數字時代數據可視化的類型及其特征

□ 任思雨

谷歌公司每天要處理超過24pb的數據，是美國國家圖書館所有紙質出版物所含數據量的上千倍；Facebook每天更新的照片量超過1000萬張，點擊“喜歡”或者寫評論的大約有30億次；截止到2012年，Twitter每天都會發布超過4億條微博，信息量幾乎每年翻一番。過去3500年人類文明發展所產生的數據，僅僅約等于我們現在兩天所產生的數據，一個大規模生產、分享和應用數據的時代正在開啟。然而，能被人們理解的數據才是有用的數據，數據可視化以其美麗雅致的外形以及對于特定人群所關注的信息清晰定位，成為人們視野中的焦點。

一、概念

數據可視化（Data Visualization）起源于1960年計算機圖形學。在狹義上，數據可視化是指人們通過特定的軟件工具，用更清晰直觀、更易理解的圖形圖表方式來呈現數據，從而實現對數據的深入挖掘。廣義上，數據可視化實現了科學可視化領域與信息可視化領域的統一?？茖W可視化（Scientific Visualization）是指利用計算機圖形學來創建視覺圖像，幫助人們理解科學技術概念或結果的那些錯綜復雜而又往往規模龐大的數字表現形式，比如利用醫學數據（核磁共振或CT）研究和診斷人體。信息可視化（Information Visualization）指的是將非數字的信息進行可視化，用于表現抽象或復雜的概念、技術和信息。本文主要以數據可視化的狹義概念為依據，數據的內容囊括科學可視化、信息可視化等所有被記錄下來的數據。

二、數據可視化的類型及其特點

從商業到醫療，從政府到教育，處處可見數據可視化的身影。無論是哪種類型，可視化的宗旨都是以簡潔易懂、省時高效的方式來呈現數據內容。以下將從表現形式的角度出發，對數據可視化進行分類并闡述其特征。

（一）靜態可視化

1.統計圖表。統計圖表能可視化定量的數據結果，呈現基本信息，態度客觀中庸，清晰直觀，是數據可視化中最基礎和最常見的應用，如餅圖、柱狀圖、折線圖等。形式較為穩定，為閱讀者熟知所以具有自明性。但它很難具有創新性，不易激發閱讀者興趣，也不易引起共鳴，而且統計圖表在面對復雜或大規模異質性數據時往往顯得力不從心。

2.主題圖。相對于傳統的主題圖表，如地圖，現代的主題圖更關注事物之間的關聯性。如2007年網絡趨勢地圖，作者通過改造東京地鐵圖，將站點設計成地鐵站，結合大量的暗喻和巧合來建立信息之間的聯系。其次，現代主題圖更具有趣味性與故事性，增加了信息的可讀性，如政治雜志《Reportage》中的國旗圖表，將國旗作為圖表、國旗中的元素作為圖例，美國國旗紅色部分代表支持伊拉克戰爭，白色部分代表反對伊拉克戰爭，藍色部分表示不知道伊拉克在哪。同時，現代主題圖往往具有信息集成性，如一條微博，可包含文字內容、圖片、音頻、視頻、發布時間、發布平臺、發布地點等多種信息。

（二）動態可視化

1.實時更新可視化?？梢暬谛畔崟r更新方面也表現得很出色，比如機場航班信息牌、股票跌漲等，這類可視化方案突出了即時性、動態性、真實性、準確性及持續性特征。Aaron Koblin和Valdean Klump的“飛行模式”追蹤在24小時之內美國和加拿大機場抵達和離開的飛機狀況并將其可視化，實時地顯示了飛機的飛行進度。2001年Rom and Son為IBM開發了一套屏幕信息收集器，雇員們工作效率越快，屏幕上發光的點就走得越快，實時展現團隊勞動的成果，并起到了激勵員工的作用。

2.動畫視頻。第一，動畫視頻往往用于數據展示，具有強烈的話題引導性。第二，數據以圖片、文字、聲音、動畫等多種方式輸出，動畫視頻的綜合性與多媒體體驗方式為觀眾帶來新的視聽感受，由過去的閱讀式轉向收聽式、收看式。第三，它具有科普性與趣味性，更易激發觀眾興趣，引起觀眾共鳴，如飛碟說的作品《釣魚島的前世今生》等。第四，其虛擬性也使得觀眾能看到以前看不到的事情發展過程或事物內部構造，如《一千種死法》就利用動畫技術模擬再現了死亡發生時人體內部是如何受到創傷的。第五，動畫與真人相結合的方式則更具有科技感與創新性，將這種方式應用到個人簡歷的制作中就是個不錯的選擇。

