Installation

You can install from GitHub with:

# install.package('remotes')
remotes::install_github('coolbutuseless/triangular')

Example

This is a basic example which shows you how to solve a common problem:

library(triangular)

Polygon with a Hole in it

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# polygons_df - data.frame of polygon vertices with group/subgroups
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
polygons_df <- df <- data.frame(
  x        = c(4, 8, 8, 4,   6, 7, 7, 6),
  y        = c(4, 4, 8, 8,   6, 6, 7, 7),
  group    = c(1, 1, 1, 1,   1, 1, 1, 1),
  subgroup = c(1, 1, 1, 1,   2, 2, 2, 2)
)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# How 'ggplot2' handles this case
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(polygons_df) +
  geom_polygon(aes(x, y, group=group, subgroup=subgroup)) +
  geom_path(aes(x, y, group = interaction(group, subgroup)), colour = 'red') +
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "ggplot2 rendering of original polygon(s)")

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Turn the polygon data.frame into individual triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
res <- triangular::decompose(polygons_df)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Remove the triangles which are 'interior' according to the even-odd rule
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
tri_df <- res$plot_df %>%
  filter(interior)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Plot the triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(tri_df) +
  geom_polygon(aes(x, y, group = idx), alpha = 0.3, colour = 'blue') +
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "Decomposition into simple tris with {triangular}")

Polygon with Two Holes

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
poly <- df <- data.frame(
  x        = c(4, 8, 8, 4,   6, 7, 7, 6,  4.5,   5, 5, 4.5),
  y        = c(4, 4, 8, 8,   6, 6, 7, 7,  4.5, 4.5, 5, 5),
  group    = c(1, 1, 1, 1,   1, 1, 1, 1,    1,   1, 1, 1),
  subgroup = c(1, 1, 1, 1,   2, 2, 2, 2,    3,   3, 3, 3)
)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# "Native" ggplot2 rendering
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(df) +
  geom_polygon(aes(x, y, subgroup = subgroup), colour = 'red') + 
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "ggplot2 rendering of original polygon(s)")

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Decompose into triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
res <- triangular::decompose(poly)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Remove the triangles which are 'interior' according to the even-odd rule
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
tri_df <- res$plot_df %>%
  filter(interior)

ggplot(tri_df) +
  geom_polygon(aes(x, y, group = idx), alpha = 0.3, colour = 'blue') +
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "Decomposition into simple tris with {triangular}")

Two Polygons with One Hole Each

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Two polygons with one hole each
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
poly <- df <- data.frame(
  x        = c(1, 4, 4, 1,  2, 3, 3, 2,      5, 8, 8, 5,  6, 7, 7, 6),
  y        = c(1, 1, 4, 4,  2, 2, 3, 3,      5, 5, 8, 8,  6, 6, 7, 7),
  group    = c(1, 1, 1, 1,  1, 1, 1, 1,      1, 1, 1, 1,  1, 1, 1, 1),
  subgroup = c(1, 1, 1, 1,  2, 2, 2, 2,      3, 3, 3, 3,  4, 4, 4, 4)
)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# "Native" ggplot2 rendering
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(df) +
  geom_polygon(aes(x, y, subgroup = subgroup), colour = 'red') + 
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "ggplot2 rendering of original polygon(s)")

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Decompose into triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
res <- triangular::decompose(poly)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Remove the triangles which are 'interior' according to the even-odd rule
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
tri_df <- res$plot_df %>%
  filter(interior)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Manual rendering of triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(tri_df) +
  geom_polygon(aes(x, y, group = idx), alpha = 0.3, colour = 'blue') +
  theme_bw() +
  coord_equal() + 
  labs(title = "Decomposition into simple tris with {triangular}")

Polygon from Random Points

set.seed(1)
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# 10 random points
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
poly <- df <- data.frame(
  x        = runif(10),
  y        = runif(10),
  group    = 1,
  subgroup = 1
)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# "Native" ggplot2 rendering
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(df) +
  geom_polygon(aes(x, y)) +
  geom_path(aes(x, y, group = interaction(group, subgroup)), colour = 'red') +
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "ggplot2 rendering of original polygon(s)")

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Decompose into triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
res <- triangular::decompose(poly)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Remove the triangles which are 'interior' according to the even-odd rule
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
tri_df <- res$plot_df %>%
  filter(interior)

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Manual rendering of triangles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(tri_df) +
  geom_polygon(aes(x, y, group = idx), alpha = 0.3, colour = 'blue') +
  theme_bw() + 
  coord_equal() + 
  labs(title = "Decomposition into simple tris with {triangular}")