楊文琦

（中國傳媒大學(xué)廣告學(xué)院）

數(shù)據(jù)可視化是一門邊緣性學(xué)科，它包含了統(tǒng)計學(xué)、設(shè)計學(xué)、認知心理學(xué)等多個領(lǐng)域。將浩瀚如海的數(shù)據(jù)中包含的信息進行可視化，把數(shù)據(jù)中所隱含的關(guān)系變化呈現(xiàn)出來，能夠幫助人們理解事物、傳播信息和解決問題，因此，數(shù)據(jù)可視化這一領(lǐng)域在近幾年不斷發(fā)展。數(shù)據(jù)的可視化需要經(jīng)歷一個設(shè)計的過程，不同的個體或組織在設(shè)計過程中的思路和做法不盡相同。本文將不同的數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計邏輯歸納總結(jié)，為數(shù)據(jù)可視化分門別類，闡明這些數(shù)據(jù)可視化的種類之間的差異和聯(lián)系，給不了解這個領(lǐng)域的人一些基礎(chǔ)性的解釋。

一、含義

數(shù)據(jù)（data），是一個計算機術(shù)語，表示的是關(guān)于事物的事實，體現(xiàn)了事物的性質(zhì)、狀態(tài)和該事物與其他事物的相互關(guān)系，是一種高度抽象的客觀存在。一個孤立的數(shù)據(jù)沒有特定的含義，將其進行特定的表達或者是排列組合才讓一個抽象的數(shù)字體現(xiàn)出事實。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得人類社會生活中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，不僅是在量上大大增多，而且在種類上也更加豐富，呈現(xiàn)了高度的復(fù)雜性。如果想要利用數(shù)據(jù)的特性，發(fā)掘數(shù)據(jù)體現(xiàn)事實的功能并為人所用，就需要對其進行視覺化的加工。

可視化（visualization），是一種整合提煉信息的行為。很多事物的信息和含義難以被人們的視覺感官快速接受并理解，人們需要對其進行細致深刻的解讀，甚至有相關(guān)的研究背景才能領(lǐng)會其含義。而可視化能夠幫助人們理解事物，將事物包含的不可輕易獲得的信息，轉(zhuǎn)化為通過眼睛和大腦中一些具有普適性的思維邏輯就輕而易舉地理解的圖像。數(shù)據(jù)的可視化就是變抽象數(shù)據(jù)為具象視覺圖。幫助人們理解發(fā)生在社會生活范圍內(nèi)的種種聯(lián)系、變化。

數(shù)據(jù)可視化的過程是一個設(shè)計的過程。進行這項工作的個體或組織在面對大量數(shù)據(jù)時，往往有著自己想傳達的內(nèi)容或想要探究的方向，他們會依照自己的想法和思路，選用自己覺得合適并能達到自己的目的的視覺語言把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像。這些思路以及對數(shù)據(jù)的處理，對視覺語言的選擇，體現(xiàn)的就是一種設(shè)計邏輯。世界上第一個使用數(shù)據(jù)可視化來傳遞信息的人威廉·普萊費爾，在他1786年出版的《商業(yè)與政治地圖冊》中，有一個表現(xiàn)18世紀(jì)英國經(jīng)濟狀況的數(shù)據(jù)圖表，這是數(shù)據(jù)可視化最早的案例。到今天，各種表現(xiàn)形式的數(shù)據(jù)可視化層出不窮，這一領(lǐng)域隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在不斷地向前飛躍，在各行各業(yè)都發(fā)揮著難以言喻的影響和作用。著名的埃森哲咨詢公司于2018年對900多名財務(wù)專業(yè)人士（包括450多名CFO和會計主管）進行的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，81%的受訪者認為用數(shù)據(jù)講故事是財務(wù)專業(yè)人士的一項必備技能，這凸顯了數(shù)據(jù)可視化的重要性。

因此，本文把數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計邏輯定義為：人們在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更明白清晰的圖示時遵循的一種他（進行數(shù)據(jù)可視化的人）認為合理的流程。這個邏輯在不同的人或群體上各不相同，因為他們面對的數(shù)據(jù)不一樣，或者有著不同的技術(shù)背景，追求的或是可視化的清楚美觀以廣泛地傳播信息；或是數(shù)據(jù)的集中處理以達到一種視覺上的呈現(xiàn)方式，也可能是利用可視化幫助自己理解數(shù)據(jù)。因此，關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計邏輯有很多種。

