R语言可视化|circlize绘制Circular layout的参数介绍

✅环形布局（circular layout） 是一种高效的可视化方式，可以用来展示大量信息。R 语言中的 circlize 软件包实现了这种环形布局的生成，并且对现有软件功能进行了扩展。

这个包的灵活性来源于它使用了底层绘图函数，因此用户可以根据自己的需求，轻松地定义更高层次的图形函数，用来实现特定的可视化目的。

此外，circlize 与 R 语言强大的计算与可视化环境无缝衔接，使用户可以更方便、更自由地设计图形，以便更好地理解多维数据背后的复杂模式。

📌参考网址：https://jokergoo.github.io/circlize_book/book/make-fun-of-the-package.html

🧩 有三个“坐标系统”

1. 数据坐标系统（data coordinate system）

• 就像普通散点图那样，有 x 轴、y 轴。

• x 和 y 的范围是你原始数据的数值范围。

• 每个扇区（cell）都有自己独立的坐标范围。

2. 极坐标系统（polar coordinate system）

• circlize 会把这些矩形坐标“折”成圆形布局。

• 比如：x 的值变成角度，y 的值变成从圆心向外的半径。

• 这样所有数据就被映射到一个圆上。

3. 画布坐标系统（canvas coordinate system）

• 最后 circlize 再把极坐标变成图形设备上实际绘制的位置（屏幕或 PDF 的像素坐标）。

• 这是 R 真正绘图的地方。

4. 🌀当 circlize 画多条轨道（tracks）时，是从外圈开始，一圈一圈往内圈画。
   第一个 circos.track() 生成的轨道在最外面，第二个在里面，依次往圆心方向堆叠。
   

绘制环形图的步骤很简单，必须按照以下顺序进行：

1. initialize layout（初始化布局）

• 用 circos.initialize() 或 circos.initializeWithIdeogram()

• 定义哪些扇区（sectors）存在，以及每个扇区的 x 轴范围。

• 这一步就相当于“画圆的骨架”。

2. create track（创建轨道）

• 用 circos.track() 或 circos.trackPlotRegion()。

• 每个轨道（track）是圆上一圈“带状区域”。

• 一个圆可以有多条轨道，从外圈到内圈排列。

3. add graphics（添加图形元素）

• 在已有的轨道上加点、线、文字、矩形等。

• 比如 circos.points(), circos.lines(), circos.text(), circos.rect() 等。

• 可以随时添加，只要该轨道已经存在。

4. 重复 create track → add graphics

• 可以继续创建新的轨道，再往里面加图形。

5. clear（清理）

• 最后用 circos.clear() 清空画布，为下一幅图做准备。

• 不清理的话，下次画图可能会受前一次布局影响。

√ circlize 的完整绘图流程是：
初始化布局 → 创建轨道 → 在轨道里加图形（推荐用 panel.fun） → 重复添加更多轨道 → 清理画布。

🧩手动添加图形

先创建轨道；

再自己按扇区筛数据；

用 circos.points()、circos.lines() 等函数画图；

用 sector.index 告诉 circlize 你要画在哪个扇区。

👉 一个环形布局是由 扇区（sectors） 和 轨道（tracks） 组成的。

• sector（扇区）：
  相当于圆的一块“蛋糕切片”，通常代表一个类别或一个染色体（在基因组图中）。
  比如：有 8 个扇区，就像圆被切成 8 份。

• track（轨道）：
  是围绕圆的一条“带状区域”，一圈一圈往里排。
  每条轨道可以放一种图层，比如散点图、柱状图、线图等。

🎯 红色圆环 → 表示一条轨道（一整圈）。

蓝色扇形 → 表示一个扇区（圆的一部分）

🧱 cell（单元格）

当一个 扇区 和 一条 轨道 相交时，就得到一个“格子”——这就是 cell（单元格）。

每个 cell 就像一个独立的小绘图区域（类似普通图的坐标系）。

在 circlize 里，你所有的数据点（点、线、柱等）其实都是画在这些 cell 里的。

✅ circlize 的圆形图结构 =

扇区（sector） × 轨道（track） → 组成很多 cell（绘图单元）。

1. 顺序自定义
   

   ✅ 用 circos.initialize() 建立环形布局时：

   • 每个扇区对应一个分类；

   • 扇区的宽度与它的 x 范围成比例；

   • x 范围可以：

   1. 自动计算（传入 x 向量）；

   2. 或者手动指定（用 xlim 矩阵或固定区间）。

   
   

