Dégradé horizontal avec rasterGrob R pour ggplot2 background

Question

J'essaie d'ajouter un arrière-plan à un tracé pour montrer les conditions de luminosité sur une période de 24 heures (par exemple, la nuit, le lever du soleil, le jour, le coucher du soleil). Je voudrais utiliser un dégradé pour indiquer les périodes de transition de la lumière (8 AM-9AM pour sunrise et 20 PM-9PM pour le coucher du soleil) et les couleurs unies pour le jour et la nuit.

Je suis très proche, cependant les gradients sont dans une orientation verticale et j'en ai besoin horizontalement.

Toute aide serait grandement appréciée!

Code de travail actuel

library(ggplot2) 
library(scales) 

## date, start and stop time 

datestart <- as.POSIXct(strptime('2017-06-20 00:00:00', format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S")) 
datestop <- as.POSIXct(strptime('2017-06-20 23:59:59', format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S")) 

## sunrise 

risestart <- as.POSIXct(strptime('2017-06-20 08:00:00', format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S")) 
risestop <- as.POSIXct(strptime('2017-06-20 09:00:00', format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S")) 

## sunset 

setstart <- as.POSIXct(strptime('2017-06-20 20:00:00', format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S")) 
setstop <- as.POSIXct(strptime('2017-06-20 21:00:00', format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S")) 

## data limits 

lims <- c(datestart, datestop) 

## generate some random data 

timelist <- seq(datestart, datestop, by = '15 mins') 
act <- runif(length(timelist), min = 0, max = 50) 

data <- data.frame(timelist, act) 

## colours 

nightColour <- c("#9ea5ff") 
sunriseColour <- c("#9ea5ff", "#fcffbd") 
testColour <- c(c("#9ea5ff"), c("#fcffbd")) 

dayColour <- c("#fcffbd") 
sunsetColour <- c("#fcffbd","#9ea5ff") 

## add background 

nightGrob <- rasterGrob(nightColour, width = unit(1,"npc"), height = unit(1,"npc"), 
         interpolate = TRUE) 

sunriseGrob <- rasterGrob(sunriseColour, width = unit(1,"npc"), height = unit(1,"npc"), 
          interpolate = TRUE) 

dayGrob <- rasterGrob(dayColour, width = unit(1,"npc"), height = unit(1,"npc"), 
         interpolate = TRUE) 

sunsetGrob <- rasterGrob(sunsetColour, width = unit(1,"npc"), height = unit(1,"npc"), 
         interpolate = TRUE) 

## plot 

ggplot(data = data, aes(x = timelist, y = act)) + 
    annotation_custom(nightGrob, xmin = as.numeric(datestart), xmax = as.numeric(risestart) + 100, ymin = -Inf, ymax = Inf) + 
    annotation_custom(sunriseGrob, xmin = as.numeric(risestart), xmax = as.numeric(risestop), ymin = -Inf, ymax = Inf) + 
    annotation_custom(dayGrob, xmin = as.numeric(risestop), xmax = as.numeric(setstart), ymin = -Inf, ymax = Inf) + 
    annotation_custom(sunsetGrob, xmin = as.numeric(setstart), xmax = as.numeric(setstop), ymin = -Inf, ymax = Inf) + 
    annotation_custom(nightGrob, xmin = as.numeric(setstop), xmax = as.numeric(datestop), ymin = -Inf, ymax = Inf) + 
    geom_bar(stat = "identity", colour = "black", fill = "white") + 
    scale_x_datetime(limits = lims, expand = c(0,0), breaks = date_breaks('1 hour'), labels = date_format(format = "%H", tz = "Europe/London")) + 
    scale_y_continuous(expand = c(0,0)) 

Current progress

Answer 1

Vous pouvez également faire un dégradé avec beaucoup de geom_rect s au lieu de rasterGrob si vous le souhaitez.

Voici une fonction qui renvoie un data.frame de données de tracé pour les arrière-plans dégradés que vous pouvez tracer avec geom_rect.

GenerateGradientData <- function(start_hour, 
           stop_hour, 
           start_colour, 
           stop_colour, 
           x_resolution = 100) { 

    # define the colour palette 
    colour_function <- colorRampPalette(
     c(start_colour, stop_colour), 
     alpha = TRUE) 

    # set up the rect coordinates 
    x_range <- seq(start_hour, 
         stop_hour, 
         length.out = x_resolution + 1) 
    grad_xmin <- x_range[-length(x_range)] 
    grad_xmax <- x_range[c(1:x_resolution + 1)] 

    # define colours 
    grad_colours <- colour_function(x_resolution) 

    # return data.frame 
    data.frame(
     xmin = grad_xmin, 
     xmax = grad_xmax, 
     ymin = -Inf, 
     ymax = Inf, 
     grad_colours = grad_colours 
    ) 
} 

Voici un exemple en utilisant un axe x numérique:

# dummy data 
set.seed(1) 
plot_data <- data.frame(
    hours = c(1:24), 
    value = rnorm(24, 100, 30) 
) 

# day/night colours 
night_colour <- c("#9ea5ff") 
day_colour <- c("#fcffbd") 

# generate data for a one-hour sunrise gradient 
sunrise_pd <- GenerateGradientData(start_hour = 8, 
            stop_hour = 9, 
            start_colour = night_colour, 
            stop_colour = day_colour, 
            x_resolution = 1000) 

# generate data for a one-hour sunset gradient 
sunset_pd <- GenerateGradientData(start_hour = 20, 
            stop_hour = 21, 
            start_colour = day_colour, 
            stop_colour = night_colour, 
            x_resolution = 1000) 

# setup plot 
ggplot(plot_data, aes(x = hours, y = value)) + 
    scale_x_continuous(expand = c(0, 0)) + 
    scale_y_continuous(expand = c(0, 0)) + 

    # day background 
    geom_rect(xmin = 9, 
       xmax = 20, 
       ymin = -Inf, 
       ymax = Inf, 
       fill = day_colour) + 

    # night background 
    geom_rect(xmin = -Inf, 
       xmax = 8, 
       ymin = -Inf, 
       ymax = Inf, 
       fill = night_colour) + 
    geom_rect(xmin = 21, 
       xmax = Inf, 
       ymin = -Inf, 
       ymax = Inf, 
       fill = night_colour) + 

    # gradient backgrounds for sunrise and sunset 
    geom_rect(data = sunrise_pd, 
       mapping = aes(xmax = xmax, 
          xmin = xmin, 
          ymax = ymax, 
          ymin = ymin), 
       fill = sunrise_pd$grad_colours, 
       inherit.aes = FALSE) + 
    geom_rect(data = sunset_pd, 
       mapping = aes(xmax = xmax, 
          xmin = xmin, 
          ymax = ymax, 
          ymin = ymin), 
       fill = sunset_pd$grad_colours, 
       inherit.aes = FALSE) + 

    # finally, plot your data on top 
    geom_col(fill = NA, colour = "black") 

Voici le résultat:

Cela pourrait paraître un peu polyédrique selon x_resolution, le dispositif graphique vous enregistrez avec et la visionneuse d'image.