2D 数据绘制（二）

3. 直方图

circos 直方图是折线线图的变形，在折线图中，相邻点用一条直线连接起来，而直方图中，点之间构成一条阶梯状的轨迹。

设置参数 type=histogram，绘制直方图

在折线图和散点图中，数据点位于跨度的中间。因此通过如下定义一个数据点

hs1 1000 2000 0.5

该点将会绘制在 1500 的位置处。如果你的数据值与特定的位置相关，需要将起始和终止位置设置为同一个值。

hs1 1500 1500 0.5

但是，在直方图中，整个 1000-2000 范围将会对应一个值为 0.5 的直方图的 bin（直方图的一个柱子）

3.1 扩展 bins

如果设置 extend_bin=yes，则每个 bin 的左右边界将会延伸到该 bin 与相邻 bin 的中间点。

该值是默认设置的。例如，你的数据是

hs1 1000 2000 0.5
hs1 5000 5500 0.25
hs1 9000 9250 0.75

如果设置了 extend_bin=yes，中间的 bin 5000-5500 将其左侧扩展到 avg(2000,5000)=3500，右侧将会扩展到avg(5500,9000)=7250。

因此，即使数据跨度不是连续的，但是直方图在这三个 bins 之间也是连续的。

如果 extend_bin=no，则直方图将有三个分离的 bin。

你有时可能会注意到，即使设置了 extend_bin=no，相邻的 bin（起始终止之间的距离在 1bp 内）也会连接起来。这将使得 extend_bin=no 有助于区分没有数据的区域

如果你的数据非常密集，直方图会变得非常拥挤且难以理解。因此，当相邻数据点之间的角度距离至少跨越几个像素时，直方图和折线图才最有用

直方图类型对于跨度上的浮点值有效，对单基因数据点效果更差，如果数据非常密集，建议使用折线图。

image.png

3.2 跳过数据点

你可以使用 Perl 的取模运算符（%）编写一个跳过某些数据点的规则。如果数据点的起点/终点坐标是每 250kb 一个，但只希望每 1Mb 绘制一个点，则可以设置如下规则

<rule>
condition  = var(start) % 1Mb
show       = no
</rule>

判断条件是每个 bin 的起始值（250kb、500kb、750kb...）除以 1Mb 后的余数。如果 start 是 1Mb 的倍数，余数为 0，规则失败

但是，如果 start 不是 1Mb 的倍数，则余数为正数，规则将对该点应用 show=no，从而隐藏该点。

3.3 处理抽样率

无论你创建的是位图还是 SVG 图像，你是无法在图像上绘制超过给定图像大小能够解析的数据量。

例如，你的 ideogram 半径为 1000 像素，则其周长为 6000 像素。因此，你只有 6000 个可分辨的数据位置。

如果考虑使用抗锯齿技术实现亚像素采样，则最多只能有 12000 个位置。

circos 会一次读取所有的数据，并存储在内存中。为了避免读取所有数据，可以使用 skip_run 和 min_value_change 参数。

如果设置了 skip_run 参数，circos 将只能读取具有相同值的连续数据点的第一个。如

<plot>
skip_run = yes
...
</plot>

# data input
chr1 100 200 0.25 # read in
chr1 200 300 0.1  # read in
chr1 300 400 0.1  # not read in
chr1 400 500 0.1  # not read in
chr1 500 600 0.1  # not read in
chr1 600 700 0.3  # read in

min_value_change 参数的工作原理类似，要求第 n 个读入的值必须与第 n-1 个被读入的值之间的差值至少 min_value_change 才会被读入。如

<plot>
min_value_change = 5
...
</plot>

# data input
chr1 100 200 1   # read in
chr1 200 300 2   # not read in (difference = 1 < 5)
chr1 300 400 5   # not read in (difference = 4 < 5)
chr1 400 500 6   # read in     (difference = 5 >= 5)
chr1 500 600 3   # not read in (difference = 3 < 5)
chr1 600 700 13  # read in     (difference = 7 >= 5)
chr1 

即使这些原始数据采样方法是可用的，但是强烈建议自己先对数据进行过滤，再作为输入数据

3.4 设置轴范围

如果未使用 min/max 指定轴范围，则将缩放轴以跨越整个数据范围，可以显示设置轴范围。例如

min=-1
max=0

将有效隐藏此范围之外的任何值

image.png

3.5 隐藏值

你可以通过设置轴范围来裁剪数据值，如果你的数据在 [-1,1] 范围内，并设置了

min=0
max=1

则只显示子范围 [0,1] 中的数据。但是，如果希望保留原始轴范围，并禁止显示数据范围，则你应使用 rule。

下面的规则将隐藏负值数据

<rules>
<rule>
condition  = var(value) < 0
show       = no
</rule>
</rules>

3.6 轴方向

默认情况下，y 轴的方向是向外的。这意味着较小的值比较大的值更接近更接近圆的中心。对于直方图，正值的 bin 指向外部，负值的 bin 指向内部。

你可以使用 orientation 设置调整 y 轴的方向，使 y 轴指向内部

orientation = in

其效果与在所有数据值上翻转正负号相同

3.7 填充直方图

使用颜色填充直方图

fill_color = red

通过将两个直方图组合在一起（每个分别用于负值和正值数据）并使用不同颜色，可以实现视觉上的吸引力

image.png

3.8 填充扩展 bin

扩展的 bin 会根据原始 bin 设置的格式填充和描边。

image.png