二、國內(nèi)外研究狀況

對于數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計研究，首先在國外發(fā)展應(yīng)用，并且逐漸火熱起來。一些關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的入門級別書籍，如美國統(tǒng)計學(xué)家Nathan Yau的《鮮活的數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)可視化指南》、Mark Smiciklas的《視不可當(dāng)：信息圖與可視化傳播》，還有Noah lliinsky和Julie Steele的《數(shù)據(jù)可視化之美》等等，介紹了數(shù)據(jù)可視化時，如何對數(shù)據(jù)進行處理，針對目標(biāo)應(yīng)該選擇什么可視化工具，選擇什么樣的視覺語言等一系列在數(shù)據(jù)可視化過程中可能會遇到的問題。在更深一層，國內(nèi)外許多關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的研究，很多是關(guān)于可視化數(shù)據(jù)的最新算法，也有很多是對數(shù)據(jù)可視化相關(guān)技術(shù)的探討。在數(shù)據(jù)可視化的現(xiàn)實應(yīng)用方面，國內(nèi)外的研究范圍都非常廣泛，包括醫(yī)學(xué)、商業(yè)、高科技相關(guān)的和新聞媒體領(lǐng)域甚至是政治領(lǐng)域，都有數(shù)據(jù)可視化的實現(xiàn)。

根據(jù)這些書籍和文獻資料，本文將數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計邏輯進行分類。因為數(shù)據(jù)可視化工作是相對開放的，所以設(shè)計過程中側(cè)重點有很大的相異性。本文認為，這種重點的不同其實就是設(shè)計邏輯的不同。

（一）展示型

數(shù)據(jù)本身就是一個計算機用語，數(shù)據(jù)可視化的研究也是在計算機互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的情況下繁榮起來的，因此，很多數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計邏輯和技術(shù)有密切聯(lián)系。在這種情況下，可視化數(shù)據(jù)的過程更注重對數(shù)據(jù)本身的整理，往往經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)規(guī)范化處理、映射和繪制（可視化核心步驟）、顯示這么幾個步驟。這種類型體現(xiàn)的一種運用相關(guān)軟件來顯示數(shù)據(jù)意義的流程，很多情況下這些數(shù)據(jù)可視化的目的是利用數(shù)據(jù)來找到一些事實，也就是說，在進行可視化之前，人們并不明確這個對數(shù)據(jù)的可視化處理能幫自己得到什么。例如武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院的學(xué)者周航，希望通過對高校網(wǎng)絡(luò)用戶行為的數(shù)據(jù)可視化來得到學(xué)校學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)的特征，進而為學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理提供依據(jù)。

平常生活中我們能夠接觸的數(shù)據(jù)可視化，它的目的就是以展示為主。像是柱狀圖扇形圖等等，能夠直觀地幫助我們把統(tǒng)計得來的數(shù)據(jù)進行展示。在視覺設(shè)計上，主要是通過形狀的性質(zhì)如大小、位置等來體現(xiàn)數(shù)據(jù)的意義。很多軟件都可以實現(xiàn)這種設(shè)計目的。普通人使用的辦公軟件，就可以將體量不大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視圖形，包括柱狀圖，扇形圖等等。而專業(yè)的可視化圖形工具則包括Matplolib、Echarts 等，也可以繪制折線圖、柱狀圖、熱力圖以及散點圖等。這些專業(yè)工具不僅可以處理大量數(shù)據(jù)進行可視化，也可以通過建立模型來預(yù)測數(shù)據(jù)。

在展示家族信息方面，來自葡萄牙波爾圖大學(xué)恩根哈利亞學(xué)院的學(xué)者何塞·博爾赫斯，提出了家譜數(shù)據(jù)可視化的新方法——上下文家族樹，一個制作家譜的新工具，能夠克服其它家譜工具的在某些方面的局限和不足。作者介紹，開發(fā)這個工具的公司，出發(fā)點就是要讓家譜展示家族信息方面盡可能的完美，呈現(xiàn)的信息盡可能清晰。因此，用這個工具進行可視化家譜數(shù)據(jù)，也體現(xiàn)出了很強的側(cè)重展示的設(shè)計邏輯。來自德國奧格斯堡大學(xué)的兩位學(xué)者亞歷烏恩魯和阿納托爾薩金，介紹了一個名為“蒙德里安”的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化軟件，這個軟件追求給專業(yè)的測量人員和研究人員提供幫助，顯然，性質(zhì)和“上下文家族樹”相同，利用軟件，通過可視化的信息來清晰展示數(shù)據(jù)意義，理解數(shù)據(jù)本身。

