吳佳偉 陳偉偉

摘 要：有效的圖表設(shè)計(jì)不僅能夠提煉信息、點(diǎn)明重點(diǎn)，更能輔助人們進(jìn)行決策。文章通過對(duì)數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性介紹和對(duì)圖表設(shè)計(jì)思路的梳理，引出圖表設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則及在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用。在對(duì)圖表的基本構(gòu)成與元素進(jìn)行分析以及對(duì)用戶心理情感需求進(jìn)行分析后，文章推導(dǎo)出圖表設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，解決并輔助用戶進(jìn)行問題決策。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)可視化;圖表設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）06-079-04

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.039

圖表設(shè)計(jì)是針對(duì)內(nèi)容復(fù)雜、難以描述的信息進(jìn)行充分的理解、提煉、整理和分類，并通過視覺設(shè)計(jì)將其視覺化，同時(shí)以使用圖形化的方式給用戶更為直觀的形式展現(xiàn)。圖表設(shè)計(jì)的繪制，極大縮短了觀者閱讀信息的時(shí)間，并且提高了觀者對(duì)信息獲取的認(rèn)知度。簡練美觀、布局恰當(dāng)?shù)囊曈X設(shè)計(jì)，會(huì)增強(qiáng)對(duì)觀者的視覺沖擊力和吸引力，滿足用戶情感層面上的需求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中通過統(tǒng)一樣式和色彩對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行有效組織、分類和排版，梳理頁面順序，可以引導(dǎo)觀者能夠更好地進(jìn)行閱讀。

1 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)簡介

1.1 數(shù)據(jù)可視化簡介

可視化是使某個(gè)原本并不可見的事物信息，在人的大腦中形成一幅可感知的心理圖片的過程或能力。其將不可見或難以直接顯示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的文字、圖形、符號(hào)、顏色、紋理等，也就是使抽象的事物具象化，從而增強(qiáng)數(shù)據(jù)識(shí)別效率，傳遞有效信息。在計(jì)算機(jī)學(xué)科分類中，利用人眼的感知能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的可視表達(dá)以增強(qiáng)認(rèn)知的技術(shù)[1]，稱為可視化。

現(xiàn)代的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、人機(jī)交互等技術(shù)，將采集或模擬的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可識(shí)別的圖形符號(hào)、圖像、視頻或動(dòng)畫，透過數(shù)據(jù)表象以顯示信息和規(guī)律，并呈現(xiàn)出對(duì)用戶有價(jià)值的信息。用戶通過對(duì)可視化的感知，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取知識(shí)，并進(jìn)一步提升為某種趨勢，從而促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的傳播和應(yīng)用。

數(shù)據(jù)可視化的適用范圍存在著不同的觀點(diǎn)，有人認(rèn)為數(shù)據(jù)可視化是可視化的一個(gè)子類目，主要處理統(tǒng)計(jì)圖形、抽象的地理信息或概念型的空間數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代的主流觀點(diǎn)則將數(shù)據(jù)可視化看成傳統(tǒng)的科學(xué)可視化和信息可視化的泛稱，即處理對(duì)象可以是任意數(shù)據(jù)類型、任意數(shù)據(jù)特性，以及異構(gòu)異質(zhì)數(shù)據(jù)的組合。大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)復(fù)雜性更高，如數(shù)據(jù)的流模式獲取、非結(jié)構(gòu)化、語義的多重性等。

1.2 圖表設(shè)計(jì)簡介

圖表是將復(fù)雜的信息進(jìn)行整理，運(yùn)用圖形、線條及插圖等，闡述事物之間的相互關(guān)系，使之一目了然的表現(xiàn)形式。

圖表設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)分支領(lǐng)域，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工，用統(tǒng)計(jì)圖表的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，也是數(shù)據(jù)可視化的核心表現(xiàn)。圖表設(shè)計(jì)既要保證圖表本身數(shù)據(jù)清晰準(zhǔn)確、直觀易懂，又要找準(zhǔn)用戶關(guān)注的核心內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐伙@，幫助用戶通過數(shù)據(jù)進(jìn)行決策。

