人工智能技術在信息可視化設計中的應用探討

◇王 洋

隨著互聯網時代的不斷發展，人工智能技術、空間技術、能源技術等新型技術興起，人工智能技術在信息可視化設計中的應用也面臨新的挑戰。本文主要探討二者之間的聯系，以及人工智能技術在信息可視化設計中的應用。

一、人工智能概述

20世紀70年代以來，世界三大尖端技術興起，這三大尖端技術是人工智能、能源技術和空間技術。其中人工智能是現代科學技術迅猛發展過程中的必然產物，在不同的領域中得到廣泛應用。人工智能是計算機科學的一個分支，是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的科學技術。人工智能發展速度迅猛，已經廣泛應用于相關學科中，取得了顯著的應用成果。人工智能這一技術也逐漸發展成熟，形成了獨立的分支，如機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理等，并應用于各種人類無法完成的復雜任務中。

二、信息可視化設計概述

（一）信息可視化設計的理論支撐

人們獲取信息的主要方式就是眼睛，即通過眼睛直觀地觀察事物，進而反饋相關信息至大腦，以此獲取信息。可以說，眼睛是信息獲取的主要方式，但并不是唯一的方式。其他器官也可以對外界信息進行接收，比如耳朵可以聽到聲音、鼻子可以識別氣味、嘴巴可以感受味道等。根據信息傳播理論，眼睛會將視覺信息轉化為圖像，并將所接收的內容以立體化的方式在視覺皮層上展示，以此促進信息提取率的提升。而信息可視化設計可以將復雜和特殊的程序簡單化，將信息轉變成圖像，方便人們直觀觀察，便于人們理解和記憶。該設計可以直觀地進行數據展示，使人們看到表面現象下的深層內涵。

（二）信息可視化設計的研究基礎

1987年，美國國家科學基金會召開的“科學計算領域之中的可視化”研討會提出科學可視化的概念。在信息可視化的發展過程中，科學可視化的產生與發展起了決定性的推動作用。1989年，斯圖爾特·卡德、約克·麥金利和喬治·羅伯遜提出信息可視化概念。之后信息可視化設計、數據分析逐漸在數據處理和科學文獻統計中廣泛應用。在中國綜合國力不斷增強的背景下，可視化設計的發展成熟度不斷提升，在可視化設計領域，圖像處理技術和圖片生成技術快速發展并得到廣泛應用。隨著信息可視化設計研究的不斷推進，大量數據和研究表示，人工智能技術與信息可視化設計之間存在密切聯系，人工智能技術在信息可視化設計中逐漸得到應用。

三、人工智能技術與信息可視化設計的聯系

（一）人工智能技術推動信息可視化設計發展

新時代，人工智能的應用領域尤為廣泛，并且該技術與云計算、大數據等技術具有很強的關聯性。人工智能中智能編程技術的應用和發展是大數據產業發展的基礎，而數據是人工智能發展的基石，算法是人工智能發展的重要引擎和推動力，在大量數據資源的支持下，人工智能才能實現更好的發展。通過精細化的數據模型研究，可以發現，人工智能的應用場景與海量數據密切相關。可以說，大數據技術對人工智能的發展具有重要的推動作用。在數字化時代下，以大數據、人工智能等為代表的先進技術已經在信息可視化設計過程中被廣泛應用。當前各個行業已經廣泛應用大數據和人工智能技術，極大程度推動了行業發展，并為設計企業創新奠定了良好的基礎。對于信息可視化設計行業而言，人工智能技術具有兩個方面的重要作用。

