Eduardo E. Ribeiro Jr, PET-Estatística UFPR
Prof. Walmes M. Zeviani, LEG UFPR
Projeto desenvolvido no serviço GitLab do C3SL (Centro de Computação Científica e Software Livre) e mantido também como repositório da organização PET Estatística no GitHub. Todas as contribuições para o projeto são bem vindas.
O R é um programa para computação estatística e gráficos muito utilizado por estatísticos e cientistas de dados, possivelmente o mais utilizado. Seu uso é essencialmente via CLI (Command Line Interface), com resultados textuais exibidos em um console e gráficos em uma janela do sistema operacional. Porém, utilizado desta forma, o programa desencoraja usuários não acostumados com programação e os que tem familiaridade ainda obtém resultados estáticos.
Nesse material consideramos ferramentas em R para produzir resultados de forma interativa ou não-estática. Estes resultados se caracterizam pela interação proporcionada ao usuário, quando o objetivo é a criação de interfaces com widgets (controladores como botões, deslizadores etc.) e pelo dinamismo dos gráficos, quando o objetivo é apenas visualização. Em nossas experiências o uso potencial destas ferramentas de dá como:
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Instrumento de ensino: Muitos conceitos e resultados em Estatística, são apresentados nos cursos de graduação e pós-graduação a partir de axiomas e teoremas, porém muitos deles também podem ser visualizados de forma gráfica o que acelera a compreensão e assimilação do conteúdo;
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Construção de aplicativos: A elaboração de mini-aplicativos principalmente para coleta de dados torna o trabalho, inerente a um experimento planejado, menos árduo no sentido de que não se é mais necessário a transferência dos resultados do papel para o computador;
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Exibição de relatórios: Relatórios técnicos em Estatística ainda tem a característica estática, geralmente os resultados obtidos são apresentados no formato PDF. Porém com as ferramentas apresentadas podemos exibir nossos resultados de forma web interativa, onde o leitor pode até trocar os valores que são utilizados para gerar os resultados e ter uma visão mais ampla do trabalho.
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Interfaces para pacotes: Muitas bibliotecas do R, chamadas de pacotes já utilizam os recursos gráficos para criar interfaces interativas. No contexto de pacotes R essas interfaces objetivam principalmente a explicação funções exibindo, interativamente, a influências dos argumentos da função sobre os resultados.
Este repositório explora sete pacotes R, que possibilitam alguma forma
de interação com o usuário. Os pacotes abordados que se encaixam na
geração de gráficos dinâmicos são: animation que serve para gerar
animações em diversos formatos, como gif e animações em javascript
dentro de páginas web; rgl que permite explorar o espaço
tridimensional também com a possibilidade de geração de gifs e páginas
web com WebGL; googleVis proporcionando a elaboração de gráficos
da galeria Google Charts a partir de objetos do R;e rCharts pacote
ainda em desenvolvimento que possibilita criar, customizar e publicar
visualizações interativas JavaScript com o R, utilizando a sintaxe
lattice. Para criação de interfaces com widgets consideramos os
pacotes rpanel e gWdigets, com eles é possível fazer interfaces
gráficas e até mini aplicativos baseados em Tcl/Tk ou Gtk+. Por fim,
nesta categoria, o pacote shiny que possibilita construir aplicações
Web com o R baseadas em javascript também ganha destaca no nosso
material.
Primeiramente certifique-se que todos as bibliotecas abordadas estão instaladas no seu computador:
## Verificando e instalando, se necessário, todos os pacotes abordados
## CRAN
pkg <- c("animation", "googleVis", "gWidgets", "rgl", "rpanel", "shiny")
sapply(pkg, FUN = function(x) {
if (!require(x, quietly = TRUE, character.only = TRUE))
install.packages(x, dep = TRUE, repos = repos, lib = lib)
else TRUE
})
## GITHUB
if (!require("rCharts", quietly = TRUE, character.only = TRUE))
devtools::install_git("rCharts", "ramnathv")Para este projeto foram elaborados vários exemplos que podem ser explorados a partir de seu código-fonte em R. Porém como opção de apresentação das biliotecas exploradas, elaboramos também galerias de exemplos, escritas em RMarkDown. Estas galerias devem ser compiladas para que se possa visualizar seu resultado em formato HTML. Abaixo temos os códigos em R para compilar e visualizar os materiais:
## Lista o estado do diretório iguir2
files0 <- list.files(recursive = TRUE)
dirs0 <- list.dirs(recursive = TRUE)
## Encontra todos os arquivos RMarkdown do diretório
rmdAll <- list.files(pattern = "*.Rmd$", recursive = TRUE)
## Separa os que Rmd Shiny, que devem ser executados com run
rmdShiny <- grepl("^shiny", rmdAll)
rmdFiles <- rmdAll[!rmdShiny]
rmdShiny <- rmdAll[rmdShiny]
## Compila os arquivos Rmd e abre no navegador padrão
library(rmarkdown)
sapply(rmdFiles, FUN = function(x) {
path <- render(x, quiet = TRUE)
browseURL(path)
})
## Para as aplicações Rmd shiny deve-se compilá-las uma a uma, pois elas
## utilizam na sessão R. Certifique-se de parar o processo atual para
## executar a próxima aplicação
run(rmdShiny[1])
run(rmdShiny[2])
run(rmdShiny[3])
browserURL("http://shiny.leg.ufpr.br/iguir/") ## online
## Abrindo o pdf no visualizador padrão. Agora os links funcionam :)
file <- "./slides/slides.pdf"
switch(.Platform$OS.type,
"windows" = shell.exec(file),
"unix" = system(paste(getOption("pdfviewer"), file)))
