王 薇

從空間定位到智慧建構(gòu)
——技術(shù)革命進(jìn)程中信息視覺化的功能變遷

王 薇

縱覽信息視覺化的發(fā)展，從空間定位到數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，從信息透析到智慧建構(gòu)……信息視覺化的概念和功能在一次次具有里程碑意義的案例推進(jìn)下歷久彌新。若以不同時(shí)期主要依賴的理論基礎(chǔ)劃分，其主要呈現(xiàn)出明顯的兩個(gè)階段：第一階段發(fā)生在16世紀(jì)之前，以地理學(xué)為基礎(chǔ)；第二階段始于17世紀(jì)，以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)。本文將追隨技術(shù)革命進(jìn)程，以年代為線索對(duì)信息視覺化發(fā)展中的典型案例進(jìn)行系統(tǒng)梳理，試圖探尋其從誕生至今，視覺流變表象背后的功能變遷。

信息視覺化；技術(shù)革命；空間定位；智慧建構(gòu)

自古以來，人類一直在尋找各種方法，借助視覺符號(hào)記錄和存儲(chǔ)信息以求得交流的準(zhǔn)確、有序、高效與深入。在眾多視覺形式當(dāng)中，有一類設(shè)計(jì)很特別，它將視覺審美藝術(shù)同量化、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，用恰當(dāng)?shù)囊曈X語言將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間的關(guān)系有效地組織、歸納，形成既易于理解又具有藝術(shù)表現(xiàn)力的圖式，以便人們以最少的時(shí)間和最大的趣味性去理解文本、數(shù)據(jù)所傳達(dá)的趨勢、差別、變化……人們把它們統(tǒng)稱為信息視覺化[1]。

一、生發(fā)：以地理學(xué)為基礎(chǔ)

在以土地為生產(chǎn)資料的時(shí)代，土地是核心資源，人類對(duì)土地的認(rèn)知和掌控極其重要。據(jù)史料記載，16世紀(jì)以前的早期信息視覺化除少量數(shù)學(xué)模型外，作品多以丈量與數(shù)學(xué)運(yùn)算為基礎(chǔ)，通過制圖符號(hào)系統(tǒng)描述天文和地理信息。這一現(xiàn)象充分反映了當(dāng)時(shí)人類對(duì)于土地等自然環(huán)境資源的重視。