1.促進信息傳播

在新媒體時代下，大眾傳播形式日益豐富，傳統的信息傳播方式無法滿足大眾對信息傳播的實際需求，其主要存在以下三點不足：第一，信息傳播流程復雜度較高；第二，信息傳播形式會受到社會不穩定因素的影響；第三，受眾很難依據自身喜好選擇自己喜歡的網絡信息資訊。人工智能技術的發展，極大程度地對單向信息傳播形式進行了改變，多樣化的信息傳播形式為群眾提供了信息選擇的機會。當前，受眾的文化素養不斷提升，傳統單一的信息傳播形式已經不能滿足受眾的信息需求。人工智能技術的發展，能夠改變傳統的信息傳播方式，推動新媒體的發展。從實際需求出發，準確對受眾進行定位，利用人工智能技術，創新信息可視化設計形式，能夠增強受眾與信息之間的互動性。新媒體時代，人工智能技術發展迅速，信息傳播形式十分多樣，信息可以文字、圖片、視頻、音頻等形式呈現，從而得到廣泛傳播。借助人工智能技術進行信息可視化設計，可以提升信息傳播效果，擴大信息傳播范圍。在人工智能技術的加持下，會形成多樣化的信息可視化設計語言，吸引受眾的注意力。

在信息傳播領域，人工智能技術的作用主要體現在以下三個方面：第一，改變信息可視化設計的傳播載體，即設計師不需要拘泥于對客觀事物的再現，可以將關注點放在真實情感的表達上；第二，創新傳統的信息可視化設計模式，以全新的信息可視化設計方式對原本的信息傳遞方式進行改變，有利于提升受眾的視覺體驗；第三，人工智能技術的應用，可以拓展信息傳播空間，創造更好的信息傳播環境。

2.促進信息可視化設計朝個性化方向發展

依靠人工智能技術進行信息可視化設計，可以提高信息可視化設計質量，增強其多樣性、創新性，使其朝個性化方向發展，從而滿足不同領域的實際需求。人工智能技術的應用，能夠在極大程度上為設計師和受眾帶來獨特的體驗，給設計師帶來設計靈感，豐富信息可視化設計形式，提升設計師的設計水平，滿足受眾的實際需求。因此，應合理應用人工智能技術，從受眾的實際情況出發，優化信息可視化設計形式，進行智能化設計。相對于平面的信息可視化設計，基于人工智能技術的信息可視化設計更具立體感，更容易吸引受眾的注意。但是，當前人工智能技術在可視化設計中的應用還處于初步發展階段，所以必須不斷加強對這方面的研究。

（二）信息可視化設計為人工智能發展提供支撐

信息可視化技術與可視化設計在提高人工智能基礎數據質量和可解釋性方面發揮了巨大作用。高質量訓練數據是高性能人工智能應用的必要前提。針對異常檢測、數據標記等需要大量人工勞動的任務，可視化分析技術可以提高其完成效率。信息可視化設計還可以提升機器學習的透明度，增強人對大規模復雜機制的認知能力。各領域在基于可視化的深度學習解釋方法方面進行了大量的研究工作，如患者未來狀態預測、機器人訓練策略制定以及自然語言處理等工作。

四、信息可視化設計在實踐中的應用

（一）體育產業中的信息可視化設計

在科學技術不斷發展的背景下，信息可視化設計在體育行業得到廣泛應用，比如在進行體育賽事觀看的過程中，傳統的數據統計形式無法讓用戶直觀地了解體育比賽情況。但是將基于人工智能技術的信息可視化設計應用于體育賽事中，可以整合相關數據，更好地展現比賽情況，直觀化地展示比賽數據。利用人工智能技術對體育信息進行可視化設計，有利于提升觀眾的觀看體驗，滿足觀眾的信息需求。

（二）社交媒體中的信息可視化設計

社交媒體屬于信息在線共享平臺，可以幫助用戶在不同地點和不同時間進行信息共享和信息交換，促進信息傳播。社交媒體上的信息可視化設計涵蓋多元化信息可視化設計、關鍵字信息可視化設計和主題信息可視化設計。將基于人工智能技術的信息可視化設計應用于社交媒體中，使社交媒體上的信息以多種可視化形式呈現，可以吸引人們的注意力，促進信息擴散和傳播。但社交媒體中的信息可視化設計也面臨一些困境，存在一些問題，這些問題并不能僅僅依靠技術進行解決，需要在運用先進技術的基礎上，促進信息可視化設計和社交媒體的深度融合，充分發揮社交媒體的優勢，從而推動相關問題的解決。

