Візуалізація основи сплайну

У підручниках зазвичай є прикладні графіки основи для рівномірних сплайнів, коли вони пояснюють тему. Щось на зразок ряду маленьких трикутників для лінійного сплайна або ряду маленьких горбків для кубічного сплайна.

Це типовий приклад:

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

Мені цікаво, чи існує простий спосіб генерувати графік основи сплайну за допомогою стандартних функцій R (наприклад, bs або ns). Я здогадуюсь, є якийсь простий фрагмент арифметики матриці в поєднанні з тривіальною програмою R, яка вишукано вишукані сюжети основи сплайну на елегантний спосіб. Я просто не можу придумати це!

Спробуйте це як приклад для B-сплайнів:

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)

Даючи це:

Ось autoplotметод для класу "основа" (від якого успадковуються і bs, і 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)
}

Це дозволяє вам просто зателефонувати autoplotна об’єкт ns або bs. Беручи приклад jbowman:

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

яка виробляє:

Редагувати: Це буде включено до наступної версії пакету ggfortify: https://github.com/sinhrks/ggfortify/pull/129 . Після цього я вважаю, що все, що вам потрібно, це:

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