圖1 公元前4500年古巴比倫出現(xiàn)的人類最早的地圖

圖2 公元前500年左右出現(xiàn)的最早世界之形象

出于生存的本能，史前的人類已經(jīng)知道如何用圖形符號(hào)記載和說明自己走過的路線和生存環(huán)境。公元前4500年，古巴比倫出現(xiàn)了人類最早的地圖（圖1）。石器時(shí)代，地圖上出現(xiàn)我們今天熟識(shí)的方向、注釋、刻度等符號(hào)。隨著人類從狩獵采集社會(huì)進(jìn)化到農(nóng)耕社會(huì)，農(nóng)業(yè)和家庭手工業(yè)相結(jié)合的自給自足的自然經(jīng)濟(jì)促成了技術(shù)工藝的改良，地圖開始描述當(dāng)時(shí)土地的利用和權(quán)屬狀態(tài)并且變得復(fù)雜。公元前4000年，古埃及測量師發(fā)明坐標(biāo)。小到城鎮(zhèn)規(guī)劃，大到天文測量，坐標(biāo)的運(yùn)用為描述物體在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)和變化提供了精確的參考。公元前510年，古羅馬人用地圖記錄攻占的疆土、管理龐大帝國的道路修建和鞏固財(cái)產(chǎn)所有權(quán)。公元前500年左右出現(xiàn)最早的“世界之形象”（圖2）。公元150年，克羅狄斯·托勒密（Claudius Ptolemaeus）編著的《地圖學(xué)》認(rèn)為地理學(xué)的研究對(duì)象應(yīng)該是整個(gè)地球。當(dāng)時(shí)的地球?qū)W主要研究地球的形狀、大小、經(jīng)緯度的測定以及地圖投影的方法。公元5世紀(jì)，由于羅馬人缺乏科學(xué)精神，基督教神秘主義抬頭，神學(xué)支配了科學(xué)，歐洲從此進(jìn)入長達(dá)一千年的文化發(fā)展停滯期[2]。除實(shí)用的小范圍地圖不受神學(xué)影響，對(duì)地形、地物的表現(xiàn)有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性外，這一時(shí)期大多數(shù)世界地圖帶有非常濃厚的宗教色彩：地圖上無經(jīng)緯線，象征地上樂園的東方位于上方，基督教圣地耶路撒冷位于中央（圖3）。10世紀(jì)，人們開始運(yùn)用表格描繪地理、天文、數(shù)學(xué)等學(xué)科中的變量信息，出現(xiàn)單雙色的幾何示意圖、星象圖、航海圖、探測圖等。13世紀(jì)船舶上羅盤針使用的普及促成了海圖的誕生。14世紀(jì)以宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)為基礎(chǔ)的主題性地圖給人們帶來一種別樣的視覺體驗(yàn)。此時(shí)技術(shù)的發(fā)展和儀器的運(yùn)用為準(zhǔn)確的觀察和測量提供了保證，也為人類的遠(yuǎn)征提供了可能。15世紀(jì)歐洲古登堡鉛活字印刷術(shù)的興起帶動(dòng)了地圖的普及，迅速推動(dòng)了西方科學(xué)和社會(huì)發(fā)展，從此地圖的科學(xué)性開始被人們廣泛重視起來。1492年最古老的地球模型——地球儀在德國紐倫堡誕生。在16世紀(jì)歐洲殖民擴(kuò)張的進(jìn)程中，海岸線、口岸、地理危害和風(fēng)向等詳細(xì)且精確的圖標(biāo)為準(zhǔn)確的定位、導(dǎo)航提供了保障。此后，各種測量法的運(yùn)用和地球儀制作工藝的進(jìn)步使信息解析更為密集，表現(xiàn)更為精準(zhǔn)的地圖繪制成為可能。地圖在這一時(shí)期呈現(xiàn)出東西兩半球的模型結(jié)構(gòu)，地球和天體的位置得到進(jìn)一步確認(rèn)（圖4）。1570年，人類第一本運(yùn)用現(xiàn)代制圖法繪制的地圖集面世。16世紀(jì)世界地圖的基本構(gòu)架已經(jīng)形成，之后再無大的革新。地圖的信息總量之大、考量之難、參與人數(shù)和修訂次數(shù)之多、科技與人文手段運(yùn)用之豐富令人驚嘆。一張地圖的設(shè)計(jì)史亦是一部人類科技文明和視覺藝術(shù)的發(fā)展史，映射出諸多學(xué)科的進(jìn)步。

早期的信息視覺化除了反映在地理學(xué)科外，在其他領(lǐng)域上的應(yīng)用可以追溯到16世紀(jì)的文藝復(fù)興時(shí)期。其中，列奧納多·達(dá)·芬奇（Leonardo di ser Piero da Vinci）集藝術(shù)與科學(xué)，形成13,000余頁的筆記與繪畫手稿便是最好的實(shí)證（圖5）。這位跨領(lǐng)域的曠世天才涉獵機(jī)械、工程、解剖學(xué)、建筑、軍事、數(shù)學(xué)等多門學(xué)科的筆記與繪畫可以稱得上是信息視覺化在各學(xué)科應(yīng)用的早期典范。

圖3 公元5世紀(jì)神學(xué)支配下的世界地圖

圖4 16世紀(jì)地圖上出現(xiàn)東西兩半球

圖5 文藝復(fù)興時(shí)期列奧納多·達(dá)·芬奇的人體比例圖

圖6 1855年約翰·斯諾在普通地圖上標(biāo)示出霍亂死亡分布地點(diǎn)

二、蛻變：以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)

以17世紀(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)誕生為發(fā)端，伴隨歷次技術(shù)革命和統(tǒng)計(jì)學(xué)自身的發(fā)展，信息視覺化設(shè)計(jì)的主流逐步從對(duì)自然環(huán)境的認(rèn)知層面轉(zhuǎn)移到對(duì)社會(huì)資源的認(rèn)知層面。設(shè)計(jì)對(duì)象也從對(duì)地理環(huán)境的客觀描述輻射到人們生活的方方面面。信息視覺化在各學(xué)科上的表現(xiàn)逐步脫離地圖描述性的圖解方式變得豐富和多元起來。直至20世紀(jì)后半葉，計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用與普及真正讓信息視覺化從科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖形設(shè)計(jì)的次領(lǐng)域中獨(dú)立出來，達(dá)到技藝的巔峰。