2 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)分析

2.1 圖表的構(gòu)成和分類

2.1.1 圖表的構(gòu)成

一般情況下，圖表包含標(biāo)題、坐標(biāo)軸、數(shù)據(jù)列、數(shù)據(jù)提示框、圖例，另外還可以包括功能按鈕、標(biāo)示線[9]、值域漫游、數(shù)據(jù)區(qū)域縮放、時(shí)間軸，如圖1、圖2所示。

2.1.2 圖表的分類

圖表的分類有很多種，根據(jù)不同的場景、不同的用法，筆者對(duì)圖表進(jìn)行分類，可分為比較類、分布類、趨勢類、占比類、地圖類五大類。

比較類圖表：用于展現(xiàn)數(shù)據(jù)之間直觀的變化和對(duì)比，包括柱狀圖、條形圖、氣泡圖、雷達(dá)圖、漏斗圖[8]等，如圖3所示。

分布類圖表：展示數(shù)據(jù)的分布情況，包括散點(diǎn)圖、熱力圖等，如圖4所示。

趨勢類圖表：展示數(shù)據(jù)隨著時(shí)間的推移而變化，以及事情發(fā)展的走向趨勢等，包括折線圖、K線圖等，如圖5所示。

占比類圖表：用于各個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)之間相對(duì)于總體的占比數(shù)，包括環(huán)形圖、餅圖、水球圖等，如圖6所示。

地圖類圖表：用于展示區(qū)域變化，通過顏色色級(jí)表示范圍的分布情況，包括氣泡地圖、色塊地圖等，如圖7所示。

除此之外，還有其他的圖表類型，包括：瀑布圖、南丁格爾玫瑰圖、儀表盤等，如圖8所示。

2.2 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)的特征

2.2.1 數(shù)據(jù)信息傳遞為主，視覺效果為輔

圖表的功能就是為了傳遞信息，讓數(shù)據(jù)信息更為直觀地表現(xiàn)出來，使觀者能夠快速接收。由于圖表是經(jīng)過分類之后進(jìn)行重點(diǎn)劃分及排列組合的，因此觀者得以第一時(shí)間就能看到一段數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容是什么，而視覺效果的作用是運(yùn)用色彩、對(duì)比等表現(xiàn)方式對(duì)信息進(jìn)行加工、突出重點(diǎn)，所以其是作為輔助部分存在的。

2.2.2 涉及多領(lǐng)域之間的相互滲透

如今隨著信息時(shí)代的到來，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)呈現(xiàn)出多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉相關(guān)的趨勢，圖表設(shè)計(jì)更是首當(dāng)其沖。在眾多領(lǐng)域中，利用圖表方式可以對(duì)觀者輕松展示各學(xué)科的有關(guān)內(nèi)容，并被大眾所認(rèn)可。通過借助心理學(xué)、符號(hào)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，使圖表設(shè)計(jì)更趨向于一個(gè)綜合體。

3 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法

3.1 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)元素

數(shù)據(jù)信息的傳遞需要載體才能進(jìn)行有效傳播，圖表設(shè)計(jì)的初衷也是為了能夠高效傳遞重要信息，將一些復(fù)雜的和不易理解的信息表達(dá)出來。因此，需要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行組織、整理、篩選、排列，從而使觀者能夠高效、便捷地獲取所需要的信息。

圖表設(shè)計(jì)的基本視覺元素包括文字、數(shù)據(jù)、符號(hào)、顏色、動(dòng)態(tài)等[2]，圖表內(nèi)容中的文字主要分為闡述性文字和文字符號(hào)。其中，闡述性文字主要起到兩方面的作用，一是點(diǎn)明主題，引導(dǎo)觀者有選擇性地讀取信息;二是簡明扼要，當(dāng)遇到必須要準(zhǔn)確傳達(dá)的信息數(shù)據(jù)時(shí)，文字是最直接且不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的表達(dá)方式。