## Limpa o diretório. Para compilar as galerias de exemplos muitos
## arquivos adicionais são criados (principalmente no animation). Veja
## os objetos *Creates.
files1 <- list.files(recursive = TRUE)
dirs1 <- list.dirs(recursive = TRUE)
filesCreates <- setdiff(files1, files0)
dirsCreates <- setdiff(dirs1, dirs0)
file.remove(filesCreates, dirsCreates)Executando o cógido descrito vc terá todos os arquivos gerados e poderá usufruir dos links incluídos na apresentação PDF elaborada.
Obs.: As aplicações Shiny produzidas para este projeto estão ativas no servidor RStudio/Shiny do LEG/PET: http://shiny.leg.ufpr.br/iguir/.
Como organização do material produzido adotamos no repositório um
diretório dedicado a cada pacote abordado. Cada repositório tem suas
particularidades devido às particularidades dos pacotes, porém, com
exceção do shiny/, temos uma galeria com exemplos para toda biblioteca
cujo nomeamos de package.Rmd, este arquivo .Rmd deve ser compilado
conforme procedimento descrito anteriormente. Também dedicamos um
diretório para a criação dos slides utilizados em cursos, os slides
são elaborados em LaTeX e cada pacote ganhou um arquivo para que a
elaboração pudesse ser realizada de forma paralela.
A estrutura geral dos diretórios dentro deste repositório é representada pelo diagrama abaixo.
.
├── README.md ## Visão geral do projeto
├── plano.org ## Plano de trabalho adotado
├── galery.css ## Arquivo de estilo das galerias
├── animation
│ ├── animation.Rmd ## Galeria de exemplos
│ ├── anima.R ## Animações elaboradas
│ └── ...
├── googleVis
│ └── googleVis.Rmd ## Galeria de exemplos
├── gWidgets
│ ├── gWidgets.Rmd ## Galeria de exemplos
│ ├── gifs
│ │ ├── interface.gif ## Gif das interfaces elaboradas
│ │ └── ...
│ ├── interfaces.R ## Interfaces elaboradas
│ └── ...
├── rCharts
│ ├── rCharts.Rmd ## Galeria de exemplos
│ └── pajero-dakar.csv ## Dataset utilizado
├── rgl
│ ├── rgl.Rmd ## Galeria de exemplos
│ └── setup.R ## Necessário geração do arquivo com _WebGL_
├── rpanel
│ ├── rpanel.Rmd ## Galeria de exemplos
│ ├── gifs
│ │ ├── interface.gif ## Gif das interfaces elaboradas
│ │ └── ...
│ ├── interfaces.R ## Interfaces elaboradas
│ └── ...
├── shiny
│ ├── shiny-pres.Rmd ## Apresentação detalhada do pacote
│ ├── images ## Imagens utilizadas na apresentação
│ │ ├── figures.svg
│ │ └── ...
│ ├── aplicação ## Arquivos necessários para a aplicação shiny
│ │ ├── ui.R
│ │ ├── server.R
│ │ └── aux_files.[dat, Rnw, md, ...]
│ ├── insertTemplate ## Shell script para inserção do cabeçalho iguir2
│ ├── shinyApp ## Shell script para criação automática de apps
│ └── template.R ## Cabeçalho das interfaces
└── slides
├── images
│ ├── files.[png, jpg, gif]
│ └── ...
├── secoes.tex ## Seções dos slides
├── slides.tex ## Agregação das seções em arquivo único
├── slides.pdf ## Resultado da compilação dos slides
└── tikz
├── imagem.pgf ## Código da imagem em Tikz
├── imagem.pdf ## Compilação do Tikz
└── ...
49 directories, 300 files