1.測量與統(tǒng)計(jì)理論(1600年—1699年)。17世紀(jì)是人類借助視覺進(jìn)行思考的萌芽期。這一時(shí)期的信息視覺化主要用于解決時(shí)間和涉及天文、航海、領(lǐng)土擴(kuò)張等空間測量問題。期間出現(xiàn)了最早的連續(xù)概率分布圖、雙變量分析圖、氣象地圖[3]。460年代，歐洲開始系統(tǒng)收集和研究社會(huì)數(shù)據(jù)。統(tǒng)治者發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)經(jīng)收集、整理后所反映出的變化、差別和趨勢不僅能描述國家狀況、為政府決策提供重要依據(jù)，更能聚斂國家財(cái)富。至此，數(shù)據(jù)所帶來的隱性價(jià)值越來越受到政府的重視，數(shù)據(jù)的價(jià)值開始凸顯。

2.全新視覺圖式的出現(xiàn)(1700年—1799年)。18世紀(jì)見證了信息圖形的早期發(fā)展。工業(yè)革命帶來的城市化進(jìn)程進(jìn)一步強(qiáng)化了統(tǒng)計(jì)學(xué)的社會(huì)性和普遍性。人口、經(jīng)濟(jì)等社會(huì)資源的測定以及政治、健康、地質(zhì)等方面統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的搜集與表達(dá)成為當(dāng)時(shí)各國統(tǒng)治者特別關(guān)注的話題。這一時(shí)期，信息視覺化作品的議題雖大多與政治、經(jīng)濟(jì)相關(guān)，但仍具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)模型特征。隨著統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的初具體系和數(shù)據(jù)體量的拓展，信息視覺化作為具有精準(zhǔn)敘事能力的全新視覺形式更受到人們的廣泛關(guān)注，并開始成為理解、展示數(shù)據(jù)及其中隱匿的變化的重要手段。1798年平版印刷術(shù)的發(fā)明和1815年坐標(biāo)紙專利在倫敦的發(fā)行和投入使用，為早期信息圖形的創(chuàng)造與傳播提供了有利條件。

3.近代信息圖形的開始(1800年—1850年)。19世紀(jì)上半葉電力革命導(dǎo)致的技術(shù)進(jìn)步為信息圖形的發(fā)展提供了充足的養(yǎng)分。直線圖、柱狀圖、餅圖、環(huán)狀圖、時(shí)間序列圖、散點(diǎn)圖、等高線圖等我們今天熟知的數(shù)據(jù)圖形樣式在這一時(shí)期迅速發(fā)展。曾經(jīng)的單頁地圖此時(shí)發(fā)展成為數(shù)據(jù)龐大的地圖集。信息視覺化的主題漫延到社會(huì)、道德、醫(yī)學(xué)、自然、物理等更為廣闊的科學(xué)領(lǐng)域。據(jù)記載，當(dāng)時(shí)的英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家們甚至認(rèn)為那些傳統(tǒng)圖像在描述事實(shí)的“準(zhǔn)確性”和“多角度”上顯得力不從心，他們更傾向于用數(shù)據(jù)圖形來表達(dá)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)[3]12。