文字符號(hào)則更多以一種象征性和代表性的形式轉(zhuǎn)化為具有一定意義的圖像說明，較大程度上具備了可視化圖形的特征，在信息的傳達(dá)與接收上更具意義。

數(shù)據(jù)是多種信息所共有的闡述，其包括了數(shù)字、文字、聲音、圖像、字段等，是基于數(shù)據(jù)可視化圖表的主要對(duì)象。從另一個(gè)方面講，數(shù)據(jù)可視化突出的就是數(shù)據(jù)本身，而伴隨著數(shù)據(jù)大時(shí)代的來臨，面對(duì)龐雜的原始數(shù)據(jù)，依靠可視化的幫助，可以快速閱讀到人們需要的數(shù)據(jù)。

色彩是視覺內(nèi)容中很重要的部分，有助于形成統(tǒng)一的視覺風(fēng)格，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比的重要手段[3]。在用戶的心理模型中，對(duì)色彩的認(rèn)知也有很強(qiáng)的象征性和概括性，如食品類的用色多采用暖色調(diào)，如紅、黃、橙等顏色，科技類多采用藍(lán)色等[7]。恰當(dāng)?shù)念伾L(fēng)格，可以使信息表達(dá)更加準(zhǔn)確，提高受眾的接受程度。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，圖表制作越來越精美、生動(dòng)、復(fù)雜，其中，動(dòng)態(tài)視覺圖表設(shè)計(jì)的應(yīng)用也越來越常見。動(dòng)態(tài)圖表具有秩序性、故事性、生動(dòng)性、傳播性、交互性等特點(diǎn)[5]，在傳達(dá)相關(guān)信息的同時(shí)，更富有趣味和吸引力，不但使觀者更容易獲取信息，而且提升了舒適度和愉悅感，極大提升了用戶體驗(yàn)。

3.2 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則

3.2.1 數(shù)據(jù)真實(shí)可靠

圖表設(shè)計(jì)就是在紛繁復(fù)雜的信息中提取出重要信息，加以設(shè)計(jì)和表達(dá)，使觀者關(guān)注重要信息，引導(dǎo)和輔助其做出決策并解決問題。那么，首先要保證的就是數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，只有這樣，設(shè)計(jì)出的圖表才有意義[4]。

3.2.2 符合用戶心理的視覺思維與心智模型

視覺是作為人們觀察和感知世界的第一感存在的，可視化圖表設(shè)計(jì)要符合視覺思維，通過對(duì)重要信息的設(shè)計(jì)表達(dá)，創(chuàng)造出豐富且有重大影響的信息圖像，刺激大腦興奮度，產(chǎn)生更易被大腦容納和接受的信息[6]。因此，設(shè)計(jì)者往往要通過信息思維和視覺思維對(duì)可視化圖表進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，正如心智模型的提出者Kenneth Craik所說，心智模型是根深蒂固于每個(gè)人心中的，是一種思維定勢。其決定著人們看待世界的方式和角度，當(dāng)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出符合視覺思維的作品時(shí)，就注定無法滿足所有人的要求。信息圖表設(shè)計(jì)是一個(gè)一對(duì)多的設(shè)計(jì)，是否擁有相匹配的心智模型，也會(huì)影響一個(gè)圖表設(shè)計(jì)的成功與否。

3.2.3 運(yùn)用合適的可視化圖表表達(dá)方式

圖表的表現(xiàn)形式多種多樣，而有效傳遞信息、輔助觀者進(jìn)行決策才是第一位。在這方面，如何能夠更加清晰、直觀地展現(xiàn)出觀者關(guān)心的信息，并且被觀者接受，也是可視化圖表設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。

3.3 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)流程

原始數(shù)據(jù)的收集、整理、篩選;

圖表類型的選擇;

從視覺風(fēng)格角度對(duì)圖表的表現(xiàn)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，完善細(xì)節(jié)設(shè)計(jì);

