Visualización de una base spline

Question

Los libros de texto suelen tener bonitos gráficos de ejemplo de la base de los splines uniformes cuando explican el tema. Algo así como una fila de pequeños triángulos para un spline lineal, o una fila de pequeñas jorobas para un spline cúbico.

Este es un ejemplo típico:

http://support.sas.com/documentation/cdl/en/statug/63033/HTML/default/viewer.htm#statug_introcom_a0000000525.htm

Me pregunto si hay una manera fácil de generar un gráfico de la base del spline utilizando funciones estándar de R (como bs o ns). Supongo que hay alguna pieza simple de aritmética matricial combinada con un programa trivial de R que escupirá un bonito gráfico de una base spline de una manera elegante. Pero no se me ocurre.

Answer 1

Prueba esto, como ejemplo para las B-splines:

x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
plot(spl[,1]~x, ylim=c(0,max(spl)), type='l', lwd=2, col=1, 
     xlab="Cubic B-spline basis", ylab="")
for (j in 2:ncol(spl)) lines(spl[,j]~x, lwd=2, col=j)

Dando esto:

Answer 2

Aquí hay un autoplot método para la clase "base" (de la que heredan tanto bs como ns):

library(ggplot2)
library(magrittr)
library(reshape2)
library(stringr)
autoplot.basis <- function(basis, n=1000) {
    all.knots <- sort(c(attr(basis,"Boundary.knots") ,attr(basis, "knots"))) %>%
        unname
    bounds <- range(all.knots)
    knot.values <- predict(basis, all.knots) %>%
        set_colnames(str_c("S", seq_len(ncol(.))))
    newx <- seq(bounds[1], bounds[2], length.out = n+1)
    interp.values <- predict(basis, newx) %>%
        set_colnames(str_c("S", seq_len(ncol(.))))
    knot.df <- data.frame(x=all.knots, knot.values) %>%
        melt(id.vars="x", variable.name="Spline", value.name="y")
    interp.df <- data.frame(x=newx, interp.values) %>%
        melt(id.vars="x", variable.name="Spline", value.name="y")
    ggplot(interp.df) +
        aes(x=x, y=y, color=Spline, group=Spline) +
        geom_line() +
        geom_point(data=knot.df) +
        scale_color_discrete(guide=FALSE)
}

Esto le permite simplemente llamar a autoplot en un objeto ns o bs. Tomando el ejemplo de jbowman:

library(splines)
x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
autoplot(spl)

que produce:

Editar: Esto se incluirá en la próxima versión del paquete ggfortify: https://github.com/sinhrks/ggfortify/pull/129 . Después de eso, creo que todo lo que debería necesitar es:

library(splines)
library(ggfortify)
x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
autoplot(spl)