データの三次元可視化は、複数の変数間の関係を理解するのに非常に有効な手段です。特に、三次元散布図は、データポイント間の相互作用を直感的に捉えることができるため、データサイエンスや統計学において重宝されます。今回は、R言語とrglパッケージを使用して、三次元散布図に垂直線を加える方法を紹介します。この方法は、各データポイントの位置をより明確に示すのに役立ちます。
必要なパッケージ
このチュートリアルでは、rglパッケージを使用します。まだインストールしていない場合は、以下のコマンドでインストールしてください。
install.packages("rgl")
データの準備
例として、Rに組み込まれているmtcarsデータセットを使用します。このデータセットから、mpg（マイル/ガロン）、hp（馬力）、wt（重量）の3つの変数を選択し、三次元散布図を作成します。
ちなみに、mtcarsデータセットは次のような構成になっています。ここでは一部しか表示していませんが、サンプル数は全部で32です。
三次元散布図の作成
まず、rglパッケージを読み込み、plot3d関数を使用して三次元散布図を作成します。
library(rgl)
data(mtcars)
plot3d(mtcars$mpg, mtcars$hp, mtcars$wt, col="blue", size=5)
新しいウィンドウが開いて次のような３Dグラフが表示されます。マウスを左クリックしながら動かすことができます。
垂直線の追加
次に、各データポイントからZ軸の最小値まで垂直線を引きます。これにより、各ポイントのZ軸における位置がより明確になります。
# Z軸の最小値を計算
z_min <- min(mtcars$wt)
# 各データポイントから底面（Z軸の最小値）まで垂直線を追加
for(i in 1:nrow(mtcars)) {
segments3d(x=c(mtcars$mpg[i], mtcars$mpg[i]), y=c(mtcars$hp[i], mtcars$hp[i]), z=c(mtcars$wt[i], z_min), col="red")
}
次のようになります。
まとめ
rglパッケージを使用すると、Rでインタラクティブな三次元プロットを簡単に作成できます。今回紹介した方法で、三次元散布図に垂直線を加えることで、データポイントのZ軸における位置を直感的に把握することが可能になります。このテクニックは、データの探索的分析やプレゼンテーションにおいて、視覚的な洞察を深めるのに役立ちます。
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