提交給用戶，通過用戶反饋來修改和完善圖表設(shè)計(jì)，如圖9所示。

4 數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

圖表的使用可以追溯到很久以前，人們的祖先通過使用繩結(jié)來記錄捕獲獵物的多少，日晷也是通過石板上投影的方式來報(bào)讀時(shí)間。信息載體無論是過去的石媒、竹媒、紙媒等記錄方式，還是現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，圖表設(shè)計(jì)的本質(zhì)都是為了能夠有效傳遞信息，從眾多龐雜的信息中提煉出重要內(nèi)容并加以表達(dá)，使觀者能夠有效而清晰地讀取信息。隨著網(wǎng)頁技術(shù)的不斷發(fā)展，圖表設(shè)計(jì)已不僅僅局限于靜態(tài)單維，動(dòng)態(tài)視覺可視化圖表的使用也越來越廣泛。動(dòng)態(tài)視覺圖表以其完整的故事性，生動(dòng)展示了數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提高了觀者的認(rèn)知度，賦予整個(gè)可視化圖表以生命力。合理恰當(dāng)?shù)厥褂脠D表，會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果。門捷列夫的元素周期表，形象而又簡潔地展示了各元素之間復(fù)雜、多樣但又相互聯(lián)系的規(guī)律;哈里構(gòu)建的英國倫敦地鐵圖更是提高了人們獲取信息的效率。這些圖表的應(yīng)用是可視化應(yīng)用中的經(jīng)典案例，對(duì)信息和數(shù)據(jù)的深層次解讀與構(gòu)建，對(duì)生活、學(xué)習(xí)具有超乎想象的啟示和幫助。而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展更新，靈活采用不同形式的圖表，會(huì)對(duì)人們的生活產(chǎn)生更多積極的影響。

5 結(jié)語

數(shù)據(jù)可視化圖表設(shè)計(jì)是基于視覺思維和理性思維兩個(gè)維度進(jìn)行的設(shè)計(jì)，其重在強(qiáng)調(diào)信息數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)，是以獲取信息為目的，圖形展示為手段，信息傳遞為目標(biāo)所進(jìn)行的一系列視覺表達(dá)的過程。當(dāng)然，清晰明了地傳達(dá)主題才是人們設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，視覺設(shè)計(jì)所追求的美感、創(chuàng)新都是要為數(shù)據(jù)信息所服務(wù)的。而伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，動(dòng)態(tài)圖表應(yīng)用等使用的越來越廣泛，都將傳統(tǒng)意義上的圖表設(shè)計(jì)推到了一個(gè)嶄新的高度，既生動(dòng)、有趣又具有吸引力的圖表表達(dá)方式也會(huì)越來越多地運(yùn)用到圖表設(shè)計(jì)中來。相信未來的圖表設(shè)計(jì)會(huì)迸發(fā)出更加強(qiáng)大的能量，為現(xiàn)實(shí)生活中的人們提供更加有意義的輔助作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳為.數(shù)據(jù)可視化[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[2] 郝凝輝.探析信息設(shè)計(jì)中的信息圖表設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2016，37（18）：76-81.

[3] 張倩.圖表在信息可視化中的設(shè)計(jì)研究[J].設(shè)計(jì)，2018（2）：122-123.

[4] 胡書可.圖表藝術(shù)化設(shè)計(jì)的表現(xiàn)原則探析[J].包裝工程，2009，30（9）：195-196，202.

[5] 康劍，李軒.運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)——基于動(dòng)態(tài)視覺的信息圖表設(shè)計(jì)應(yīng)用與研究[J].設(shè)計(jì)，2015（19）：27-30.

[6] 羅兵.網(wǎng)絡(luò)信息的圖形化以及數(shù)據(jù)的圖表化整合設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2012，33（20）：37-40，64.

[7] 李會(huì)芳.論信息可視化設(shè)計(jì)體系中的信息圖表設(shè)計(jì)[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2014.

[8] 汪躍，唐志軍，車德朝，等.戰(zhàn)場態(tài)勢一張圖技術(shù)綜述[J].指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2020，11（1）：12-17.

[9] 張祥，王紫悅，楊清清，等.基于知識(shí)圖譜的實(shí)體標(biāo)簽可視化[J].指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2020，11（3）：1-9.