（三）醫療領域的信息可視化設計

大量科學家在探索生命奧秘的過程中同樣應用了多種先進技術，如虛擬現實、醫學成像、人工智能、大數據等技術，進行了信息可視化分析，開展了相關研究。隨著時代的發展，大量新型科學技術被廣泛應用于醫療領域，不同技術的應用為醫療領域的發展作出了巨大貢獻。如今，信息可視化技術在醫療領域得到廣泛應用，在一定程度上保障了患者的安全。比如，三維C T成像、X光掃描等都需要應用信息可視化技術，進行圖像處理并顯示出來。在互聯網時代背景下，大量醫療數據被采集，醫療設備也需要與信息可視化設計相融合，展示患者的健康信息，匯總患者的健康情況，并分析患者病歷資料，以提升醫療信息的可視化程度，確保醫療信息準確、真實、可靠。

五、人工智能技術在信息可視化設計中的應用

信息的可視化設計與人們的生活和工作息息相關，已經滲透到人們生活的方方面面，從不同角度分析信息可視化設計有著重要意義。在信息可視化設計中，文本可視化設計屬于重要組成內容，涵蓋計算機圖形學、人機交互、數據挖掘、自然語言處理等內容，是多學科的交叉與融合的結果。當前，信息技術不斷發展，線上閱讀形式對紙質文本閱讀形式造成強烈的沖擊，但是互聯網中信息量龐大，信息繁雜，虛假信息較多。進行文本可視化設計，可以幫助線上用戶高效地瀏覽文本，在提升用戶閱讀體驗的基礎上，縮減用戶閱讀時間，提升閱讀的有效性。進行文本可視化設計時，可以利用人工智能技術，從文本內容中提取關鍵詞，根據不同關鍵詞的出現頻率，決定其在文章中的重要程度，并通過有效的排版、形狀改變、顏色突出顯示和字體突出顯示等方式重新展示關鍵詞。當前網絡上眾多的開源文本均應用了人工智能技術進行可視化設計。但是可視化設計的內容局限于小量文本和靜態展示的內容，大數據時代下，需要傳達成熟化和規模化的可視化文本信息。

此外，數據之間關系的可視化設計也是信息可視化設計的重要組成部分，能夠將數據通過圖表等形式呈現在受眾面前，使受眾快速、直觀地了解傳達的信息。微軟研究院開發的可視化的學術搜索引擎——微軟學術搜索（Microsoft Academic Search），可以生成用戶的學術合作關系圖和研究領域圖等，獲得了大量學者的好評。

從科學計算可視化設計角度來看，可以依靠大數據技術開展研究，運用卷積神經網絡進行信息可視化設計。卷積神經網絡屬于人工智能領域范疇，是機器學習中的一種算法，常用來分析視覺圖像。雖然當前機器學習已經廣泛應用于人機交互領域、計算機圖形學領域、語音識別領域、數據挖掘領域和信息檢索領域，但它模糊的工作機制，使得很多人對于機器學習一知半解，只是把它當作一個工具。而一個透明、可解釋的可視化系統，是機器學習領域的學者急需的高效率工具。進行信息可視化設計，能夠幫助學習者構建、優化深度學習的數學模型，了解深度卷積神經網絡中每個神經元的作用和神經元之間的關系，診斷模型中可能出現的問題，不斷優化修改模型。如今，人工智能發展速度迅猛，給信息可視化設計帶來了廣闊的發展空間。

隨著社會的不斷發展，信息可視化設計也面臨巨大挑戰。傳統的信息可視化設計已經無法滿足用戶的需求，盡管技術應用中關于高維數據的可視化設計、分層數據的可視化設計和多變量數據的可視化設計研究在不斷深入，但是從視覺設計角度分析，這些可視化設計依然以復雜的形式呈現，直觀性不強。

六、結語

人工智能技術的應用，在極大程度上彌補了信息可視化設計的缺陷，促進了信息可視化設計的長遠發展，彰顯了信息可視化設計的優勢。新時代，可以充分應用人工智能技術，進行信息可視化設計，以促進高價值信息廣泛傳播。