數(shù)字時(shí)代數(shù)據(jù)可視化的類型及其特征

□ 任思雨

谷歌公司每天要處理超過24pb的數(shù)據(jù)，是美國(guó)國(guó)家圖書館所有紙質(zhì)出版物所含數(shù)據(jù)量的上千倍；Facebook每天更新的照片量超過1000萬張，點(diǎn)擊“喜歡”或者寫評(píng)論的大約有30億次；截止到2012年，Twitter每天都會(huì)發(fā)布超過4億條微博，信息量幾乎每年翻一番。過去3500年人類文明發(fā)展所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，僅僅約等于我們現(xiàn)在兩天所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)、分享和應(yīng)用數(shù)據(jù)的時(shí)代正在開啟。然而，能被人們理解的數(shù)據(jù)才是有用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可視化以其美麗雅致的外形以及對(duì)于特定人群所關(guān)注的信息清晰定位，成為人們視野中的焦點(diǎn)。

一、概念

數(shù)據(jù)可視化（Data Visualization）起源于1960年計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。在狹義上，數(shù)據(jù)可視化是指人們通過特定的軟件工具，用更清晰直觀、更易理解的圖形圖表方式來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的深入挖掘。廣義上，數(shù)據(jù)可視化實(shí)現(xiàn)了科學(xué)可視化領(lǐng)域與信息可視化領(lǐng)域的統(tǒng)一。科學(xué)可視化（Scientific Visualization）是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)來創(chuàng)建視覺圖像，幫助人們理解科學(xué)技術(shù)概念或結(jié)果的那些錯(cuò)綜復(fù)雜而又往往規(guī)模龐大的數(shù)字表現(xiàn)形式，比如利用醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)（核磁共振或CT）研究和診斷人體。信息可視化（Information Visualization）指的是將非數(shù)字的信息進(jìn)行可視化，用于表現(xiàn)抽象或復(fù)雜的概念、技術(shù)和信息。本文主要以數(shù)據(jù)可視化的狹義概念為依據(jù)，數(shù)據(jù)的內(nèi)容囊括科學(xué)可視化、信息可視化等所有被記錄下來的數(shù)據(jù)。

二、數(shù)據(jù)可視化的類型及其特點(diǎn)

從商業(yè)到醫(yī)療，從政府到教育，處處可見數(shù)據(jù)可視化的身影。無論是哪種類型，可視化的宗旨都是以簡(jiǎn)潔易懂、省時(shí)高效的方式來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容。以下將從表現(xiàn)形式的角度出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行分類并闡述其特征。

（一）靜態(tài)可視化

1.統(tǒng)計(jì)圖表。統(tǒng)計(jì)圖表能可視化定量的數(shù)據(jù)結(jié)果，呈現(xiàn)基本信息，態(tài)度客觀中庸，清晰直觀，是數(shù)據(jù)可視化中最基礎(chǔ)和最常見的應(yīng)用，如餅圖、柱狀圖、折線圖等。形式較為穩(wěn)定，為閱讀者熟知所以具有自明性。但它很難具有創(chuàng)新性，不易激發(fā)閱讀者興趣，也不易引起共鳴，而且統(tǒng)計(jì)圖表在面對(duì)復(fù)雜或大規(guī)模異質(zhì)性數(shù)據(jù)時(shí)往往顯得力不從心。

2.主題圖。相對(duì)于傳統(tǒng)的主題圖表，如地圖，現(xiàn)代的主題圖更關(guān)注事物之間的關(guān)聯(lián)性。如2007年網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)地圖，作者通過改造東京地鐵圖，將站點(diǎn)設(shè)計(jì)成地鐵站，結(jié)合大量的暗喻和巧合來建立信息之間的聯(lián)系。其次，現(xiàn)代主題圖更具有趣味性與故事性，增加了信息的可讀性，如政治雜志《Reportage》中的國(guó)旗圖表，將國(guó)旗作為圖表、國(guó)旗中的元素作為圖例，美國(guó)國(guó)旗紅色部分代表支持伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)，白色部分代表反對(duì)伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)，藍(lán)色部分表示不知道伊拉克在哪。同時(shí)，現(xiàn)代主題圖往往具有信息集成性，如一條微博，可包含文字內(nèi)容、圖片、音頻、視頻、發(fā)布時(shí)間、發(fā)布平臺(tái)、發(fā)布地點(diǎn)等多種信息。

