王聞儀

一、數(shù)據(jù)可視化的概念與歷史應(yīng)用

（一）概念：數(shù)據(jù)可視化是一種將大量抽象的數(shù)據(jù)用圖形，圖表等具象的形式表現(xiàn)出來(lái)的技術(shù)，通過(guò)視覺(jué)化的處理，可以讓復(fù)雜、晦澀難懂的數(shù)據(jù)信息，以簡(jiǎn)單明了，易于理解的方式展示紿大眾。可視化的過(guò)程注重?cái)?shù)據(jù)內(nèi)容的視覺(jué)效果，傳遞數(shù)據(jù)本身的信息與含義，其呈現(xiàn)結(jié)果的表現(xiàn)形式與視覺(jué)風(fēng)格，是由數(shù)據(jù)內(nèi)容本身和設(shè)計(jì)師共同決定的。

（二）歷史應(yīng)用：可視化的思想源于人類(lèi)對(duì)于世界的信息測(cè)量與管理的需求，在15世紀(jì)至17世紀(jì)前期，人類(lèi)通過(guò)匯總地理信息，繪制地圖以及天體序列圖等方式，在探索未知新世界的同時(shí)，也開(kāi)啟了早期的數(shù)據(jù)可視化探索。其逐漸深入的探索與研究，在人類(lèi)發(fā)展歷史的數(shù)據(jù)管理、分析與信息呈現(xiàn)中都有著不可替代的作用。

如流行病專(zhuān)家John Snow于1854年繪制的《倫敦霍亂地圖》（如圖1）通過(guò)地圖的形式，將患病死者的死亡地點(diǎn)標(biāo)注在倫敦地圖上，通過(guò)這一方式，觀測(cè)到了病毒的來(lái)源與城市下水系統(tǒng)的關(guān)系，推斷出了病毒來(lái)源有極大的可能性是來(lái)源與水中，這一數(shù)據(jù)可視化的調(diào)研結(jié)論為當(dāng)時(shí)的疾控人員提供了新的視角與思路，在很大程度上幫助控制住了病毒在當(dāng)?shù)氐膫鞑?。又如Florence Nightinggale繪制的《戰(zhàn)爭(zhēng)死亡統(tǒng)計(jì)圖》（如圖2）用數(shù)據(jù)圖表的形式表現(xiàn)了戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的軍隊(duì)人員的死亡人數(shù)和死亡的原因。其結(jié)果表明，戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期因傷后末得到及時(shí)救治而死亡的人數(shù)遠(yuǎn)大于在戰(zhàn)場(chǎng)上被槍炮奪命的人數(shù)。她以改直觀簡(jiǎn)潔的數(shù)據(jù)圖替代了大段的數(shù)據(jù)報(bào)告，讓軍方重視起了戰(zhàn)地的傷員護(hù)理問(wèn)題，及時(shí)地推動(dòng)了增加戰(zhàn)地醫(yī)護(hù)人員和醫(yī)療設(shè)備的申請(qǐng)批復(fù)。

由以上案例可以看出，最初的數(shù)據(jù)可視化的初衷是變“抽象”為 “形象”，以數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱梢暋钡慕Y(jié)果和應(yīng)用效果為先，注重傳達(dá)數(shù)據(jù)本身傳遞的信息，通過(guò)可觀化放大、凸顯事件的特征，用直觀的圖表展示替代傳統(tǒng)的長(zhǎng)篇報(bào)告，用以幫助人從中找出重點(diǎn)信息，輔助人做一些決策。

二、當(dāng)代的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，海量的數(shù)據(jù)信息每天都呈爆炸式增長(zhǎng)，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展也使得數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)速度隨之提升。除了電視報(bào)紙等傳統(tǒng)媒體之外，新媒體的崛起也給數(shù)據(jù)可視化帶來(lái)了更多搭載與實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)讓可視化得以不再局限于平面，在于其他學(xué)科相結(jié)合后有了更多新的展現(xiàn)載體。

