2.1 交互图形 · Interactive Graphics with plotly

本章目标

完成本章后，你能够：

distinguish 解释（explain）与探索（explore）两种交互目的，把 hover / zoom / filter 对号入座
convert 用 ggplotly() 把现有 ggplot2 图形升级为交互部件（widget），并说出转换的边界
customize 用 text 映射 + tooltip 参数，把悬停提示做成「随身小表」
arrange 用 subplot() 与 layout() 组织多面板交互图
persist 用 htmlwidgets::saveWidget() 保存可分享网页，权衡自包含（selfcontained）的代价
decide 面对 print / PDF / 无障碍等交付约束，判断何时坚决不交互

前置自测（≤5 分钟）

能徒手写出一张三映射的 ggplot2 散点图再继续；否则先回补 1.7：

Check In：前置自测

不查资料，写出 ggplot(penguins, aes(...)) + geom_point() 的骨架：x、y、color 各映射一个变量。
回忆你最近一次真正用到悬停（hover）或缩放（zoom）看图：当时想回答什么问题？

1. 交互是用来做什么的：explore vs explain

静态图是作者文体：你把结论摆好，用颜色和标注把眼睛引到答案。交互图是读者文体：把一部分探索权交出去——读者自己悬停、缩放、筛选，问自己的问题。动手前先问目的：

explore（探索）：读者（常是你自己）要找模式、查异常、追个体——交互是效率工具
explain（解释）：结论已经清楚，交互只是补充上下文（悬停看细节），主角仍是你的叙述

三种核心 affordance（可供性）对号入座：

affordance	回答的问题	典型场景
hover 悬停	「这个点是谁、值多少」	点密、需查 ID 与数值
zoom 缩放	「密集区/长尾里发生了什么」	重叠散点、城市热点
filter / 图例点选	「只看这一组呢」	分组比较、子集故事

三问自检：读者要查值吗？密集区重要吗？要自己选子集吗？——三个都「否」，本章对你到此为止，请用静态图。

Just Our Opinion

交互图形不是静态图形的「升级版」，而是另一种文体：静态图像论文，交互图像工具。把工具硬塞进论文、或让论文假装成工具，两头不讨好。先定文体，再选工具——多数报告只需要一到两张真正的交互图，其余交给静态。

2. `ggplotly()`：一行代码的入口，与它的边界

library(ggplot2)
library(plotly)

p <- ggplot(palmerpenguins::penguins,
            aes(x = bill_length_mm, y = bill_depth_mm, color = species)) +
  geom_point(size = 2, alpha = 0.8)

ggplotly(p)

立刻得到：悬停查值、滚轮缩放、拖拽平移、图例点选（内置 filter）；右上工具条（modebar）的相机图标还能一键导出 PNG——给静态场合留了应急出口。

高频误区：把 ggplotly 当无损转换器

ggplotly() 是尽力而为的翻译，不是保真复印：主题细节、部分扩展包 geom、复杂 guide 会被丢弃或走样；数据量大时转换本身也变慢（每层都要序列化成 JSON）。上万个点先 toWebGL(ggplotly(p)) 切到 WebGL 渲染，或回到聚合后的静态图。

注记

本书走「ggplot2 资产复用」路线：图先用 ggplot2 画对（1.7–1.8 章），需要交互再 ggplotly()。plotly 也有原生 plot_ly() 语法可从头写交互图，详见 https://plotly-r.com。

3. 定制 tooltip：把悬停变成「随身小表」

默认 tooltip 是 x / y / color 的机器味清单。定制套路：把要展示的信息 paste0() 进 text 映射，再告诉 ggplotly() 只显示它：

p <- ggplot(palmerpenguins::penguins,
            aes(x = bill_length_mm, y = bill_depth_mm)) +
  geom_point(aes(
    color = species,
    text = paste0(species, " · ", island, "\n",
                  "喙长 ", bill_length_mm, " mm / 喙深 ",
                  bill_depth_mm, " mm")
  ), size = 2)

ggplotly(p, tooltip = "text")

tooltip 取值速查："text" 只显示你的文本；c("x", "text") 组合显示；"none" 彻底关闭（给装饰性图层降噪）。

注记

text 是 ggplot2 的正式 aesthetic（映射），静态渲染会安静地忽略它——同一张 p 既能出静态图又能出交互图，这正是「先画对、再升级」路线的甜头。

Check In：tooltip 减法

把上面示例改成悬停只显示「物种 · 岛屿」，不含任何数字；再改成 tooltip = c("x", "text")。向同桌描述两个版本各自适合什么读者（提示：查身份 vs 核对数值）。