4.信息圖形的黃金時(shí)代(1850年—1900年)。19世紀(jì)后半葉被稱為數(shù)據(jù)視覺化發(fā)展的黃金期。英國內(nèi)科醫(yī)生約翰·斯諾（John Snow）針對(duì)倫敦霍亂的流行將死亡統(tǒng)計(jì)分布圖與地圖進(jìn)行對(duì)比分析，在發(fā)病地點(diǎn)連線中找出疾病與人口密度的關(guān)系以及可能導(dǎo)致疾病的原因，最終推斷出疾病的傳播源頭并成功干預(yù)了疾病的傳播，體現(xiàn)了信息視覺化力量對(duì)社會(huì)、醫(yī)療領(lǐng)域的重要作用（圖6）。法國工程師查爾斯·約瑟夫·米納德（Charles Joseph Minard）繪制的關(guān)于拿破侖在俄國的戰(zhàn)役圖，力求用盡可能少的圖形語言表現(xiàn)盡可能多的變量，綜合展現(xiàn)出視覺化設(shè)計(jì)對(duì)復(fù)雜信息的傳達(dá)能力（圖7）。美國攝影師、發(fā)明家埃德沃德·邁布里奇（Eadweard Muybridge）通過連續(xù)攝影讓我們看到人眼看不到的高速運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)——馬在奔跑中四肢的位置（圖8）。當(dāng)馬奔跑的多張靜態(tài)畫面被連續(xù)呈現(xiàn)時(shí)，靜態(tài)畫面構(gòu)成新的動(dòng)態(tài)影像，帶來了全新的信息觀察方式，為電影的發(fā)明奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。德國的古斯塔夫（Gustav Zeuner）和意大利的路易吉（Luigi Perozzo）創(chuàng)造的三維人口數(shù)據(jù)圖，預(yù)示著信息視覺化開始超越平面朝三維甚至更多維的方向衍生（圖9）。[3]14與此同時(shí)，統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的成熟大大提升了數(shù)據(jù)在自然科學(xué)、工程與技術(shù)科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)、人文與社會(huì)科學(xué)、道德與政治、商業(yè)、城市交通規(guī)劃各領(lǐng)域中的潛能。1825年至1870年間歐洲各地建立官方統(tǒng)計(jì)局。法國、美國、德國、匈牙利、芬蘭、瑞典、荷蘭、意大利等國家將數(shù)據(jù)圖像的運(yùn)用規(guī)范發(fā)布于各種官方報(bào)告中。1853年為了提升圖形表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化，第一屆國際統(tǒng)計(jì)大會(huì)在比利時(shí)召開。大會(huì)受到比利時(shí)國家統(tǒng)計(jì)局的高度重視。1885年國際統(tǒng)計(jì)學(xué)會(huì)成立。至此，統(tǒng)計(jì)研究告別時(shí)間跨度小、數(shù)據(jù)支離破碎的狀況，信息視覺化的表達(dá)開始向國際化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。

圖7 1861年查爾斯·約瑟夫·米納德繪制的拿破侖在俄戰(zhàn)役圖

圖8 1878年埃德沃德·邁布里奇用攝影的方式紀(jì)錄馬在奔跑中的瞬間

圖9 1879年古斯塔夫和路易吉設(shè)計(jì)的三維人口數(shù)據(jù)圖

圖10 1925年奧圖·紐拉特設(shè)計(jì)的國際通用圖形符號(hào)系統(tǒng)

圖11 1933年經(jīng)英國亨利·彼克重新設(shè)計(jì)后的倫敦地鐵交通圖

5.休整與推廣(1900年—1950年)。20世紀(jì)初兩次世界大戰(zhàn)的相繼爆發(fā)嚴(yán)重影響了世界歷史的發(fā)展進(jìn)程。對(duì)于信息圖形來說，這段時(shí)期更像是一段休整和應(yīng)用推廣期。奧地利哲學(xué)家、社會(huì)學(xué)家、政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家奧圖·紐拉特（Otto Neurath）設(shè)計(jì)的國際通用圖形符號(hào)系統(tǒng)（ISOTYPE）大大推動(dòng)了現(xiàn)代公共標(biāo)志和信息圖形的發(fā)展（圖10）。英國設(shè)計(jì)師亨利·彼克（Henry Beck）設(shè)計(jì)的倫敦地鐵圖拋棄了精確的距離和位置概念，讓人們?cè)陂喿x地圖時(shí)更關(guān)注車站間的關(guān)系（圖11）。這種單純而概念的信息呈現(xiàn)方式開創(chuàng)了現(xiàn)代信息圖形的新模式，同時(shí)啟發(fā)了今天信息視覺化設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)架構(gòu)研究——如何構(gòu)建信息空間的層次、類別、位置等。