同時(shí)，多種可視化工具的誕生降低了可視化的技術(shù)門(mén)檻，數(shù)據(jù)的管理分析與視覺(jué)化不再是具有極高專(zhuān)業(yè)性又難懂的，而是親切的，人人皆可輕松接觸的，讓非計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究者與設(shè)計(jì)師甚至是廣大普通群眾都可以參與到數(shù)據(jù)可視化的探索與展現(xiàn)活動(dòng)中來(lái)。由此，隨著越來(lái)越多參與者的加入，數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式與視覺(jué)風(fēng)格也隨之變得越發(fā)豐富多樣化。

（一）數(shù)據(jù)可視化工具：計(jì)算機(jī)技術(shù)與可視化工具在一定程度上為設(shè)計(jì)師節(jié)省了腳本書(shū)寫(xiě)的需求，在降低了數(shù)據(jù)可視化的技術(shù)難度的同時(shí)，高度歸納了現(xiàn)有的各種形式的可視化圖表供設(shè)計(jì)師選擇和使用，既保留了數(shù)據(jù)圖形的精確性，也給設(shè)計(jì)師帶來(lái)了更多新的可能性。讓不具備編程能力的人，以及非設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的人員，也可以通過(guò)工具，將數(shù)據(jù)表單轉(zhuǎn)換成更易于理解分析的形式。

以數(shù)據(jù)可視化工具RAWGraphs（如圖3、4）為例，內(nèi)設(shè)有圓圖、樹(shù)形圖、箱線圖等多種圖形表現(xiàn)形式，設(shè)計(jì)師將整理好的數(shù)據(jù)表格整理成.csv的格式后導(dǎo)入其中，即可在工具內(nèi)生成各種形式的原型，原型可保存成可修改的矢量圖形文件供后續(xù)的視覺(jué)風(fēng)格設(shè)計(jì)。

以及地理信息可視化工具CartoDB，設(shè)計(jì)師可以將表格數(shù)據(jù)與地圖相關(guān)聯(lián)，讓數(shù)據(jù)以地圖的形式呈現(xiàn)，并根據(jù)想要展現(xiàn)的內(nèi)容，賦予多種不同的視覺(jué)風(fēng)格（如圖5、6）。

（二）多向的數(shù)據(jù)應(yīng)用與視覺(jué)風(fēng)格的結(jié)合：在處于大數(shù)據(jù)時(shí)代的當(dāng)今，數(shù)據(jù)的來(lái)源不僅渠道諸多，類(lèi)型也繁雜無(wú)比。龐大無(wú)比的數(shù)據(jù)各具特色，多元的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出各自獨(dú)有的內(nèi)容、意義與價(jià)值，當(dāng)代的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)不僅僅是應(yīng)用于信息和語(yǔ)義的展示和輔助決策，也同樣用于文化、歷史、新聞熱點(diǎn)等各類(lèi)領(lǐng)域的精神文化傳遞。通過(guò)可視化作品帶給閱讀對(duì)象相應(yīng)的印象并傳遞設(shè)計(jì)師的思想，其視覺(jué)表現(xiàn)也風(fēng)格迥異。

以文化類(lèi)的信息數(shù)據(jù)為例，在可視化的設(shè)計(jì)過(guò)程中，以傳統(tǒng)配色、特有的文化符號(hào)以及民族紋樣等諸多元素的結(jié)合，賦予其帶有文化特性的視覺(jué)風(fēng)格，幫助更明確地傳達(dá)數(shù)據(jù)與信息本身的價(jià)值與意義。在可視化作品《漢劇》中，作者李培杰提煉了“丑角”的形象特征（如圖7），并一一拆解介紹其表演動(dòng)作，通過(guò)運(yùn)用傳統(tǒng)配色和圖文結(jié)合的方式，以平面信息圖的形式生動(dòng)展現(xiàn);也將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)漢劇在中國(guó)的歷史發(fā)展進(jìn)程依附子富有中國(guó)特色的建筑形象上（如圖8），其視覺(jué)風(fēng)格兼具了當(dāng)代的活潑和非遺歷史的穩(wěn)重，傳遞著鮮明的本土風(fēng)格文化特色，讓《漢劇》的特色與亮點(diǎn)深入人心。

