基于新媒體技術(shù)的數(shù)據(jù)可視化分析與模型構(gòu)建研究

彭進香 宋茸 蔣優(yōu)美

(湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,湖南常德 415000)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的飛速發(fā)展和5G時代的到來,數(shù)據(jù)收集、整理、傳播的局限性被逐一打破。相比任何時代都要龐大的數(shù)據(jù)遍布各個移動終端、電子商務(wù)網(wǎng)站、數(shù)據(jù)收集中心等。雖然新媒體的興起打破了傳統(tǒng)的只能紙質(zhì)局部傳播、無法大范圍統(tǒng)計、總結(jié)。但新階段的大數(shù)據(jù)信息仍然掌握在少數(shù)人手中,數(shù)據(jù)規(guī)模龐大,種類繁多、復(fù)雜多變。

1 新媒體技術(shù)下的數(shù)據(jù)可視化描述

數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)中數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)多樣化、以及對數(shù)據(jù)處理的速度要求,導(dǎo)致數(shù)據(jù)可視化僅用于航空航天、氣象預(yù)測、金融、IT等國家機關(guān)和大型企業(yè)。隨著新媒體的發(fā)展與普及,網(wǎng)速越來越快、計算機性能越來越卓越、存儲容量越來越大。數(shù)據(jù)傳播速度變得更快、信息傳播有了實時雙向交互和“一對一”的特點。在新媒體模式下,受眾是媒體內(nèi)容的選擇者,同時也是主動參與者與創(chuàng)造者。

數(shù)據(jù)可視化[1]是利用視覺感知分析和識別數(shù)據(jù)中隱藏的模式、特點、關(guān)系,將數(shù)據(jù)以直觀形象的二維圖像等方式展現(xiàn)出來,幫助用戶在數(shù)據(jù)分析中獲取高價值的知識與信息。Smartbi數(shù)據(jù)可視化工具常用柱形圖、條形圖、餅狀圖、K線圖、預(yù)測分析趨勢圖等各種圖示加以展現(xiàn),讓數(shù)據(jù)用戶了解數(shù)據(jù)的變換模式與規(guī)律。同時以數(shù)據(jù)為工具,以可視化為手段,利用計算機圖形學(xué)技術(shù)將人眼視覺容易感知的可視圖像呈現(xiàn)現(xiàn),讓用戶快速理解、接受與信息處理。

2 新媒體技術(shù)下的數(shù)據(jù)可視化研究現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)特征[1]的有效展示一般依賴于繪制和分類。三維空間數(shù)據(jù)映射至二維圖像的過程就是繪制,其中直接體繪制方法是當(dāng)前使用較多數(shù)據(jù)繪制方法。分類是指分析與提取體數(shù)據(jù)中隱含的相關(guān)特征信息,建立數(shù)據(jù)空間、顏色、不透明度等光學(xué)屬性的映射關(guān)系,實現(xiàn)體數(shù)據(jù)內(nèi)部特征的有效呈現(xiàn)與展示。根據(jù)此項要求研究學(xué)者們提出了基于繪制結(jié)果圖像的傳輸函數(shù)設(shè)計方法,傳輸函數(shù)設(shè)計維度增加,算法復(fù)雜程度相應(yīng)提高,因此,在繪制過程中需要增強感興趣特征的視覺感知,增強感性特征的視覺感知是為了避免復(fù)雜的傳輸函數(shù)設(shè)計過程,同時有利于用戶快速地分析與處理初始體數(shù)據(jù);分類過程中傳輸函數(shù)的自動設(shè)計可實現(xiàn)感興趣特征的有效呈現(xiàn)與展示,避免復(fù)雜耗時傳輸函數(shù)交互式定義過程,節(jié)省了用戶為獲取體數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)重復(fù)試驗時間,從而提高體數(shù)據(jù)可視化和特征信息獲取的效率。

可視化的發(fā)展過程到目前為止已經(jīng)細分為了信息可視化、科學(xué)可視化和可視分析[2]三個類別。從當(dāng)前新媒體技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來分析,面向大眾普及數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的難點和面臨的問題急需解決,從以上現(xiàn)狀分析,大數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)價值密度低、商業(yè)價值高。數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)需要向普通民眾轉(zhuǎn)變,就需要一個媒介,因此基于新媒體技術(shù)的數(shù)據(jù)可視化分析與應(yīng)用研究勢在必行。

3 數(shù)據(jù)可視化模型構(gòu)建分析

目前大數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)價值密度低、商業(yè)價值高[3],新媒體技術(shù)的發(fā)展和成熟為數(shù)據(jù)可視化的普及提供了有力支撐。數(shù)據(jù)可視化模型構(gòu)建將以大數(shù)據(jù)信息特征為切入點、以視覺呈現(xiàn)為研究對象、以人的生理、行為評價為檢驗方法為依據(jù)進行研究。以大數(shù)據(jù)可視化中“人與信息、動靜狀態(tài)、空間時間、虛擬感知”的交互結(jié)構(gòu)模型為研究架構(gòu),依次對大數(shù)據(jù)可視化的信息靜態(tài)與動態(tài)化設(shè)計與應(yīng)用、空間與時間的變化、虛擬技術(shù)與現(xiàn)實展現(xiàn)技術(shù)的人機交互進行深入探討,從單頁面上的視覺維度與多頁面間的交互設(shè)計兩部分切入,以圖元關(guān)系、信息維度之間的關(guān)系來探討大數(shù)據(jù)可視化的視覺呈現(xiàn)設(shè)計,同時遵循“數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)統(tǒng)計/分析→導(dǎo)入/預(yù)處理→數(shù)據(jù)挖掘”的研究思路來構(gòu)建新媒體技術(shù)下的數(shù)據(jù)可視化模型并應(yīng)用于實際。