6.現(xiàn)代信息圖形的誕生(1950年—1975年)。第三次科技革命的興起以及戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、軍事等方面的復(fù)蘇使統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)入快速發(fā)展期。統(tǒng)計(jì)學(xué)由提供統(tǒng)計(jì)資料和數(shù)據(jù)為主的描述統(tǒng)計(jì)向具有預(yù)測和決策性的推斷統(tǒng)計(jì)發(fā)展。此外，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間技術(shù)的廣泛運(yùn)用為新、舊圖形在數(shù)字媒介中的運(yùn)用提供了可能，同時(shí)也降低了人們對(duì)手繪圖形的需求。有人認(rèn)為信息可視化在這一時(shí)期增長的最大動(dòng)力來自于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，這種方法能直接并即時(shí)地操控圖形對(duì)象。譬如當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的首例現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)和首例二維、三維統(tǒng)計(jì)交互圖形系統(tǒng)。交互式統(tǒng)計(jì)應(yīng)用和高分辨率圖形的開發(fā)為信息圖形全新語言的發(fā)展和推廣提出了新目標(biāo)。電力革命促成了19世紀(jì)下半葉信息可視化黃金期在歐洲的爆發(fā)，20世紀(jì)中后期北美領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶動(dòng)了信息可視化的重生。至此，信息可視化設(shè)計(jì)聚集地由歐洲轉(zhuǎn)向北美。

7.智慧呈現(xiàn)(1975年至今)。80年代信息視覺化的概念和功能再次被刷新。信息視覺化開始富于濃重的計(jì)算色彩。在計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的沖擊下，信息設(shè)計(jì)開始走向多元。信息不僅能被可視化，更能被聆聽、觸摸和感知。80年代后期，信息視覺化真正從科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖形設(shè)計(jì)的次領(lǐng)域中獨(dú)立出來[4]。90年代，信息視覺化表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)和交互的新特征。美國耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院、馬里蘭大學(xué)等教育機(jī)構(gòu)分別成立媒體實(shí)驗(yàn)室、人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室；帕森斯藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院、卡納基梅隆大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院等也分別開設(shè)動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行關(guān)于視覺信息設(shè)計(jì)專題理論與方法的研究。數(shù)據(jù)采集、圖解技術(shù)、數(shù)型結(jié)合以及動(dòng)畫、3D渲染、交互等概念被更廣泛地運(yùn)用到信息視覺化研究中。信息視覺化設(shè)計(jì)被用來解決更多的動(dòng)態(tài)信息傳達(dá)問題，如信息呈現(xiàn)、信息交互、信息體驗(yàn)等。交互讓信息更直接地與人“交流”：人們可以按照不同的方式瀏覽、捕捉信息，最終實(shí)現(xiàn)信息價(jià)值的最大化。至此，人與信息的關(guān)系改變了，人的需求成為集合和組成信息結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。在21世紀(jì)的第一個(gè)十年里，智能手機(jī)的流行把信息視覺化設(shè)計(jì)直接推向設(shè)計(jì)實(shí)踐的前沿。智能手機(jī)的多種感應(yīng)器讓手機(jī)成為最方便的數(shù)據(jù)收集設(shè)備。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過手機(jī)內(nèi)部的各種視覺化程序根據(jù)手機(jī)用戶的地點(diǎn)、行為、個(gè)人興趣動(dòng)態(tài)、交互地呈現(xiàn)人們所需要的信息。信息跟人的關(guān)系變得更為緊密。正如美國認(rèn)知心理學(xué)家、計(jì)算機(jī)工程師、工業(yè)設(shè)計(jì)家唐納德·諾曼（DonaldArthur Norman）所說，這時(shí)信息設(shè)計(jì)者的首要任務(wù)是去“理解終端用戶未得到的滿足和未表達(dá)出來的需求”。

今天，信息可視化的研究范疇已覆蓋社會(huì)生活的各個(gè)方面。小到個(gè)人判斷，大到政府策略，信息技術(shù)革命讓整個(gè)社會(huì)的思維方式、生產(chǎn)方式和文化觀念發(fā)生了深刻變化。這一時(shí)期大數(shù)據(jù)應(yīng)用滲透各行各業(yè)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，信息社會(huì)智能化程度大幅提高。同時(shí)信息的可視化表現(xiàn)比以往任何時(shí)期都更加富于藝術(shù)感召力與人文情懷，也更依賴于先進(jìn)的理論與技術(shù)支持。信息視覺化進(jìn)入了一個(gè)充滿活力、蓬勃發(fā)展的多學(xué)科研究并行的成熟期。同前一階段相比，雖然信息本體同樣是數(shù)據(jù)，但設(shè)計(jì)主題更集中關(guān)注個(gè)人與社會(huì)的關(guān)系；信息內(nèi)容更貼近生活；視覺形態(tài)也更具體驗(yàn)性、趣味性。

