par() 함수

플롯을 출력하는 그래픽 장치는 여러 가지 그래픽 인수를 가지고 있다. 그래픽 인수는 그래픽 속성을 정의한 값으로, 화면의 분할 방법 및 마진, 글자의 크기 및 색상 등의 설정 값이다. 그러므로 그래픽 인수의 설정으로 플롯의 모양과 그래픽 환경을 다양하게 조정할 수 있다. par() 함수는 그래픽 인수를 조회하거나 설정하는데 사용한다.

mfrow, mfcol 인수

그림 영역을 분할해서 플롯 영역을 만들고 배치의 순서를 설정하는 인수다. 일반적으로 한 화면에 여러 플롯을 그려 비교하는 경우에 유용하다. 기본 값은 mfrow = c(1,1)와 mfcol = c(1,1)로, 두 가지 모두 한 화면에 하나의 플롯을 그리도록 그래픽 환경을 설정한다.
mfrow와 mfcol의 인수 값은 c(nr, nc)와 같은 길이가 2인 벡터를 사용한다. 이 인수 값을 이용해서 그림 영역를 등간격으로 분할하여 nr * nc 개의 플롯 영역을 만든다. 이때 nr은 분할하려는 행의 개수를 의미한다. 마찬가지로 nc는 분할하려는 열의 개수를 의미한다.
mfrow 인수는 그려지는 플롯을 배치할 때 행 우선으로 배치하고, mfcol 인수는 열 우선으로 배치한다. 예를 들어 mfrow = c(3,2)의 경우는 3행 2열의 6개의 플록 영역을 만든다.

layout() 함수

mfrow, mfcol 인수와 유사한 기능을 하는 함수로 layout() 함수가 있다. 경우에 따라서는 이 함수가 확장성이 더 뛰어나고 유용할 수 있다. layout() 함수는 mfrow, mfcol 인수와 달리 대칭이 아닌 모양으로도 분할이 가능하다.

(m <- matrix(c(1,1,2,3), ncol = 2, byrow = T))
layout(mat = m)
plot(cars, main = "scatter plot of cars data", pch = 19, col = 4)
hist(cars$speed)
hist(cars$dist)

화면이 분할된 이후에는 호출되는 순서에 따라 1번 영역, 2번 영역, 3번 영역의 순으로 플롯을 배치한다. layout() 함수는 각각의 영역에 대한 높이와 너비도 지정할 수 있으며 행렬을 복잡하게 생성할수록 복잡한 모양의 화면 분할이 가능하다.

layout.show() 함수

layout.show() 함수는 layout() 함수를 이용해서 분할한 그래픽 화면의 모양을 파악할 수 있도록 해당 구역의 테두리에 선을 그린다.

split.screen() 함수

split.screen() 함수도 하나의 그래픽 장치를 여러 개의 화면으로 분할하는 함수다. 이 함수를 사용하면 layout() 처럼 화면을 자유자재로 분할하여 플롯을 그릴 수 있다. 그리고 layout() 함수보다 더 부가적인 기능을 수행하는 몇 개의 함수를 제공한다. split.screen() 함수군에는 화면을 분할하는 split.screen() 함수와 분할된 화면을 지정하는 screen(), 지정된 화면의 플롯을 지우는 erase.screen(), 화면 분할의 작업을 마치는 close.screen()가 있다.

op <- par(no.readonly = TRUE)
# 바탕색을 흰색으로 지정
par(bg = "white")
# 상하 2개로 화면 분할
split.screen(fig = c(2,1))
# 2번 화면을 좌우 두 개로 분할
split.screen(c(1,2), screen = 2)
# 3번 화면을 지정
screen(n = 3)
hist(cars$speed)
# 1번 화면을 지정
screen(1)
plot(cars, main = "scatter plot of cars data by split.screen")
# 4번 화면을 지엉
screen(4)
hist(cars$dist)
# 1번 화면을 바탕색으로 칠함(지움)
erase.screen(n = 1)
# 다시 1번 화면을 지정
screen(1)
plot(cars, main = "scatter plot of cars data by split.screen", pch = 19, col = "blue")
# 화면 분할 정의를 마침
close.screen(all = TRUE)
par(op)

split.screen() 함수는 fig 인수로 화면을 분할한다. 이 인수 값은 두 개의 원소를 갖는 정수 벡터를 사용하는데, 앞의 것이 행의 분할 개수이고 뒤의 것이 열의 분할 개수다. 또한 이 함수에서 screen 인수는 분할하려는 화면의 번호를 지정한다.
그래픽 장치의 환경 변수는 전역 변수라서 par() 함수로 환경설정을 바꾸면 R 세션이 종료되기 전까지 변경된 인수의 값이 플롯 생성에 영향을 미친다. 그래서 par() 함수가 호출되기 전에 op <- par(no.readonly = TRUE) 구문으로 op에 그래픽 환경 변수를 저장하고, par() 함수가 호출된 후 맨 마지막에 par(op)로 저장된 환경 변수들로 환경 변수를 되돌렸다.