展示型的數(shù)據(jù)可視化，會因為設(shè)計的信息的側(cè)重點的不同而產(chǎn)生不同的設(shè)計方式。例如中西方家譜的可視化設(shè)計，就很好地體現(xiàn)了這一點。前文提到來自葡萄牙波爾圖大學(xué)恩根哈利亞學(xué)院的學(xué)者何塞·博爾赫斯的“上下文家族樹”，就是在展示信息上強調(diào)清晰完美。西方重視個體的價值，在家譜設(shè)計上追求以個人角度出發(fā)的家族統(tǒng)計。而中國的家譜，非常重視祖先的地位和家庭親屬關(guān)系。中國的家譜保存至今的主要來自清朝和民國，所以體現(xiàn)出很強的傳統(tǒng)文化特色。北宋文學(xué)家歐陽修編撰的《歐陽氏譜圖》，就是一種比較古老的家譜設(shè)計方法，簡稱“歐式”，“歐式”家譜的特點是世代分格，由右向左排列，五世一表。每個世代人名左側(cè)可有一些生平記述，主要介紹該人的字、號、功名、官爵、生辰年月日、配偶、藏地、功績等。不同的文化背景，導(dǎo)致設(shè)計家譜的可視化有了展示信息重點的差別。

（二）傳播型

當(dāng)進行數(shù)據(jù)可視化的個體或組織在得到數(shù)據(jù)之后，就對數(shù)據(jù)其中含義有了大致了解時，他們所進行的數(shù)據(jù)可視化工作，側(cè)重的是傳播信息，利用可視化之后的結(jié)果——信息圖所天然帶有的客觀性來表現(xiàn)一定的內(nèi)容。在這種情況下，數(shù)據(jù)的客觀性被大大削弱，數(shù)據(jù)可視化得到的圖示帶有一定傳達工作（數(shù)據(jù)可視化）者意圖的主觀性。為了追求這個傳播效果，這種類型的傳播者就會不那么強調(diào)數(shù)據(jù)的處理，而是在尋找強有力的視覺語言上下功夫，尋求最合理的數(shù)據(jù)映射和最生動直觀的表達方式。例如北京印刷學(xué)院的幾位學(xué)者對中國瀕危物種動物中五種瀕危級別較高的動物的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了可視化展示，最終目的是呼吁人們行動起來保護瀕危動物。為了達到這一目的，他們選擇了非常吸引人眼球的檸檬黃色和橙色閃點和光點，并且特別處理了文字的跳躍和對比，在這次的可視化數(shù)據(jù)過程中把很多精力都放在了對視覺語言的提煉和選擇上，追求傳播效果。另外還有廣東財經(jīng)大學(xué)商學(xué)院的學(xué)者李宏，認為可以將敘事設(shè)計加入新冠肺炎疫情數(shù)據(jù)可視化設(shè)計之中，為的是減少民眾不必要的恐慌情緒，刻意地減輕人們對疫情信息所產(chǎn)生的心理負擔(dān)。在這種類型的可視化數(shù)據(jù)工作中，傳遞信息成為了重點。在這種情況下，數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計者也就是信息的傳播者，這種傳播數(shù)據(jù)的行為就是針對信息的“編碼與解碼”。信息通過傳播者的編碼進入流通環(huán)節(jié)，并由信道傳輸至受眾，受眾接收到編碼后，根據(jù)自身的情境進行解讀。數(shù)據(jù)可視化則通過對數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)，將編碼和解碼的環(huán)節(jié)直接打通，受眾直接獲取數(shù)據(jù)源，因而大大減輕了解碼過程中需要的能量損耗，觸及信息核心。