此前國內(nèi)尚無專題文獻(xiàn)或?qū)Ｖ阅甏鸀榫€索對(duì)信息視覺化的發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)地梳理，為了厘清信息視覺化的譜系和源流，更好地理解當(dāng)下信息視覺化區(qū)別于眾多視覺新生物的特殊性，上述即為17世紀(jì)至今信息視覺化發(fā)展中的大事記的收集整理。

三、功能變遷的成因與特征

1.自然科學(xué)的發(fā)展

信息視覺化的發(fā)展是與自然科學(xué)的發(fā)展同步進(jìn)行的。人類在觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、歸納中認(rèn)識(shí)和探尋自然規(guī)律，除文字和數(shù)字外，理論的概括與推理主要依賴于抽象視覺圖形輔助完成。近代自然科學(xué)以天文學(xué)領(lǐng)域?yàn)殚_端造就了16世紀(jì)之前信息視覺化多以丈量與數(shù)學(xué)運(yùn)算為基礎(chǔ)，通過制圖符號(hào)系統(tǒng)描述天文和地理信息的現(xiàn)象。這一階段，信息視覺化的功能多以描述性為主，以準(zhǔn)確性為特征。17世紀(jì)、18世紀(jì)應(yīng)用于數(shù)學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的信息視覺化成果也都映射出近代自然科學(xué)自身的發(fā)展。19世紀(jì)是自然科學(xué)取得輝煌成就的時(shí)代，也是統(tǒng)計(jì)學(xué)等綜合性學(xué)科的快速發(fā)展期。1855年英國約翰·斯諾將霍亂死亡分布同地圖進(jìn)行對(duì)比分析，成功干預(yù)霍亂的典型事件，表現(xiàn)出信息視覺化描述之外的推理和輔助分析功能，并依舊以準(zhǔn)確性為最明顯特征。20世紀(jì)以后產(chǎn)生了大量相互交叉、融合、滲透的新興學(xué)科，如人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等?？萍几锩尘跋碌男畔⒁曈X化展現(xiàn)出以用戶為中心、注重用戶體驗(yàn)的新特征。

2.科技革命的推動(dòng)

在發(fā)展過程中，信息視覺化之外的如政治、經(jīng)濟(jì)、科技、思想文化等變革性事件所產(chǎn)生的影響打破了藝術(shù)自身的常規(guī)運(yùn)行軌跡，促成了信息視覺化概念的更迭與功能的飛躍。其中尤以科技革命這一要素對(duì)信息視覺化發(fā)展的斷代研究作用凸顯。以印刷術(shù)對(duì)地圖的影響為例。印刷術(shù)發(fā)明之前，地圖全靠手繪，貴重難得，僅供帝王、貴族、上層知識(shí)分子享用，不對(duì)公眾公開。加上當(dāng)時(shí)信息環(huán)境相對(duì)局限和封閉，理論記載多是片斷性的，雖出現(xiàn)過不少著作，但仍未形成理論體系。印刷術(shù)的發(fā)明讓信息收集、存儲(chǔ)、交換的客觀條件產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍：不但帶動(dòng)了地圖的普及，推動(dòng)了西方科學(xué)和社會(huì)的迅速發(fā)展，同時(shí)也改變了設(shè)計(jì)者與地圖的關(guān)系。不同國家、身份的人不僅能在地圖中獲得新知，同時(shí)也能參與地圖信息的編輯、校正過程中。作為廣大民眾的公共資源，地圖信息的交流和反饋更為公開、共享。在此后的幾十年，世界地圖的基本構(gòu)架得以確立，達(dá)到早期信息視覺化空間定位功能的最大化。