（二）動(dòng)態(tài)可視化

1.實(shí)時(shí)更新可視化。可視化在信息實(shí)時(shí)更新方面也表現(xiàn)得很出色，比如機(jī)場(chǎng)航班信息牌、股票跌漲等，這類可視化方案突出了即時(shí)性、動(dòng)態(tài)性、真實(shí)性、準(zhǔn)確性及持續(xù)性特征。Aaron Koblin和Valdean Klump的“飛行模式”追蹤在24小時(shí)之內(nèi)美國(guó)和加拿大機(jī)場(chǎng)抵達(dá)和離開的飛機(jī)狀況并將其可視化，實(shí)時(shí)地顯示了飛機(jī)的飛行進(jìn)度。2001年Rom and Son為IBM開發(fā)了一套屏幕信息收集器，雇員們工作效率越快，屏幕上發(fā)光的點(diǎn)就走得越快，實(shí)時(shí)展現(xiàn)團(tuán)隊(duì)勞動(dòng)的成果，并起到了激勵(lì)員工的作用。

2.動(dòng)畫視頻。第一，動(dòng)畫視頻往往用于數(shù)據(jù)展示，具有強(qiáng)烈的話題引導(dǎo)性。第二，數(shù)據(jù)以圖片、文字、聲音、動(dòng)畫等多種方式輸出，動(dòng)畫視頻的綜合性與多媒體體驗(yàn)方式為觀眾帶來新的視聽感受，由過去的閱讀式轉(zhuǎn)向收聽式、收看式。第三，它具有科普性與趣味性，更易激發(fā)觀眾興趣，引起觀眾共鳴，如飛碟說的作品《釣魚島的前世今生》等。第四，其虛擬性也使得觀眾能看到以前看不到的事情發(fā)展過程或事物內(nèi)部構(gòu)造，如《一千種死法》就利用動(dòng)畫技術(shù)模擬再現(xiàn)了死亡發(fā)生時(shí)人體內(nèi)部是如何受到創(chuàng)傷的。第五，動(dòng)畫與真人相結(jié)合的方式則更具有科技感與創(chuàng)新性，將這種方式應(yīng)用到個(gè)人簡(jiǎn)歷的制作中就是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

（三）交互可視化

1.基于web的點(diǎn)選交互。互聯(lián)網(wǎng)中的點(diǎn)選交互可視化作品往往展示多維數(shù)據(jù)或從不同維度展現(xiàn)同一部分?jǐn)?shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性與很強(qiáng)的操作性，用戶可自由地探索感興趣的數(shù)據(jù)。如展現(xiàn)英國(guó)歷史的《互動(dòng)歷史年表》，不僅有明確的時(shí)期劃分、事件展現(xiàn)，還呈現(xiàn)出歷史時(shí)間的密度，用戶還可以點(diǎn)擊“Take a journey”來動(dòng)態(tài)瀏覽歷史流。不僅如此，數(shù)據(jù)可視化也不再是專業(yè)人士的“獨(dú)寵”，只要喜歡，普通用戶也可以通過一些軟件，如SAP的Crystal Dashboard，來創(chuàng)作出交互可視化方案。目前發(fā)布的互動(dòng)式在線視頻Touch Cast以一種看似視頻但又感覺如同網(wǎng)頁(yè)的方式來重新思考互聯(lián)網(wǎng)，它可以在視頻中加入能直接互動(dòng)的視頻APP，用戶可以通過視頻APP將Twitter、Facebook、YouTube等插入視頻畫面中，可稱得上是web平臺(tái)的革新式互動(dòng)數(shù)據(jù)可視化方式。

2.基于虛擬技術(shù)的體驗(yàn)式交互。技術(shù)對(duì)于藝術(shù)創(chuàng)作的變革帶領(lǐng)我們進(jìn)入了一個(gè)追求“物我合一”的時(shí)代，設(shè)計(jì)者越來越注重人機(jī)互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)人的參與。以運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品為例，目前，阿迪達(dá)斯推出的miCoach科技訓(xùn)練裝備智能足球，從外觀上看與普通足球并沒有什么不同，這并不會(huì)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)員的注意力；但其內(nèi)部包含了一套非常特殊的傳感器，運(yùn)動(dòng)員所有與足球接觸的數(shù)據(jù)都會(huì)通過傳感器進(jìn)入中央控制器來將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析，通過藍(lán)牙4.0可以將這些數(shù)據(jù)第一時(shí)間傳輸?shù)接脩舻膇OS設(shè)備上，iOS應(yīng)用還可以模擬足球的飛行軌跡，并且在iPhone或iPad上以3D的方式展示給用戶，直到用戶踢出了自己滿意的軌跡為止。這種可視化方式更強(qiáng)調(diào)個(gè)性化與人本，具有智能化、準(zhǔn)確性、即時(shí)性、游戲性的特征。