🧩 在环形图里，x 方向的范围（横向）是由 sector 决定的，而 y 方向的范围（纵向）是由 track 决定的。
也就是说——
同一个扇区里，所有轨道的横坐标范围一样；
同一条轨道上，所有扇区的纵坐标范围一样。

🧮在 circlize 的环形图中：

• x 范围（沿圆周）由 circos.initialize() 决定，所有轨道共享；

• y 范围（径向）由 circos.track() 决定，同一轨道共享；

• 所以定义一个新轨道时，只需指定 ylim = c(最小值, 最大值) 即可。

🧩 circos.par() 函数

🧭 1️⃣ start.degree —— 起始角度

• 决定第一个扇区从哪个角度开始画。

• 角度是用标准极坐标系的方向（逆时针）来计算的。

🔹 2️⃣ gap.degree —— 扇区间的间隔角度

• 控制相邻两个扇区之间的空隙角度（单位：度）。

• 可以是：

• • 一个数：所有扇区之间间距相同；

  • 一个向量：每个间隙独立设置（长度 = 扇区数量）。

• 注意：第一个间隙在第一个扇区之后。

🔹 3️⃣ gap.after

• 和 gap.degree 本质一样，只是名字更直观。

• 改 gap.after 会同步修改 gap.degree，反之亦然。

🎨 4️⃣ track.margin —— 轨道的外边距（margin）

• 类似网页 CSS 里的 margin：是轨道绘图区外侧的留白。

• 只控制上下边距（左右间距由 gap.after 决定）。

🎨 5️⃣ cell.padding —— 单元格内边距（padding）

• 也是类似 CSS 的概念，是绘图区内部的留白，位于边框之内。

• 四个值依次代表：下、左、上、右。

⚙️ 6️⃣ unit.circle.segments

• circlize 画圆或曲线时，其实是用很多小直线段拼成的。

• 这个参数控制“圆被分成多少个小段”：

• • 数值越大 → 曲线更光滑，但 PDF 文件更大；

  • 数值越小 → 曲线更粗糙，但文件更小。

🌀 7️⃣ track.height

• 控制每条轨道的默认高度（相对于圆半径的比例）。

⚠️ 8️⃣ points.overflow.warning

• circlize 默认会警告你，如果有点、线或文字画出了绘图区域外。

📏 9️⃣ canvas.xlim / canvas.ylim

• 控制整个绘图画布（Canvas）在 x 和 y 方向上的范围。

• 默认都是 c(-1, 1)，也就是单位圆正好放在画布中心。

🔲 🔳 10️⃣ circle.margin

• 控制整个圆形图相对于画布边界的外边距。

• 有三种写法：

• • length = 1：四个方向都一样；

  • length = 2：第一个值控制左右，第二个控制上下；

  • length = 4：依次控制左、右、下、上。

🔄 11️⃣ clock.wise

• 控制画扇区的顺序方向。

• • TRUE（默认）：按顺时针方向排列扇区；

  • FALSE：逆时针。

🔁 12️⃣ xaxis.clock.wise

• 控制每个 cell 中 x 轴方向是否是顺时针。

• 从 circlize 0.4.11 版本开始才有。

• 默认为 TRUE（顺时针），可改成 FALSE 让 x 轴反向。

🧩

• 先用 circos.track() 创建轨道（指定 y 范围或数据）；

• 如果不指定 sectors，会为所有扇区创建相同设置；

• 若给出 sectors, x, y，长度必须相同；

• 最推荐在 panel.fun 中加图形，circlize 会自动分配数据；

• 可以通过 bg.col、bg.border 或在 panel.fun 中手动画背景，实现不同扇区的样式；

• 可用 CELL_META$cell.xlim/ylim 来获取当前扇区的绘图区范围。

🧩

panel.fun 是 circlize 绘图的核心函数。

• 它在每个扇区创建后立即执行；

• circlize 会自动把该扇区的数据（x、y）传进去；

• 你可以在其中自由地画点、线、文字；

• 如果 x 或 y 没提供，对应的参数就是 NULL。