（三）交互可視化

1.基于web的點選交互。互聯網中的點選交互可視化作品往往展示多維數據或從不同維度展現同一部分數據，具有實時性與很強的操作性，用戶可自由地探索感興趣的數據。如展現英國歷史的《互動歷史年表》，不僅有明確的時期劃分、事件展現，還呈現出歷史時間的密度，用戶還可以點擊“Take a journey”來動態瀏覽歷史流。不僅如此，數據可視化也不再是專業人士的“獨寵”，只要喜歡，普通用戶也可以通過一些軟件，如SAP的Crystal Dashboard，來創作出交互可視化方案。目前發布的互動式在線視頻Touch Cast以一種看似視頻但又感覺如同網頁的方式來重新思考互聯網，它可以在視頻中加入能直接互動的視頻APP，用戶可以通過視頻APP將Twitter、Facebook、YouTube等插入視頻畫面中，可稱得上是web平臺的革新式互動數據可視化方式。

2.基于虛擬技術的體驗式交互。技術對于藝術創作的變革帶領我們進入了一個追求“物我合一”的時代，設計者越來越注重人機互動，強調人的參與。以運動產品為例，目前，阿迪達斯推出的miCoach科技訓練裝備智能足球，從外觀上看與普通足球并沒有什么不同，這并不會轉移運動員的注意力；但其內部包含了一套非常特殊的傳感器，運動員所有與足球接觸的數據都會通過傳感器進入中央控制器來將數據進行統一分析，通過藍牙4.0可以將這些數據第一時間傳輸到用戶的iOS設備上，iOS應用還可以模擬足球的飛行軌跡，并且在iPhone或iPad上以3D的方式展示給用戶，直到用戶踢出了自己滿意的軌跡為止。這種可視化方式更強調個性化與人本，具有智能化、準確性、即時性、游戲性的特征。

3.作為藝術的交互可視化。數據收集方式從過去的被動式發展到博客時代的主動式，再到現在數字時代的自動式，人類的一切活動都以比特的形式被記錄下來，可以說人類也是數據的一部分。當今，數據可視化已不僅僅是一個展示工具，更成為一門新的藝術出現在我們的生活中，帶給我們新的審美感受。在國外某機場，人們登機信息中身份證號碼或者護照號碼中的四位數字被自動輸入系統中，每通過一位乘客，機場LED大屏幕上就會根據不同的數字增加不同的圖形，作品因用戶的參與不斷趨于完整。這種新媒體藝術作品不但具有創新性與動態性，而且具有隨機性與變動性，它回擊了關于新媒體疏離人情的質疑，它使得普通人成為藝術作品的一部分，強調人參與的重要性，藝術來源于生活，來源于大眾。

三、數據可視化的未來

（一）形式與內容相統一

數據可視化的主要目的是借助圖形化手段更高效和清晰地交流信息，但這并不意味著它的表現僅僅只是擁有華麗的視覺外觀而已，更重要的是要把握住良好的外觀和內在功能性之間的平衡關系，不僅要對復雜枯燥的數據進行視覺的設計，而且還要對帶有各種專業性質的數據的分析、理解、抽象并對其進行提煉，與內容相匹配的形式才是合適的形式。第一，可視化必須非常容易理解，即使是孩子也能明白其表達的意思。第二，它的視覺元素是用來幫助理解信息含義而存在的，弱化視覺上的信噪比，簡潔明了且無歧義。第三，它表達的應該是那些被隱藏的、平時不易發現的、同時又是正確的、給人帶來啟發的信息。同時，可視化應從最初的功能性、技術性追求最終轉入內在的文化性上，這才是發展的長遠之道。

（二）個性化數據生活

不經意之間，數據已成為我們生活不可或缺的一部分?；蛟S在不久的將來，從我們每天睜開眼的那一刻起，個性化的信息推送就會接踵而至，手機等移動設備將成為無微不至的數據管家。它不僅僅告訴我們今天的溫度，甚至會告訴我們應該穿哪件衣服，衣服和哪個包搭配。數據可視化的目的不僅僅是美觀精致，更重要的是有效地為每個人提供有效的數據分析從而優化生活質量。另一方面，數據可視化應該更關注特殊人群的生活，比如針對色盲人群的可視化方案應考慮到色盲人士對色相的辨識能力較弱，但卻對明度、飽和度非常敏感，從而確定合適的配色方案。優秀的數據可視化并不是要讓人驚異于它嶄新的形式和素材，而應該讓人驚異于它居然來自看似平凡的日常生活，并且讓我們的生活更加精彩。

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