3.作為藝術(shù)的交互可視化。數(shù)據(jù)收集方式從過去的被動(dòng)式發(fā)展到博客時(shí)代的主動(dòng)式，再到現(xiàn)在數(shù)字時(shí)代的自動(dòng)式，人類的一切活動(dòng)都以比特的形式被記錄下來，可以說人類也是數(shù)據(jù)的一部分。當(dāng)今，數(shù)據(jù)可視化已不僅僅是一個(gè)展示工具，更成為一門新的藝術(shù)出現(xiàn)在我們的生活中，帶給我們新的審美感受。在國(guó)外某機(jī)場(chǎng)，人們登機(jī)信息中身份證號(hào)碼或者護(hù)照號(hào)碼中的四位數(shù)字被自動(dòng)輸入系統(tǒng)中，每通過一位乘客，機(jī)場(chǎng)LED大屏幕上就會(huì)根據(jù)不同的數(shù)字增加不同的圖形，作品因用戶的參與不斷趨于完整。這種新媒體藝術(shù)作品不但具有創(chuàng)新性與動(dòng)態(tài)性，而且具有隨機(jī)性與變動(dòng)性，它回?fù)袅岁P(guān)于新媒體疏離人情的質(zhì)疑，它使得普通人成為藝術(shù)作品的一部分，強(qiáng)調(diào)人參與的重要性，藝術(shù)來源于生活，來源于大眾。

三、數(shù)據(jù)可視化的未來

（一）形式與內(nèi)容相統(tǒng)一

數(shù)據(jù)可視化的主要目的是借助圖形化手段更高效和清晰地交流信息，但這并不意味著它的表現(xiàn)僅僅只是擁有華麗的視覺外觀而已，更重要的是要把握住良好的外觀和內(nèi)在功能性之間的平衡關(guān)系，不僅要對(duì)復(fù)雜枯燥的數(shù)據(jù)進(jìn)行視覺的設(shè)計(jì)，而且還要對(duì)帶有各種專業(yè)性質(zhì)的數(shù)據(jù)的分析、理解、抽象并對(duì)其進(jìn)行提煉，與內(nèi)容相匹配的形式才是合適的形式。第一，可視化必須非常容易理解，即使是孩子也能明白其表達(dá)的意思。第二，它的視覺元素是用來幫助理解信息含義而存在的，弱化視覺上的信噪比，簡(jiǎn)潔明了且無歧義。第三，它表達(dá)的應(yīng)該是那些被隱藏的、平時(shí)不易發(fā)現(xiàn)的、同時(shí)又是正確的、給人帶來啟發(fā)的信息。同時(shí)，可視化應(yīng)從最初的功能性、技術(shù)性追求最終轉(zhuǎn)入內(nèi)在的文化性上，這才是發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)之道。

（二）個(gè)性化數(shù)據(jù)生活

不經(jīng)意之間，數(shù)據(jù)已成為我們生活不可或缺的一部分。或許在不久的將來，從我們每天睜開眼的那一刻起，個(gè)性化的信息推送就會(huì)接踵而至，手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備將成為無微不至的數(shù)據(jù)管家。它不僅僅告訴我們今天的溫度，甚至?xí)嬖V我們應(yīng)該穿哪件衣服，衣服和哪個(gè)包搭配。數(shù)據(jù)可視化的目的不僅僅是美觀精致，更重要的是有效地為每個(gè)人提供有效的數(shù)據(jù)分析從而優(yōu)化生活質(zhì)量。另一方面，數(shù)據(jù)可視化應(yīng)該更關(guān)注特殊人群的生活，比如針對(duì)色盲人群的可視化方案應(yīng)考慮到色盲人士對(duì)色相的辨識(shí)能力較弱，但卻對(duì)明度、飽和度非常敏感，從而確定合適的配色方案。優(yōu)秀的數(shù)據(jù)可視化并不是要讓人驚異于它嶄新的形式和素材，而應(yīng)該讓人驚異于它居然來自看似平凡的日常生活，并且讓我們的生活更加精彩。

[1]Victor，Mayer-Sch?nberger，Kenneth，Cukier.大數(shù)據(jù)時(shí)代[M].浙江人民出版社，2013.

[2]徐昊，宋辰.數(shù)據(jù)之美[J].計(jì)算機(jī)世界，2013（32）.

[3]Vitaly Friedman.Data Visualization：Modern Approaches.Smashing Magazine，2007-08-02.

[4]Julie Steele，NoahIliinsky.數(shù)據(jù)可視化之美[M].祝洪凱，李妹芳（譯）.機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[5]Tricia Austin，Richard Doust.新媒體設(shè)計(jì)概論[M].上海人民美術(shù)出版社，2012.

[6]Jason Shang.互動(dòng)式的在線視頻TouchCast發(fā)布，可在視頻加入能直接互動(dòng)的vApp[DB/OL].36氪關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)，2013-06-29.http：//world.kankanews.com/tech/2013-06-29/1980125.shtml.

[7]張曉微.阿迪達(dá)斯推出智能足球，各項(xiàng)數(shù)據(jù)可無線傳至手機(jī)[DB/OL].騰訊數(shù)碼，2013-05-29.http：//digi.tech.qq.com/a/20130529/002374.htm.

[8]Pearl.信息圖形中的顏色探討——面向色盲人士友好的設(shè)計(jì)解決方案[DB/OL].騰訊CDC，2012-06-03.http：//www.uirss.com/article-2332-1.html.