3.信息環(huán)境的變遷

從“數(shù)據(jù)”到“信息”，再到“大數(shù)據(jù)”，早期的信息可視化嚴(yán)格意義上應(yīng)稱為“數(shù)據(jù)”的可視化。20世紀(jì)后半葉信息視覺化學(xué)科的建立更加明晰了信息與數(shù)據(jù)的差異。信息不同于數(shù)據(jù)，不是簡單的描述，而是原始數(shù)據(jù)經(jīng)過理解、抽象、提取、物化之后，以適當(dāng)方式表達(dá)出來的新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種能使人得到啟發(fā)、帶給人智慧的“數(shù)據(jù)”。它優(yōu)于數(shù)據(jù)，不僅具有更大的價(jià)值，在產(chǎn)生和創(chuàng)造的過程中也更為復(fù)雜。1980年未來學(xué)家阿爾文·托夫勒（Alvin Toffler）提出了“大數(shù)據(jù)”一詞。區(qū)別于數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)具有三個(gè)維度上的提升：量（數(shù)據(jù)大?。⑺伲ㄝ斎胼敵鏊俣龋?、多變（多樣性）。在第三次科技革命的背景下不同來源、不同形式的海量數(shù)據(jù)可以輕松地被整合、透析，原本孤立的數(shù)據(jù)變得相互聯(lián)通。通過大數(shù)據(jù)計(jì)算，今天人們能發(fā)現(xiàn)“小數(shù)據(jù)”時(shí)代很難發(fā)現(xiàn)的新知識(shí)、新價(jià)值。

4.信息資源的日趨整合

早期的可視化主要依賴個(gè)人的觀察、記錄獲得數(shù)據(jù)。19世紀(jì)歐洲各地官方統(tǒng)計(jì)局的建立搭建起早期區(qū)域性信息共享平臺(tái)，信息開始變得公開、共享。計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將世界“夷為平地”。信息由固化轉(zhuǎn)向自由，傳播方式也變得更為動(dòng)態(tài)、靈活。過去的十多年，互聯(lián)網(wǎng)將分散在世界各處的個(gè)人聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了“端與端”之間的信息整合。網(wǎng)狀的互聯(lián)性知識(shí)創(chuàng)新正在取代傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的單線交流，信息橫向散布的特征日趨明顯。[5]信息的高效流動(dòng)增進(jìn)了人們的溝通與協(xié)作，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)參與到同一事件的人數(shù)得以增加、解決問題的主動(dòng)性及能力得到提升。

四、結(jié)語

信息視覺化的發(fā)展歷時(shí)數(shù)千年，它同自然科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、視覺藝術(shù)的歷史交織在一起，也同17世紀(jì)興起的統(tǒng)計(jì)學(xué)思潮、20世紀(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展息息相關(guān)。從人類文明的早期地圖到工業(yè)革命時(shí)期的功能性圖表，再到信息技術(shù)革命時(shí)期以假設(shè)和演算為核心的交互式、動(dòng)態(tài)化呈現(xiàn)，不論是設(shè)計(jì)對(duì)象、表述方式還是呈現(xiàn)結(jié)果，信息視覺化被科學(xué)技術(shù)的發(fā)展變革和跨領(lǐng)域知識(shí)的日漸交融影響并推動(dòng)的同時(shí)，其概念和功能也在一次又一次具有里程碑意義的設(shè)計(jì)推進(jìn)下歷久彌新。以信息視覺化在不同時(shí)期主要依賴的理論基礎(chǔ)劃分，其發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的兩個(gè)階段。第一階段出現(xiàn)于16世紀(jì)之前；第二階段以17世紀(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)誕生為發(fā)端，歷經(jīng)工業(yè)革命、電力革命、信息技術(shù)革命發(fā)展至今。如果說早期信息視覺化的發(fā)生以制圖學(xué)與地理學(xué)為基礎(chǔ)，以自然為研究對(duì)象，是以客觀空間的精準(zhǔn)測量、描述和定位為信息視覺化的主流，展現(xiàn)的是人類在自然認(rèn)知層上的拓展，是農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)背景下人類征服自然的見證。那么近現(xiàn)代信息視覺化則以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，以社會(huì)為研究對(duì)象，以國家、城市等隱形的社會(huì)資源進(jìn)行思考與探索的智慧建構(gòu)為信息視覺化的主流，展現(xiàn)的是人類在社會(huì)認(rèn)知層上的拓展，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代人類綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科主動(dòng)尋找聯(lián)系、解決問題的結(jié)果。四百年的跨越，從空間定位到智慧建構(gòu)勾勒出信息視覺化在技術(shù)革命進(jìn)程中功能上的飛躍。

作為拓展人類信息認(rèn)知能力的有力工具，信息視覺化終將還原信息的本質(zhì)特征：可感知性、交互性、共享性、動(dòng)態(tài)化、時(shí)效性……并以人的需求為本，不斷地實(shí)現(xiàn)藝術(shù)與科學(xué)在日常生活中的功能性整合。

王薇 湖北美術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)系講師

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