（三）美學(xué)型

數(shù)據(jù)可視化隨著互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展而發(fā)展，它不僅被應(yīng)用在傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)、天氣、實驗等領(lǐng)域，而且隨著時間向前，和新興科技例如交互技術(shù)，AR、VR技術(shù)等等也聯(lián)系起來。在重視美學(xué)效果的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計過程中，雖然和側(cè)重傳播的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計邏輯一樣，會在視覺語言上花費功夫，也像展示型數(shù)據(jù)可視化設(shè)計一樣把技術(shù)當(dāng)作重點，但其最終目的不僅在于數(shù)據(jù)的交流和理解，也在于利用數(shù)據(jù)可視化來進行一種美學(xué)上的創(chuàng)造。例如上海工程大學(xué)的學(xué)者LIQI，介紹了Paras Kaul創(chuàng)作的3D游戲，“工作思維花園”，腦電波的活動決定了旅程的進程，根據(jù)用戶的大腦頻率創(chuàng)造出游戲體驗。類似的還有北京郵電大學(xué)的學(xué)者李鐵萌介紹的Jason Salavon的作品《Shoes，Domestics Produc—tion》，是以美國1960年至1998年期間生產(chǎn)的31種鞋的生產(chǎn)為驅(qū)動所創(chuàng)作的數(shù)據(jù)可視化作品，它既像一個俯視的噴泉，又像宇宙物質(zhì)的爆炸，有著獨特的美感。

數(shù)據(jù)可視化的美學(xué)設(shè)計邏輯，其實體現(xiàn)的是一種藝術(shù)家利用數(shù)據(jù)進行的創(chuàng)作。在當(dāng)今時代，互聯(lián)網(wǎng)急速發(fā)展，數(shù)據(jù)也成為一種藝術(shù)表現(xiàn)的媒介。利用一些簡單容易操作的數(shù)據(jù)軟件，藝術(shù)家創(chuàng)作了數(shù)據(jù)藝術(shù)作品。這種數(shù)據(jù)藝術(shù)作品，雖然被冠上了“藝術(shù)”的稱呼，但是本質(zhì)上仍然呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，只不過是，這種作品比起一般的數(shù)據(jù)可視化更增加了美學(xué)意義。這就要求數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計師有著良好的美學(xué)素養(yǎng)，能夠在傳遞信息的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造藝術(shù)的視覺感受。對于一些內(nèi)容不過分吸引人的數(shù)據(jù)來說，藝術(shù)性能夠吸引人的目光，從而幫助數(shù)據(jù)信息的傳播；而對于難以理解的數(shù)據(jù)來說，審美性增加了這種數(shù)據(jù)可視化的可讀性，從而也更好地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳遞信息的本質(zhì)要求。

數(shù)據(jù)本身是一種理性客觀的存在，是一種沒有情感的事物，所以，并不具備吸引人的特點。而藝術(shù)美則能夠滿足人們的美學(xué)需求和情感需要，能夠吸引人們的目光，打動人們的內(nèi)心。將冰冷的數(shù)據(jù)和藝術(shù)表現(xiàn)結(jié)合，能夠賦予枯燥的數(shù)據(jù)圖表生命力，使之真正地服務(wù)于人們的生活，可以被更多人理解和接受。所以藝術(shù)和數(shù)據(jù)的結(jié)合體現(xiàn)了一種互相補充的設(shè)計思路。從實用性角度來講，賦予數(shù)據(jù)以美學(xué)意義可能會顯得過分修飾，但是實際上，致力于打造一個具有美觀價值的數(shù)據(jù)可視化作品有著很大的實際意義。

三、結(jié)語

數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計邏輯因為這項工作的開放性，而產(chǎn)生了不同。不同的設(shè)計邏輯，體現(xiàn)的是數(shù)據(jù)可視化工作者對數(shù)據(jù)的解讀角度，利用方式和最終目標(biāo)，他們的可視化工作雖然都經(jīng)歷了對原始數(shù)據(jù)的加工，對映射和設(shè)計語言的選擇、表現(xiàn)這幾個步驟，但是在這項工作開展的過程中，他們作為設(shè)計者的思路，差異很大。當(dāng)明確了利用數(shù)據(jù)的目的，就能更好地使數(shù)據(jù)發(fā)揮作用，運用合適的方式來展現(xiàn)數(shù)據(jù)的奧秘。

數(shù)據(jù)需要設(shè)計師的處理，才能清晰直觀，而在這個處理過程中，難免會產(chǎn)生一些問題。首先在于一些數(shù)據(jù)可視化的作品過分講究美感，而忽視數(shù)據(jù)信息的傳遞，舍本逐末，這樣做顯然就失去了數(shù)據(jù)的意義；還有一些數(shù)據(jù)可視化的作品沒有對數(shù)據(jù)進行整理，所呈現(xiàn)出來的信息過于豐富，產(chǎn)生了難以傳遞信息的問題。解決這些問題既需要對數(shù)據(jù)的深度掌握，也需要對視覺圖像有一定的表現(xiàn)能力。