數據可視化設計中簡單圖表的視覺思維

付若塵

摘 要：在當今社會，數據可視化已經逐步成為了設計行為的思考方式之一。它以圖形、色彩為基礎媒介，通過人類的視覺感知與大腦進行無縫信息交互，提高用戶對數據信息的理解程度。從視覺思維的角度出發，結合人本能的感知系統，從設計學、心理學方式入手，對數據可視化提出了視覺思維為基礎的應用構想。

關鍵詞：數據圖表；可視化；視覺思維；色彩

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.040

1 視覺思維的概念

視覺是人類最復雜重要的感官之一，通過眼睛，能將外界所接觸到的信息傳入大腦，從而感知外界。人們對外界信息的感覺，最重要的通道就是視覺。

1.1 顏色視覺要素與用戶的聯結

1800年，楊格提出了第一個關于顏色視覺的理論——常人的眼睛有紅、綠、藍3種顏色感受器，而其他顏色則是透過這3種顏色混合所得的，外界的顏色透過感受器經過大腦加工而形成視覺。基于這個理論，色盲就是因為缺少其中一兩種感受器而導致的。但是，這一理論并不能有效解釋色盲患者無法區分色彩的原因（紅綠、黃藍），于是，引出了另一個理論——海林的拮抗加工理論。該理論是，所有的視覺體驗產生于3個基本體系，每個體系包含2種對立分子，即紅綠、黃藍等，當其中某一種色值受到過多的刺激時，就會產生它所對立的色值。

1.2 明度視覺要素與用戶的聯結

明度是眼睛對光源和物體表面明暗程度的感覺，它主要是由光線強弱和眼睛的適應狀態決定的一種視覺經驗。科學研究發現，影響明度視覺的一個要素是周圍環境的光線強度，即在黑背景下，同樣明度的物體看起來比較明亮，反之，要想使物品顯得較為明亮，則需要使其與背景明度保持較大的差別。另一個對明度有影響的要素是眼睛的適應狀態，其又可分為光適應和暗適應。人眼從暗處轉向亮處即光適應，這個過程很快，大約不到1 min，而從亮處轉向暗處，其適應性相對較慢，大約需要30 min甚至更長才能完全適應。

2 視覺思維的本質

不同于語言思維或者邏輯思維，視覺思維是一種創造性的思維方法，它所起到的作用更像是一座橋梁，連接感性思維與理性思維，從而貫通全局。它是從最基本的感性信息的“捕捉”到獲得普遍的理性概念的連續統一的過程。

3 數據圖表與視覺思維的關聯性

現代數據可視化設計不僅僅是單向的視覺設計或是單純地針對用戶的可用性研究設計，它已經對視覺與可用性操作提出了混合化的要求。對數據可視化的設計需求進行了心理學、視覺設計、交互設計的進一步解讀，將視覺思維理論作用于數據圖表設計中，使用戶能夠通過視覺靈敏地捕捉到屏幕信息軌跡，使大腦能夠快速從不同抽象平面水平上獲取意象，實現表象形態感知與抽象思維的連接，從而獲取有效的數據信息。

3.1 用戶在視覺思維中的本能需求

根據格式塔心理學研究，本能需求因素歸結于用戶的本能視覺思維偏好。人的大腦分左右腦，一主一輔來主導視覺。調查顯示，單一右腦型人群能夠獨立思考，運用想象力把信息圖像化、色彩化，具有很強的信息聯想力；單一左腦型人群的語言能力和計算能力較為出色，善于邏輯思考和推理。成功運用視覺思維理論數據可視化設計進行視覺指導，能成功地規避這2類單一性用腦人群，發揮他們各自的視覺特長，將藝術與邏輯較好地結合起來，成功引導雙方交互。

3.2 用戶視覺思維的文化差異需求

對于特定情況下的用戶需求設計，要考慮在不同文化領域之間還是在同一文化領域之間的差別，這些差別受地域、民族、性別、年齡層次和特定專業等的影響。在這些因素的作用下，本能的思維慢慢會發展成為復合型的偏用右腦型人群或偏用左腦型人群。

3.3 與視覺思維的關聯性

為了更好地給用戶呈現信息，需要在整個數據圖表的設計過程中引入視覺思維分析模式來規范指導設計。對整個設計過程中一系列層級結構進行視覺歸納，考慮用戶自身視覺思維系統的特點和整個數據可視化產品的視覺認知效果。

4 視覺思維在數據圖表設計中的應用

在早期的數據可視化設計中，視覺設計并沒有被開發商和用戶重視，僅僅依靠單調的線框、基本顏色和文字組合進行簡易的人機交互。在數據爆發的今天，單一的數據變量已經很難給用戶表達出所要呈現的復雜信息，如果想要產品在市場中更具競爭力，那么，開發商和設計師就需要針對用戶需求設計出更具有視覺直觀理解能力的數據圖表。

5 拾色器HSB取色

該方法適用于未知數量、變量的簡單圖表，利用簡單圖表表達多數據量的復雜信息，比如餅圖等。例如，想用1個餅圖來表示淘寶賣家的地域分布，總數小于5%的屬于其他。從視覺的角度來看，其基礎量大于10個地域，如果僅僅依靠不同顏色區分它們，將其放在1個餅圖中，則會因為顏色過多而顯得混亂；如果多個餅圖同時出現，也會因為雜亂難以分清主次，所以，考慮利用拾色器HSB的取色方法。此方法通過固定色相（H）在拾色器中形成了一張以飽和度（S）為X軸、明度（B）為Y軸的平面，在平面上找到1條端點色彩清晰、自然的線段，然后將線段等分，得到每個點的坐標，最后通過前端的代碼轉換得到每個端點的RGB，即得到了切開后的餅圖的顏色。具體的步驟是：①通過色盤取色（方法一）找到想要的色相；②找出1條端點色彩清晰、自然的線段，得到坐標；③根據需求，等分該線段，得到每個點的坐標；④通過HSB和RGB的轉換得到具體的色值。如果在多少等分都不清楚的情況下，可以給前端2個端點坐標，再通過代碼計算其中的等分情況。

6 結論

當儲存在大腦中的信息與外界信息相結合時，就會得出信息結果。在數據爆發的今天，信息的呈現越來越依靠計算機這個載體，而視覺思維則通過文字、圖形、色彩更加直觀、明了地把數據信息呈現給用戶。這方面的研究不僅局限在設計學上，它屬于跨學科范疇，其中，還會涉及到對心理學、符號學和哲學等方面的研究。同時，此次研究體會目前還只停留在理論分析層面，對于提出的解決方案還需要在后續的實踐中加以驗證和改進，將理論與實踐相結合，多多總結，試圖尋找更新的視角。

〔編輯：白潔〕