如何在R的能量图中绘制曲线？
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我写了以下R脚本：
#energy diagram
x <- c(0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 ) #chosen randomly, reaction axis
y <- c(-5.057920, -5.057859, -5.057887,-5.057674, -5.057919 ) #energy of the educt, intermediate, transtition states and product
plot(x,y, type="p",
xlim=c(0,1),
ylim=c(-5.058,-5.0575),
xlab="reaction axis",
ylab=expression(paste(E[el] ," / ",10^6," ",kJ/mol)),
xaxt="n" #hide x-axis
)
#h- and v-lines, so i can draw curves by hand
abline(v=seq(0,1,0.1),h=seq(-5.0600,-5.0500,0.00005),col="black",lty=1,lwd=1)
abline(h=c(-5.057920, -5.057859, -5.057887,-5.057674), col="blue", lty=1,lwd=0.7)
是否有可能通过看起来像能量图的点画一条曲线。能量图的示例在这里：
格雷戈尔·托马斯（Gregor Thomas）
要简化/矢量化此代码，可以做很多事情，但是对于一个很小的图来说，它工作得很好：
# get that data
x <- c(0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 ) # reaction axis
y <- c(-5.057920, -5.057859, -5.057887,-5.057674, -5.057919 ) # energies
我将制作一条小的Bezier曲线以将每个点连接到下一个-这样，我们可以确保平滑线穿过数据，而不仅仅是靠近数据。我将给每个点一个“控制点”以定义斜率。通过对一个点及其控制点使用相同的y值，该点处的斜率将为0。我将称该点与控制点之间的偏移量delta。我们将从一个点对开始：
library(Hmisc)
delta = 0.15
bezx = c(0.1, 0.1 + delta, 0.3 - delta, 0.3)
bezy = rep(y[1:2], each = 2)
plot(bezx, bezy, type = 'b', col = "gray80")
lines(bezier(bezx, bezy), lwd = 2, col = "firebrick4")
在这里，我用灰色绘制了点和控制点，用红色绘制了平滑线，以便我们看到发生了什么。看起来很有希望，让我们将其变成可以应用于每对点的函数：
bezf = function(x1, x2, y1, y2, delta = 0.15) {
bezier(x = c(x1, x1 + delta, x2 - delta, x2), y = c(y1, y1, y2, y2))
}
您可以使用该delta参数，我认为0.1看起来还不错。
plot(x, y, xlab = "Reaction coordinate", ylab = "E", axes = F)
box(bty = "L")
axis(side = 2)
for(i in 1:(length(x) - 1)) {
lines(bezf(x1 = x[i], x2 = x[i + 1], y1 = y[i], y2 = y[i + 1], delta = 0.1))
}
当然，您可以调整图样，添加标签，也可以ablines像原始图一样进行调整。（for在lines命令中使用我的循环仅绘制平滑的线。）我将这些点留在上面以表明我们正在通过它们，而不仅仅是靠近它们。
我更喜欢在ggplot2中绘图，如果您也这样做，则需要将数据提取到data.frame中：
bezlist = list()
for (i in 1:(length(x) - 1)) {
bezlist[[i]] = bezf(x1 = x[i], x2 = x[i + 1], y1 = y[i], y2 = y[i + 1], delta = 0.1)
}
xx = unlist(lapply(bezlist, FUN = '[', 'y'))
yy = unlist(lapply(bezlist, FUN = '[', 'y'))
bezdat = data.frame(react = xx, E = yy)
library(ggplot2)
ggplot(bezdat, aes(x = react, y = E)) +
geom_line() +
labs(x = "Reaction coordinate")
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