而在另一個(gè)案例《2010年美國(guó)槍支殺人統(tǒng)計(jì)》（如圖9）中，設(shè)計(jì)師完全沒(méi)有使用任何裝飾性圖案.圖中突出了數(shù)字“9595”，用以表現(xiàn)槍支暴力如何提前終止了如此數(shù)量龐大的人的生命。并通過(guò)弧線代表受害者理論上的壽命，對(duì)比其被槍支中斷的實(shí)際存活時(shí)間，配合大面積的深色背景和去裝飾的信息呈現(xiàn)，營(yíng)造出冷厲的視覺(jué)風(fēng)格，讓這個(gè)結(jié)果顯得越發(fā)觸目驚心.使信息圖的閱讀者可以深刻地感受到槍支濫用的危害性。

綜合眾多當(dāng)代的數(shù)據(jù)可視化案例來(lái)分析當(dāng)代的平面數(shù)據(jù)可視化作品，在傳遞展現(xiàn)著多種數(shù)據(jù)意義之外，與配合其數(shù)據(jù)語(yǔ)義特點(diǎn)的視覺(jué)設(shè)計(jì)密不可分合適的視覺(jué)風(fēng)格能夠在可視化作品的閱讀者開(kāi)始接受作品的具體信息之前，先為他們帶來(lái)一個(gè)符合作品特性的第一印象，從而在之后的信息接收和分析中更能處于一個(gè)作者希望他們處于的立場(chǎng)，得出作者想傳遞和展現(xiàn)的結(jié)論與內(nèi)容。因此，視覺(jué)風(fēng)格的選擇與運(yùn)用在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中起到了非常重要的輔助作用。

（三）數(shù)據(jù)可視化載體：過(guò)去的數(shù)據(jù)可視化作品多以信息圖和視頻的形式流傳于傳統(tǒng)媒體，而新媒體的發(fā)展使得數(shù)據(jù)可視化得以在傳統(tǒng)媒體之外有了更廣闊的平臺(tái)和迅捷的傳播。此外，多元化的學(xué)科合作也使數(shù)據(jù)可視化在P仁網(wǎng)頁(yè)、移動(dòng)端等平面?zhèn)鞑ヒ酝?，與其他載體有了結(jié)合，從而衍生出了新的藝術(shù)表現(xiàn)形式和可視化產(chǎn)品。

例如，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐下，將可視化應(yīng)用與藝術(shù)展示相結(jié)合的裝置藝術(shù)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外許多城市都有設(shè)置的《音樂(lè)噴泉》（如圖10）裝置，就是可視化與裝置藝術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。通過(guò)程序控制的噴口和音頻數(shù)字接口的識(shí)別，使噴泉的水流與音樂(lè)的高低起伏相呼應(yīng)，其周?chē)臒艄庖矔?huì)隨著音樂(lè)的節(jié)奏而產(chǎn)生變化。其同類(lèi)的可視化裝置藝術(shù)作品還有2013年上海藝術(shù)展上的作品《自動(dòng)基因》（如圖11），以8把傘祖成，通過(guò)后臺(tái)的程序設(shè)置，用空氣壓縮機(jī)控制雨傘隨著音樂(lè)的節(jié)奏進(jìn)行收放，用以將不可見(jiàn)的音樂(lè)節(jié)拍等聽(tīng)覺(jué)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X(jué)上的信息。這兩者都是將可視化與音樂(lè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，并以裝置形式呈現(xiàn)的產(chǎn)品，讓可視化的產(chǎn)品不僅僅只是流傳于線上的數(shù)據(jù)研究和展示的工具，也成了具有藝術(shù)價(jià)值與觀賞性的線下作品。

