R畫圖中英文字型完美解決方案
fontforge.png
R語言用來做資料處理和分析很方便，藉助ggplot2能夠方便的畫出比較漂亮且資訊豐富的圖形，但是由於歷史原因，R對中文的支援並不是很好，尤其是作圖的時候需要一些特殊的技巧才能完美的展示中文字型，同時對於中英文混合的情況，經過一番摸索之後也找到了比較完美的方案。
一句話總結：在
plot或者ggplot2的theme中設定family引數，如需要儲存為showtext包新增字型，如需分別指定中英文字型，就製作合適的中英文混合字型。
原生作圖函式的中文顯示
plot函式中設定family引數
在R中，使用plot函式畫圖時如果不指定字型，中文會顯示為亂碼，比如下面的語句：
plot(c(1:10), xlab = '橫軸', ylab = '縱軸',
main = '中文標題 Title')得到的圖形為：
06c2ffee487f8d7266b15caa830dba5f.png
此時可以通過設定family屬性來顯示中文字型，如下所示:
plot(c(1:10), xlab = '橫軸', ylab = '縱軸',
main = '中文標題 Title', family = 'SimSun')
得到的圖形為：
b68c02508473bdd014f61fd7df667434.png
可以發現中文根據設定顯示為了宋體，family
plot函式中設定font.main,font.sub,font.axis,font.lab 即可。
通過設定family引數能夠正常顯示中文，但是如果想要將畫好的圖形儲存下來還需要費一番周折，對於包含中文的圖形，如果儲存為png,
jpg, tiff等格式，由於這些都是柵格圖形，均是有一定數目的畫素點組成，因此不存在字型能否載入的問題，可以直接進行儲存。
但是大部分情況下我們希望能夠將圖形儲存為向量格式，因為向量格式的檔案能夠無限放大不失真，並且佔用磁碟空間小，方便儲存與後續處理，如果有需要的話可以匯出為任意解析度的柵格影象。然而通過設定family
pdf格式的時候會出錯，比如執行下面的語句：
pdf('test.pdf')
plot(c(1:10), xlab = '橫軸', ylab = '縱軸',
main = '中文標題 Title', family = 'SimSun')
dev.off()會得到如下輸出：
Error in axis(side = side, at = at, labels = labels, ...) : 字型類別出錯
此外: Warning messages:
1: In axis(side = side, at = at, labels = labels, ...) :
PostScript字型資料庫裡找不到'SimSun'這個字體系列
.........
錯誤原因提示的也很清楚，生成pdf檔案的圖形裝置的字型資料庫中找不到指定的字型，解決方案是通過pdf('test.pdf',
family = 'GB1')設定pdf圖形裝置使用GB1字型，這會呼叫系統預設的中文字型，如果想要使用指定的中文字型，這種方法就不起作用了，這種情況下一種可能的方法是利用extrafont包註冊特定的字型，然後呼叫Cario包的CarioPDF來生成pdf檔案，但是這種方案比較繁瑣，並且很容易失敗。
比較好的解決方案是利用showtext包，使用起來非常簡單，在此感謝此包的作者，使用方法如下：
library(showtext)
showtext.auto(enable = TRUE)
font.add('SimSun', 'simsun.ttc')
pdf('test.pdf')
plot(c(1:10), xlab = '橫軸', ylab = '縱軸',
main = '中文標題 Title', family = 'SimSun')
dev.off()
得到的pdf檔案如下：
![Uploading 62a1a74efedab3a3855c3a78d1b7a882_854328.png . . .]
c76dfdecd4bc238f054e3c2f2892e1bc.png
showtext包理論上能夠呼叫系統已安裝的任何字型，完整的字型列表可以通過font.files()檢視。
有強迫症的同學可能會注意到，標題中的中英文看起來很不協調，這是因為很多中文字型的英文部分不夠美觀，至於如何在同一行文字中同時使用中文字型和英文字型，會在最後介紹一種可行方法。
ggplot2顯示中文字型
ggplot2的畫圖功能非常強大，初期不太容易上手，但是習慣了之後會發現真的好用，在此不做過多介紹，只關注顯示中文的方法，和plot函式類似，如果只是希望顯示中文或者儲存為柵格影象，只需要在畫圖的時候設定family引數即可，一種可用的方法如下：
library(ggplot2)
ggplot(data.frame(x = rnorm(100))) +
geom_histogram(aes(x), fill = 'purple', alpha = 0.6) +
labs(x = 'X 取值', y = '頻數 Count') +
theme(text = element_text(family = 'SimSun'))結果為：
62a1a74efedab3a3855c3a78d1b7a882.png
如果不通過theme(text = element_text(family = 'SimSun'))設定字型引數，則會出現中文亂碼，同樣，ggplot2能夠對標題、座標軸、座標刻度等分別設定不同的字型，具體使用方法請參考ggplot的theme函式。
如果需要將含有中文字型的圖形儲存為pdf檔案，同樣可以利用前面講到的方案，最新版的showtext包已經支援了ggplot2，推薦使用此種方案。
中英文字型混合顯示
前面囉囉嗦嗦的說了一大推，其實總結起來無非是在plot或者ggplot2的theme中設定family引數，如需要儲存為pdf檔案，則利用showtext包新增字型即可。
但是有時候需要同時顯示中文和英文，而plot和ggplot2對同一個元素的字型只能設定一種字型，因此可能的解決方案就是使用中英文混合字型，比如知名度很高的YaHei
Consolas混合字型，然而最近由於要寫畢業論文，需要黑體和Times New Roman的混合字型，網上搜了一圈沒搜到，只能動手製作一個了。Google後發現了一個開源專案:FontForge, 其安裝方法見官網說明，該專案能夠很方便的用來合併中英文字型，這個開源專案在處理字型上功能很強大，有GUI和命令列兩種使用方式，在Mac上其GUI依賴於X11，但是X11在最新版的Mac
OS上存在諸多問題，因此還是推薦使用命令列，使用起來也非常簡單，比如說我們想要合併黑體和Times New Roman，先把這兩個字型的字型檔案找出來，放在同一個資料夾下面，我這裡的檔名分別為simhei.ttf和TimesNewRoman.ttf，然後在同一個資料夾下面新建一個指令碼檔案mergefont.pe，內容如下：
Open("simhei.ttf")
SelectAll()
ScaleToEm(1024)
Generate("temp.ttf", "", 0x14)
Close()
# Open English font and merge to the Chinese font
Open("TimesNewRoman.ttf")
SelectAll()
ScaleToEm(1024)
MergeFonts("temp.ttf")
SetFontNames("Broman", "Broman", "SimHei Times New Roman Hybrid", "Regular", "")
Generate("Broman.ttf", "", 0x14)
Close()
如果已經成功的安裝了fontforge，在命令列切換到當前目錄並執行fontforge
-script mergefont.pe,即可生成Broman.ttf字型檔案，然後雙擊安裝即可。
測試一下生成的Broman混合字型，程式碼如下：
library(ggplot2)
library(showtext)
showtext.auto(enable = TRUE)
font.add('Broman', 'Broman.ttf')
pdf('test.pdf')
ggplot(data.frame(x = rnorm(100))) +
geom_histogram(aes(x), fill = 'purple', alpha = 0.6) +
labs(x = 'X 取值', y = '頻數 Count', title = '標題 Title') +
theme(text = element_text(family = 'Broman'))
dev.off()
得到的pdf檔案如下：
aa84fbb65641901bb50423c11e873c5e.png
可以看到中文字型顯示為黑體，英文字型顯示為Times New Roman， 至此，R畫圖的字型問題基本完美解決。