3.1 新媒體的技術(shù)基礎(chǔ)

新媒體是依靠計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來,信息技術(shù)的迅速發(fā)展,推動了我國的新媒體技術(shù)的快速發(fā)展。

數(shù)字產(chǎn)品的應(yīng)用普及,智能手機、手表隨處可見。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)這么多年發(fā)展下來,已經(jīng)走在世界的前端,民眾對于上網(wǎng)技術(shù)的掌握也已經(jīng)十分嫻熟。新媒體已經(jīng)具有強大的生長土壤,被人們所接受與青睞,未來在我國新媒體的發(fā)展前景非常可觀的。

3.2 新媒體技術(shù)的傳播形式與內(nèi)容

與傳統(tǒng)傳媒相比,新媒體傳播形式與內(nèi)容會有極大的差異。新媒體從根本上改變了人與人之間的交流方式、交流通道,我們熟悉的各種應(yīng)用和傳媒軟件以極快的速度對信息進行傳播與接受這個世界的任何新信息,新媒體消解傳統(tǒng)媒體的邊界,消解地域邊界,消解了傳播者與受眾的邊界。真正做到了人與人的交互式傳播。

3.3 數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)模型構(gòu)建

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是計算機領(lǐng)域研究的一個重要方向,借助人眼快速的視覺感知與大腦的智能認知能力,輔助數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析并清晰有效溝通與傳達各類信息。

(1)面向程序開發(fā)類技術(shù)人員的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)模型構(gòu)建。該類是較為成熟的一種數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)架構(gòu)。主要面向具有專業(yè)軟件開發(fā)能力的技術(shù)人員。依靠一套復(fù)用性強的可視化開發(fā)工具,設(shè)計并創(chuàng)造可視化呈現(xiàn)現(xiàn)方法與系統(tǒng)框架。

(2)面向?qū)I(yè)技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)模型構(gòu)建。該類數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)模型架構(gòu)主要面向信息可視化、科學(xué)可視化、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘等專業(yè)領(lǐng)域。特點是允許輸入的數(shù)據(jù)格式單一固定,生成的可視化效果用于特定的專業(yè)領(lǐng)域。該類可視化系統(tǒng)模型架構(gòu)能利用可視化效果分析數(shù)據(jù)中隱藏的信息,但會失去最終可視化效果的靈活多樣性,效果單一,缺乏可視化交互性能。

(3)新媒體技術(shù)對數(shù)據(jù)可視化展示的影響。數(shù)據(jù)可視化過程的概念模型,從原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)模型都可以采用可視化[4]。數(shù)據(jù)的整理、歸檔主要依靠人機交互。新媒體是一個非常有效的能夠把實時數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)結(jié)合的技術(shù)。特別是在分析過程中,它的一個特點是時空斷裂,時間和空間是割裂的,數(shù)據(jù)的操縱不受任何地域、時間、空間的限制。因此探索使用新媒體技術(shù)將傳感數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進行空間融合,關(guān)聯(lián)整合,做一個直觀交互的呈現(xiàn)具有重要意義。

(4)疫情數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)。疫情發(fā)生,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),全國各地每天都在發(fā)布大量數(shù)據(jù)信息,后來根據(jù)相關(guān)專家的研究與分析,依據(jù)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)的方式讓各個層次、各個年齡段的人員都能很快了解新的變化,如疫情確診數(shù)據(jù)統(tǒng)計界面設(shè)計圖、疫情期間治愈和死亡數(shù)據(jù)統(tǒng)計界面設(shè)計圖等都比較形象直觀[5]。因此在大數(shù)據(jù)可視化中,人機界面是實現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)的理解和操縱的交互接口,“數(shù)據(jù)——人——機器”三者之間的交互是數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)與展示的有效途徑,可視化呈現(xiàn)質(zhì)量與效率決定了大數(shù)據(jù)使用效率?；谌说男睦碚J識與生理感知等因素的大數(shù)據(jù)可視化研究,將可視交互界面作為人與數(shù)據(jù)間溝通的信息通道,將數(shù)據(jù)表達與人的感知與認知能力結(jié)合,使可視化界面幫助用戶完成有效的分析、推理、決策。因此,以大數(shù)據(jù)可視化中“人與信息、動靜狀態(tài)、空間時間、虛擬感知”的交互結(jié)構(gòu)模型為研究架構(gòu)[6],依次對大數(shù)據(jù)可視化的信息靜態(tài)與動態(tài)化設(shè)計與應(yīng)用、空間與時間的變化、虛擬技術(shù)與現(xiàn)實展現(xiàn)技術(shù)的人機交互進行深入探討,使用戶建立信息感知與信息交互。實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)的搜集、清洗、處理、利用和開發(fā)是建設(shè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)模型的關(guān)鍵,技術(shù)路線圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)模型構(gòu)建技術(shù)路線圖Fig.1 Technical Roadmap of Data Visualization System Model Construction

新媒體技術(shù)的數(shù)據(jù)可視化分析將為各行業(yè)提供靈活高效的數(shù)據(jù)分析模型[7],幫助他們挖掘用戶的行為數(shù)據(jù)價值,及時根據(jù)用戶需求優(yōu)化產(chǎn)品性能,同時也能讓用戶在線體驗產(chǎn)品的價值,形成人機界面的交互與對話,大數(shù)據(jù)時代新媒體技術(shù)的不斷發(fā)展,不僅會改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣更會促進企業(yè)的大數(shù)據(jù)運營思維發(fā)展,總之,信息的傳播形式與傳播平臺較大程度的變化是社會新媒體技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。