數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品也有結(jié)合商業(yè)需求，在日常生活中具有實(shí)際使用功能的應(yīng)用，例如日本的可視化裝置《天氣魔方》（如圖12、13），以其獨(dú)特的功能與簡(jiǎn)潔又有趣味陸的呈現(xiàn)風(fēng)格在市場(chǎng)上頗受歡迎。該裝置通過(guò)接入實(shí)時(shí)的天氣數(shù)據(jù)，將所有氣候情況在立方體的裝置內(nèi)模擬呈現(xiàn)。比起傳統(tǒng)的天氣預(yù)報(bào)，該裝置帶有一種近似于“表演”的性質(zhì)，將數(shù)據(jù)可視化融于商業(yè)產(chǎn)品之中，在把天氣情況具象呈現(xiàn)的同時(shí)，也讓天氣預(yù)報(bào)帶來(lái)了完全不同以往的新體驗(yàn)，既具有觀賞性，又具有實(shí)用性，也為更多的結(jié)合數(shù)據(jù)可視化的商品研究帶來(lái)了良好的前景。

三、時(shí)代特征下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交互

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)快速更新迭代，數(shù)據(jù)的時(shí)效性也就顯得尤為重要，伴隨平板電腦與智能的手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的普及，光憑傳統(tǒng)單向傳遞的信息圖形式的可視化作品已難以滿足當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)據(jù)閱讀需求，用戶需要數(shù)據(jù)是最新的、動(dòng)態(tài)化的，且可以在閱讀后允許用戶做其他操作，具有交互性的。

以《東京都風(fēng)速與污染物分布》（如圖P4）為例，網(wǎng)站將實(shí)時(shí)的風(fēng)力數(shù)據(jù)化作流動(dòng)的線條顯示在地圖中，以不同的線條流速形象地將當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的風(fēng)速數(shù)據(jù)，親切明了地層示給用戶。比起過(guò)去的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)該作品對(duì)于數(shù)據(jù)具有更高的要求，通過(guò)調(diào)用外部接口，使其數(shù)據(jù)始終是實(shí)時(shí)變動(dòng)的。同時(shí)用戶可以在使用時(shí)自行設(shè)置影響數(shù)據(jù)的變量，這些都讓該網(wǎng)站更具有時(shí)效性和使用價(jià)值。

又例如計(jì)算在紐約租房與購(gòu)房哪一者更經(jīng)濟(jì)的可視化網(wǎng)站（如圖15），用戶可以調(diào)整影響房?jī)r(jià)與租金的不同因素，以及預(yù)計(jì)買(mǎi)房或租房的時(shí)間。而根據(jù)用戶選擇參數(shù)的變動(dòng)，網(wǎng)站則會(huì)根據(jù)過(guò)去以及當(dāng)前的房?jī)r(jià)等信息，計(jì)算出在未來(lái)一定時(shí)段內(nèi)，理論上的購(gòu)房或租房金額的價(jià)格，進(jìn)而幫助用戶進(jìn)行判斷，在某一時(shí)期內(nèi)是選擇買(mǎi)房還是租房更省錢(qián)更實(shí)惠。支撐該作品功能所需的數(shù)據(jù)量極其龐大，但會(huì)被呈現(xiàn)給用戶的永遠(yuǎn)只是用戶所關(guān)注的那一小部分。這可以看出，在當(dāng)代的數(shù)據(jù)可視化作品中，有時(shí)候作者是有必要幫助用戶去篩選數(shù)據(jù)的，從而精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)，精簡(jiǎn)用戶的操作，從而提供給用戶最好的使用效果。

在《紐約市行道樹(shù)》（如圖16）中.用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊不同的樹(shù)木.看到紐約市內(nèi)五個(gè)區(qū)中各種常見(jiàn)和不常見(jiàn)的樹(shù)木的種類(lèi)及其所占的百分比。用戶可以恨據(jù)自己的需求去選擇自己想要查閱的地區(qū)的樹(shù)木信息，這給用戶提供了多樣的選擇余地。

由以上案例可以看出，在注重用戶體驗(yàn)的當(dāng)代，用戶除了作為信息的接受者，同時(shí)也是信息的發(fā)送與反饋者，不僅要求數(shù)據(jù)的即時(shí)與易懂，也要求在理解數(shù)據(jù)后的再分發(fā)與再使用，同時(shí)也要求數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)，希望能夠通過(guò)一些操作，篩選出眾多信息里的重點(diǎn)內(nèi)容。由此，動(dòng)態(tài)的，可交互的數(shù)據(jù)可視化形式就尤為重要。同時(shí)，為了減少信息傳播和使用過(guò)程中的干擾，重視展現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容和便于交互操作，其視覺(jué)風(fēng)格也大多是簡(jiǎn)潔和去裝飾的。

