ggraph中同一网络的不同布局之间的平滑过渡

Question

我想使用不同的布局为同一个网络制作动画，并在布局之间实现平滑过渡。我想在 gganimate 框架内执行此操作。

library(igraph)
library(ggraph)
library(gganimate)

set.seed(1)
g <- erdos.renyi.game(10, .5, "gnp")
V(g)$name <- letters[1:vcount(g)]
l1 <- create_layout(g, "kk")
l2 <- create_layout(g, "circle")
l3 <- create_layout(g, "nicely")
long <- rbind(l1,l2,l3)
long$frame <- rep(1:3, each =10)

按照ggplot 方法，我以长格式（long）存储节点位置，并为每个布局添加一个frame 变量。 我试图使它与以下代码一起工作，它工作正常，几乎是我想要的。但是，我似乎找不到包含边缘的方法：

ggplot(long, aes(x, y, label = name, color = as.factor(name), frame = frame)) +
  geom_point(size = 3, show.legend = F) +
  geom_text(show.legend = F) +
  transition_components(frame)

我还尝试将边缘添加为geom_segment，但最终在节点保持移动时它们是静态的。这就是我使用ggraph 包并失败的原因：

ggraph(g, layout = "manual", node.position = long) +
  geom_node_point() +
  geom_edge_link() +
  transition_components(frame)

我想要一个网络的动画，其中节点位置不断变化，同时显示节点和边。

非常感谢任何帮助！

编辑：我了解到可以将布局直接包含到 ggraph 中（甚至可以操作属性）。这就是我在下面的 gif 中所做的。此外，正在使用 geom_edge_link0' 而不是 geom_edge_link。

ggraph(long) +
          geom_edge_link0() +
          geom_node_point() +
          transition_states(frame)

注意边缘没有移动。

Answer 1

我不确定这是否已按原样在gganimate 中准备好。截至 2019 年 5 月，这似乎是一个相关问题：https://github.com/thomasp85/gganimate/issues/139

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编辑我已替换为有效的解决方案。公平的警告，我是网络操作的新手，我希望有更多经验的人可以将代码重构得更短。

我的一般方法是创建布局，将节点放入表 long2，然后创建另一个包含所有边的表。 gganimate 然后调用每个层需要的相应数据源。

1。为三种布局创建节点表：

set.seed(1)
g <- erdos.renyi.game(10, .5, "gnp")
V(g)$name <- letters[1:vcount(g)]

layouts <- c("kk", "circle", "nicely")
long2 <- lapply(layouts, create_layout, graph = g) %>%
  enframe(name = "frame") %>%
  unnest()

> head(long2)
# A tibble: 6 x 7
  frame       x      y name  ggraph.orig_index circular ggraph.index
  <int>   <dbl>  <dbl> <fct>             <int> <lgl>           <int>
1     1 -1.07    0.363 a                     1 FALSE               1
2     1  1.06    0.160 b                     2 FALSE               2
3     1 -1.69   -0.310 c                     3 FALSE               3
4     1 -0.481   0.135 d                     4 FALSE               4
5     1 -0.0603 -0.496 e                     5 FALSE               5
6     1  0.0373  1.02  f                     6 FALSE               6

2。将原始布局的边缘转换为表格。

在这里，我从g 中提取边缘并将其重塑为geom_segment 可以使用的格式，其中包含x、y、xend 和yend 的列。重构的时机已经成熟，但它确实有效。

edges_df <- igraph::as_data_frame(g, "edges") %>% 
  tibble::rowid_to_column() %>%
  gather(end, name, -rowid) %>%
  # Here we get the coordinates for each node from `long2`.
  left_join(long2 %>% select(frame, name, x, y)) %>%
  gather(coord, val, x:y) %>%
  # create xend and yend when at the "to" end, for geom_segment use later
  mutate(col = paste0(coord, if_else(end == "to", "end", ""))) %>%
  select(frame, rowid, col, val) %>%
  arrange(frame, rowid) %>%
  spread(col, val) %>%
  # Get the node names for the coordinates we're using, so that we
  #   can name the edge from a to b as "a_b" and gganimate can tween
  #   correctly between frames. 
  left_join(long2 %>% select(frame, x, y, start_name = name)) %>%
  left_join(long2 %>% select(frame, xend = x, yend = y, end_name = name)) %>%
  unite(edge_name, c("start_name", "end_name"))

> head(edges_df)
  frame rowid          x        xend          y       yend edge_name
1     1     1 -1.0709480 -1.69252646  0.3630563 -0.3095612       a_c
2     1     2 -1.0709480 -0.48086213  0.3630563  0.1353664       a_d
3     1     3 -1.6925265 -0.48086213 -0.3095612  0.1353664       c_d
4     1     4 -1.0709480 -0.06032354  0.3630563 -0.4957609       a_e
5     1     5  1.0571895 -0.06032354  0.1596417 -0.4957609       b_e
6     1     6 -0.4808621 -0.06032354  0.1353664 -0.4957609       d_e

3。阴谋！

ggplot() +
  geom_segment(data = edges_df, 
               aes(x = x, xend = xend, y = y, yend = yend, color = edge_name)) +
  geom_point(data = long2, aes(x, y, color = name), size = 4) +
  geom_text(data = long2, aes(x, y, label = name)) +
  guides(color = F) +
  ease_aes("quadratic-in-out") +
  transition_states(frame, state_length = 0.5) -> a

animate(a, nframes = 400, fps = 30, width = 700, height = 300)