))
# 투명도를 가미한 계조도 적용
palf <- colorRampPalette(c(rgb(1,1,1, .2),rgb(.8,0,0, .7)), alpha=TRUE)
plot(x=10:1, y=1:10, pch=19, cex=5, col=palf(10))
2.1. RColorBrewer 팔레트
적절한 색상 조합을 비전문가가 찾아내는 것은 쉬운 일이 아니다. 내장된 R 색상 팔레트는 다소 제한된 감이 없지 않다. 다행스럽게도 RColorBrewer 팔레트를 사용하는 것이 가능하다.
library(RColorBrewer)
display.brewer.all()
display.brewer.pal(8, "Set3")
display.brewer.pal(8, "Spectral")
display.brewer.pal(8, "Blues")
brewer.pal 색상 팔레트를 활용하여 시각화가 가능하다.
rev() 함수를 조합해서 역순으로도 가능하다.
pal_set3 <- brewer.pal(10, "Set3")
plot(x=10:1, y=10:1, pch=19, cex=6, col=pal_set3)
plot(x=10:1, y=10:1, pch=19, cex=6, col=rev(pal_set3))
3. 글꼴 폰트 3 4
R에서 다양한 폰트를 사용하려면 사전 정지작업이 필요하다. extrafont 팩키지가 다양한 폰트를 사용하는데 도움이 된다. 특히, 윈도우 사용자가 많은 한국에서 다소 번거로운 과정이 필요한데, 맥이나 리눅스 사용자는 이를 건너 뛰어도 된다.
library(extrafont)Registering fonts with R
# 시간이 많이 소요
# font_import()
# 가져온 글꼴 폰트 확인
# fonts()
grep("Nanum", fonts(), value=T) [1] "NanumBarunGothic" "NanumBarunGothic Light"
[3] "NanumBarunGothic UltraLight" "NanumBarunpen"
[5] "NanumBarunpen Bold" "Nanum Brush Script"
[7] "NanumGothic" "NanumGothicExtraBold"
[9] "NanumGothic Light" "NanumMyeongjo"
[11] "NanumMyeongjoExtraBold" "Nanum Pen Script"
[13] "NanumSquare Bold" "NanumSquare"
# windowsFonts(NanumGothicCoding=windowsFont("NanumGothicCoding"))
# windowsFonts(NanumPenScript=windowsFont("`Nanum Pen Script`"))
# windowsFonts(NanumBrushScript=windowsFont("`Nanum Brush Script`"))
# windowsFonts(NanumMyeongjo=windowsFont("NanumMyeongjo"))
# PDF 플롯을 찍을 경우 device="pdf" 를 사용
# loadfonts(device = "win")원하는 글꼴 폰트를 활용하여 시각화한다.
#--------------------------------------------------------------------------------
# 한글 그래프
plot(x=10:1, y=10:1, pch=19, cex=3,
main="한글 그래프: 글꼴 폰트", col="orange",
family="MGungHeulim" )
pdf 파일에 글꼴폰트를 내장하는 과정은 다음과 같다. 먼저, Ghostscript, GhostPCL, GhostXPS and MuPDF Downloads 다운로드 사이트에서 고스트스크립트를 다운로드하여 설치한다.
R에서 고스트스크립트 존재를 인식하도록 환경을 설정한다.
# 고스트스크립트를 R에 연결하는 환경설정
Sys.setenv(R_GSCMD = "C:/Program Files/gs/gs9.19/bin/gswin64c.exe")
# cairo_pdf()함수는 dev.off()가 발생되기 전까지 모든 출력결과를 pdf 파일로 전송
cairo_pdf("NanumMyeongjo.pdf", family = "NanumMyeongjo", width = 10, height = 5, antialias = "subpixel")
plot(x=10:1, y=10:1, pch=19, cex=3, main="한글 그래프 - 나눔 고딕 글꼴", col="orange")
dev.off()
embed_fonts("NanumMyeongjo.pdf", outfile="NanumMyeongjo_embed.pdf")