Как показать ориентацию кривой в ggplot2?

Было бы лучше, если бы стрелки были более равномерно распределены вдоль изогнутого пути, например

library(ggplot2)
library(grid)
set.seed(9)
T <- sort(runif(2^12,min=2^-5, max=16))
U <- function(t) exp(4*log(t) - 4*t)*(cos(log(t) + 3*t))
V <- function(t) exp(4*log(t) - 4*t)*(sin(log(t) + 3*t)) 
drough <- data.frame(x=sapply(T,U), y=sapply(T,V))


p <- ggplot(data = drough, aes(x = x, y = y))  + 
       geom_path() 

## because the parametric curve was generated with uneven spacing
## we can try to resample more evenly along the path
parametric_smoothie <- function(x, y, N=1e2, phase=1, offset=0) {

  lengths <- c(0, sqrt(diff(x)^2 + diff(y)^2))
  l <- cumsum(lengths)
  lmax <- max(l)
  newpos <- seq(phase*lmax/N, lmax-phase*lmax/N, length.out = N) + offset*lmax/N
  xx <- approx(l, x, newpos)$y
  yy <- approx(l, y, newpos)$y
  data.frame(x = xx, y = yy)
}

## this is a finer set of points
dfine <- parametric_smoothie(X, Y, 20)

gridExtra::grid.arrange(p + geom_point(data = drough, col="grey"),
                        p + geom_point(data = dfine, col="grey"), ncol=2)

## now we use this function to create N start points for the arrows
## and another N end points slightly apart to give a sense of direction
relay_arrow <- function(x, y, N=10, phase = 0.8, offset = 1e-2, ...){

  start <- parametric_smoothie(x, y, N, phase)
  end <- parametric_smoothie(x, y, N, phase, offset)

  data.frame(xstart = start$x, xend = end$x, 
             ystart = start$y, yend = end$y)

}

breaks <- relay_arrow(drough$x, drough$y, N=20)

p + geom_point(data = breaks, aes(xstart, ystart), col="grey98", size=2) +
  geom_segment(data = breaks, aes(xstart, ystart, xend = xend, yend = yend), 
               arrow = arrow(length = unit(0.5, "line")),
               col="red", lwd=1)

Один из способов сделать это — нарисовать их после. Вероятно, вы можете лучше определить направление, используя эстетику угла (если это достаточно легко решить):

p<-ggplot(data=df,aes(x = X, y = Y)) 
p + 
  geom_path(size=1,color='blue',linetype=1)+ 
  geom_segment(data = df[seq(1, nrow(df), 20), ], aes(x = X, y = Y, xend=c(tail(X, n=-1), NA), yend=c(tail(Y, n=-1), NA)), 
  arrow=arrow(length=unit(0.2,"cm"), type = "closed"), color="blue", linetype = 0, inherit.aes = FALSE) 

Обратите внимание на закрытую стрелку. Я должен был сделать это, чтобы они не интерпретировались как линии и, следовательно, исчезали, когда linetype = 0.

Попробуйте это с небольшой модификацией вашего кода (вы не хотите ставить под угрозу качество кривой, имея меньшее количество точек, и в то же время вы хотите иметь меньшее количество сегментов для рисования стрелок для лучшего качества стрелок). ):

library(ggplot2)
library(grid)
set.seed(9)
T<-sort(runif(2^12,min=2^-5, max=16))

U<-function(t) exp(4*log(t) - 4*t)*(cos(log(t) + 3*t))
#Re(t^(4+1i)*t)*exp(-(4-3i)*t))
V<-function(t) exp(4*log(t) - 4*t)*(sin(log(t) + 3*t)) 
#Im(t^(4+1i)*t)*exp(-(4-3i)*t))


X<-sapply(T,U)
Y<-sapply(T,V)

df<-data.frame(X=X,Y=Y)
df1 <- df[seq(1,length(X), 8),]

p<-ggplot(data=df,aes(x = df$X, y = df$Y))

p+theme_bw()+
  geom_path(size=1,color='blue',linetype=1) +
  geom_segment(data=df1,aes(x=X, y=Y, xend=c(tail(X, n=-1), NA), yend=c(tail(Y, n=-1), NA)),
             arrow=arrow(length=unit(0.3,"cm"),type='closed'),color='blue')
#dev.off()