fig 인수

fig 인수는 그래픽 장치의 영역에서 그림 영역의 크기와 위치를 설정한다. 인수 값은 c(x1, x2, y1, y2) 형식으로 지정한다. x1는 그래픽 장치의 영역에서 그림 영역이 차지할 좌측 위치를 x2는 우측 위치를 지정한다. 또한 y1과 y2는 각각 하단과 상단의 위치를 지정한다. 위치를 나타내는 값의 최소값은 0이고 최대값은 1이다. 따라서 그래픽 장치의 전체 영역을 그림 영역으로 설정하는 인수 값은 c(0, 1, 0, 1)이며 이 인수의 기본 값이기도 하다.

op <- par(no.readonly = TRUE)
par(mfrow = c(2, 2))
par(fig = c(0, 1, 0.5, 1))
plot(cars, main = "scatter plot of cars data by fig")
par(fig = c(0, 0.5, 0, 0.5), new = T)
hist(cars$speed, main = "Histogram of car$speed by fig")
par(fig = c(0.5, 1, 0, 0.5), new = T)
hist(cars$dist, main = "Histogram of car$dist by fig")
par(op)

위 코드에서는 그래픽 장치를 상하로 이등분한 상단을 사용하기 위해 c(0, 1, 0.5, 1)로 설정하고 두 번째와 세 번째 플롯을 각각 c(0, 0.5, 0, 0.5), c(0.5, 1, 0, 0.5)로 지정하면서 왼쪽 하단과 오른쪽 하단에 배치했다.

new 인수

new 인수는 다음번에 고수준 그래픽 함수가 호출될 때 그림 영역의 내용을 초기화하는 여부를 설정한다. 기본값은 FALSE로 고수준 그래픽 함수가 호출될 때 현재의 그림 영역은 초기화된다. 인수 값이 TRUE면 다음번 고수준 그래픽 함수가 호출될 때에도 현재 그림 영역에 그려진 그래프는 초기화되지 않는다. new 인수는 두 개 이상의 고수준 그래픽 함수를 한 그림 영역에 출력할 때 주로 사용된다.

op <- par(no.readonly = TRUE)
par(nfrow = c(2, 2))
plot(1:10, type = "l", main = "plot")
par(new = F)
plot(10:1, type = "s", main = "plot by new = F")
plot(1:10, type = "l")
par(new = T)
plot(10:1, type = "s", main = "plot by new = T")
x <- rnorm(10)
plot(x)
par(new = T)
hist(x)
par(op)

bty 인수

bty(box type) 인수는 플롯 영역을 둘러싼 상자의 모양을 설정한다. 그 모양에 따라 "o", "l", "7", "c", "u", "]"을 선택한다. 상자의 모양은 문자의 모양과 유사하게 그려지며 기본값은 "o"이다.

op <- par(no.readonly = TRUE)
par(mfrow = c(2, 3), bty = "l")
# C모양 (1, 2, 3 영역)
plot(0:6, 0:6, bty = "c", main = " bty = \"c\" ")
# 출력하지 않음
plot(0:6, 0:6, bty = "n", main = " bty = \"n\" ")
# 0모양 (1, 2, 3, 4 영역)
plot(0:6, 0:6, bty = "o", main = " bty = \"o\" ")
# 7모양 (3, 4 영역)
plot(0:6, 0:6, bty = "7", main = " bty = \"7\" ")
# u모양 (1, 2, 4 영역)
plot(0:6, 0:6, bty = "u", main = " bty = \"u\" ")
# L모양 (1, 2 영역)
plot(0:6, 0:6, main = " bty = \"l\" ")
par(op)

pty 인수

pty(plot type) 인수는 플롯 영역의 형태를 지정한다. 인수 값으로는 "s"와 "m"dmf 사용할 수 있다. "s"는 플롯 영역을 x축과 y축의 비율이 동일하게 설정하고, "m"은 최대 크기로 플롯 영역을 설정한다.

op <- par(no.readonly = TRUE)
theta <- seq(-pi, pi, length = 30)
x <- cos(theta)
y <- sin(theta)
par(mfrow = c(1,2), pty = "s", bty = "o")
plot(x, y, type = "l", main = "pty = \"s\"")
par(pty = "m")
plot(x, y, type = "l", main = "pty = \"m\"")
par(op)

위 그림처럼 "s"인수 값을 사용한 플롯은 원이 그려지지만, "m"인수 값을 사용한 플롯에서는 타원이 그려진다. 따라서 x축과 y축의 스케일이 동일해야 하는 플롯을 그릴 때는 "s" 인수 값을 사용해야 한다.