4. subplot 与 layout：多面板排布入门

两张图各自 ggplotly() 后，用 subplot() 并排，layout() 负责整体标题等版面细节：

p1 <- ggplot(palmerpenguins::penguins,
             aes(x = bill_length_mm, y = bill_depth_mm)) +
  geom_point(aes(color = species), size = 2)

p2 <- ggplot(palmerpenguins::penguins,
             aes(x = species, y = flipper_length_mm, fill = species)) +
  geom_boxplot(show.legend = FALSE)

subplot(ggplotly(p1), ggplotly(p2), nrows = 1,
        titleX = TRUE, titleY = TRUE, margin = 0.04) |>
  layout(title = "企鹅度量：关系与分布")

高频误区：拿 subplot 替代 facet

分面比较首选静态 facet_wrap()（1.7 章）——语义清楚、图例统一。subplot 的真正场景是各面板要独立交互（各自缩放、各自悬停）。另外 subplot 默认吞掉轴标题，记得 titleX = TRUE, titleY = TRUE 找回来。

5. 保存与分享：saveWidget 与自包含的代价

Quarto html 文档里 ggplotly() 输出会直接内嵌，不必另存；要独立分享（邮件附件、内网页面）时用：

fig <- ggplotly(p)

htmlwidgets::saveWidget(fig, "penguins-scatter.html")          # 自包含单文件
htmlwidgets::saveWidget(fig, "penguins-scatter-lib.html",
                        selfcontained = FALSE)                 # html + 依赖目录
file.size("penguins-scatter.html") / file.size("penguins-scatter-lib.html")

模式	产物	优点	代价
`selfcontained = TRUE`（默认）	单个 .html	一个文件走天下	依赖 base64 内嵌，体积常大数倍
`selfcontained = FALSE`	.html + `_files/` 目录	体积小、可共享依赖	必须整目录一起搬

高频错误：只拷走 html

selfcontained = FALSE 时只发 .html 不发旁边的依赖目录，对方打开就是白屏。邮件场景选自包含；网页托管、多个部件共享依赖时选目录模式。

6. 何时不要交互：一张决策表

交付场景	建议	理由
期刊论文 / PDF 报告	静态	PDF 不执行 JavaScript
打印材料	静态	纸不响应 hover
大屏演示	静态高分辨率	演示节奏不容现场探索
网页 / 仪表盘（2.3–2.4 章）	交互	读者有浏览器与时间
无障碍要求高	静态 + 替代文本	画布内容对屏幕阅读器不可见
点数 > 5 万	先聚合 / WebGL	浏览器不是数据库

兜底原则：重要交互图旁放一张静态缩略或数据表；正文的关键结论不依赖读者悬停才成立。

Practice Exercise 1（copy 档）

复跑 §2 与 §5：做出 penguins 交互散点，saveWidget() 存自包含单文件，报告 file.size()/1e6 的 MB 数，并把文件发给一位同学实际打开验证（不能只在自己机器上「看起来行」）。

Practice Exercise 2（adapt 档）

把 §3 的 tooltip 改成「物种 · 岛屿 · 喙长/喙深 mm」的多行文本，且不再出现默认 x/y 噪声；再把 §4 扩成 1×3 subplot（第三面板自选 flipper_length_mm 箱线图）。写一句反思：哪两个面板的 y 轴本不该共享尺度？

Practice Exercise 3（create 档 · 禁 AI → AI 评审）

第一轮（禁用 AI）：从自己领域选一张真实静态图（或用班级数据 nycflights13 任取两变量），先笔答 §6 决策表（该不该交互、给谁、放在哪种交付物里），再实现交互版：定制 tooltip + 图例 filter，点数大时用 toWebGL()，最后 saveWidget()。 第二轮（开放 AI）：把代码与交互截图贴给 Posit Assistant，只问一个问题：「三个 affordance 里，哪一个是我自我感动？」记录回答并说明你是否同意。

Capstone · 压轴项目

任务：「一次交付，两种文体」。回到你 Unit 1 的报告（或任选三张自己画过的静态图），逐张填写 §6 决策表；选出唯一最值得交互的一张升级为网页部件：定制 tooltip、必要时 toWebGL()、两种 selfcontained 模式各存一份并报告体积。交付 Quarto 一页：静态图 + 交互 html 链接 + 决策理由。

维度	达到	良好	卓越
决策质量	三张图均有明确建议	理由引用 affordance 与交付约束	对「最想交互」的诱惑图说了不
交互实现	ggplotly 跑通	tooltip 定制可读	WebGL / 多面板用得其所
工程与体积	存出可打开的 html	两种模式有体积对比	按分享场景选定模式并说明
诚实边界	提供静态 fallback	说明打印与无障碍限制	给交互图配了替代文字或数据表

SOURCES · 来源映射

讲义节	素材	性质
全章结构、示例、练习、capstone、rubric	本项目	原创
`ggplotly()` / tooltip 定制 / `subplot()` / `toWebGL()` / 部件保存用法	plotly for R（Carson Sievert）https://plotly-r.com	引用
penguins 数据	palmerpenguins R 包（仅作练习数据）	数据

本章以 CC-BY-SA 4.0 发布。