四、當(dāng)代數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)析

由于數(shù)據(jù)本身是抽象的，其含義可能是不清晰的，一般人無(wú)法光從看一眼數(shù)據(jù)就得出其中的意義，只有仔細(xì)地分析和對(duì)比其信息內(nèi)容才可能挖掘出其含義。設(shè)計(jì)師可以將自身想要傳達(dá)的語(yǔ)義賦予紿數(shù)據(jù)的可視化應(yīng)用作品來(lái)呈現(xiàn)，也可以客觀地層示數(shù)據(jù)內(nèi)容，讓觀眾通過(guò)圖形圖像化的視覺(jué)效果，在.陜速解讀的過(guò)程中自行賦予他們解讀出的語(yǔ)義。

在數(shù)據(jù)可視化的長(zhǎng)久歷史中，人對(duì)于數(shù)據(jù)可視化使用已久，有些圖形已經(jīng)有了固定的含義.人一看就知道它是做什么用處的。例如各種可視化作品中常見(jiàn)的“柱形圖”、“餅圖”、“折線圖”（如圖17）等圖標(biāo)，其代表的含義已經(jīng)深入人心），不需要特別解釋?zhuān)脩艨吹骄湍苤浪麄兊墓δ堋Ｒ约埃ㄈ鐖D18）中的圖標(biāo)，常用與各類(lèi)產(chǎn)品中作為“添加”或“發(fā)布、發(fā)起”的功能，雖然含義不是唯一的，但結(jié)合使用的環(huán)境，也同樣意義用戶理解。

有些圖形則沒(méi)有固定的相對(duì)含義，有些內(nèi)容也沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的圖形，需要人為地去創(chuàng)造對(duì)應(yīng)的圖形。這兩者在設(shè)計(jì)的過(guò)程注重需要設(shè)計(jì)師根據(jù)實(shí)際需求來(lái)抉擇。

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)都不斷發(fā)展并日趨成熟的當(dāng)代，結(jié)合當(dāng)代應(yīng)用所注重的用戶體驗(yàn)，觀者對(duì)數(shù)據(jù)可視化的實(shí)時(shí)更新和與產(chǎn)品的互動(dòng)需求，讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)不但要關(guān)注作品的視覺(jué)風(fēng)格和數(shù)據(jù)本身，也要參考入的行為模式和操作偏好，當(dāng)代的產(chǎn)品中已形成一些比較讓人熟悉的操作體系和視覺(jué)符號(hào)，這些符號(hào)在長(zhǎng)久的設(shè)計(jì)過(guò)程中被多次修改、組合使用，甚至是形成子一些固定的搭配模式。數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)師在使用時(shí)需要選擇的既不是“最經(jīng)典”，也不是“最新潮”，而應(yīng)該是“最合適”演繹的內(nèi)容得思考如何用已有的操作體系和符號(hào)的組合來(lái)達(dá)成最好的交互方式，引導(dǎo)用戶去與數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品進(jìn)行最良好的交互。

結(jié)語(yǔ)

作為一門(mén)多領(lǐng)域交叉結(jié)合的學(xué)科，當(dāng)代的數(shù)據(jù)可視化重視設(shè)計(jì)與技術(shù)的協(xié)同合作，其呈現(xiàn)效果，不但關(guān)注數(shù)據(jù)本身的價(jià)值與意義，由數(shù)據(jù)內(nèi)容指導(dǎo)其表現(xiàn)形式與藝術(shù)風(fēng)格，也重視用戶對(duì)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用的體驗(yàn)。在人不再是作為單純的被給予方而是成為數(shù)據(jù)信息交互環(huán)節(jié)中的一部分，可交互式的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用具有極大的應(yīng)用價(jià)值，為數(shù)據(jù)價(jià)值的持續(xù)深挖提供了更多可能性，也為用戶的數(shù)據(jù)閱讀和理解體驗(yàn)帶來(lái)可觀的提升作用，在未來(lái)也將具有諸多發(fā)展。