信息可視化設計在公共服務中的應用價值研究

胡靚

摘 要：以點、線、色彩來表達數據“信息可視化”的作品不僅具有實用功能，而且具有普遍的審美標準，近幾年來在公共服務中體現出了較高的應用價值。例如在新聞傳播、教育、醫療衛生等公共服務都有非常多的應用，有很多成功的案例，但在設計上也有需要改進和提升的地方。特別是在數據的視覺呈現上，表達上的微小差異，都可能會影響認知上的偏差，影響人們的決策和行為。本文收集中外案例，采用分析法、歸納法等研究資料，從中發現問題、總結經驗，在實際應用中讓信息可視化設計更好地發揮其優勢，體現其價值。

關鍵詞：信息可視化；公共服務；應用價值

一、緒 論

（一）信息可視化設計相關文獻綜述

以點、線、大小、色彩來表達數據的形式從19世紀開始就非常普遍，例如我們熟悉的地理圖，包括地圖、航海圖等，都可以看作是可視化的信息圖。1989年斯圖爾特·卡德（S. Card）、約克·麥金利（J. Mackinlay）和喬治·羅伯遜（G. Robertson）提出了信息可視化的英文術語——Information Visualization①。他們認為信息可視化不僅是信息的傳遞和感知，還包括了受眾對信息的認知，而人的“認知”又包含著其決策和行為。1999年，日本多摩美術大學舉行的國際信息設計學術研討會上正式啟用了“Information Design”這一名稱。信息設計關注的焦點是信息的呈現方式，以及如何讓受眾更加有效地理解信息，通過信息設計可以提高人們應用信息的效能。現今，借力于計算機可以處理更大量、更多維的數據，清華大學向帆副教授（2020）根據“Visualization”一詞在谷歌（Google Books Ngram Viewer）中的頻率變化，認為該詞在歷史中的演進可以分為三個重大歷史階段。在其中第二階段（約1900-1960年），統計學將“視覺化”推向了一次巔峰。20世紀90年代至今，正處于“視覺化”詞義形成的第三個階段，人們可以將大量人工難以處理的數據轉化為圖形。在《信息圖表的力量》（2014）一書中，作者認為人們的大腦更偏愛信息圖表，這是因為人的視覺感知非常迅速（不超過250毫秒），且準確性非常高，而可視化就含有容易被視覺感知的所謂“前注意屬性”的特性，所以它更容易被我們所感知，也更容易形成認知。

美國學者Noah Iliinsky & Julie Steele的《Designing Data Visualizations》一書中提出了三個定義“視覺化”的標準：生成方法、數據量表現和審美加工程度。在《信息設計之美》（Designing Information--Human Factors and Common Sense in Information Design）一書中，作者通過大量案例，概括了諸多信息設計的要素，如色彩、維度、對比、數字、比例尺、版面結構、排版組織、字體等，并通過案例說明了它們如何影響人們對信息的理解。美國建筑師沃爾曼（Richard Saul Wurman）在1975年首次提出信息構建（Information Architecture， 簡稱IA）的概念，他在其著作《信息焦慮》（Information Anxiety，1989）一書中描述了信息構建的必要性，信息可能是無限的，但信息的組織是有限的。

從公共服務的角度來看，信息可視化設計的作用不僅在于使用圖形化的語言，讓公眾與信息的溝通變得更加流暢和高效，更在于它對人們行為的影響。中央美術學院設計藝術學博士胡小妹在其研究論文《信息可視化設計與公共行為研究》中寫道：“信息可視化設計包含著一整套完整的實現路徑，它在幫助人們理解大規模數據集合的同時，還能在處理數據與信息的可視化空間內，顯示和觀察信息屬性與意義，讓所有被顯示對象之間的隱藏關系變得直觀和顯而易見，實現人與信息的交互，通過信息傳遞影響公眾的意識，從而導向或生成公眾的行為。”唐納德·A．諾曼在《設計心理學》一書中提出心理模型的概念，它是指“人們通過經驗、訓練和教導，對自己、他人環境以及接觸到的事物形成的模型”。在設計的過程中，設計師通過建立心理模型來架構信息時，需要考慮兩個層面的意義。首先是通過有效的信息可視化設計為受眾提供適當的心理模型，另一方面是設計師需要思考完成的設計是否與受眾的認識和理解相契合。這也延伸出我們可以從視覺設計的角度持續討論的一個話題，即信息可視化設計作品中的隱喻性與主題性。

（二）公共服務中的信息可視化設計

數據的采集、提取和理解是人類感知和認識世界的基本途徑之一，數據可視化為人類洞察數據的內涵、理解數據所蘊藏的規律提供了重要的手段。例如在新冠疫情這樣的公共事件中，人們對各種信息的渴望是強烈而急迫的，但各種龐雜的信息及數據不僅數量巨大而且邏輯復雜，通過可視化處理之后，可以讓普通人更容易理解，使數據更易于使用，強化了數據之間的聯系。

不論是新聞傳播、宣傳領域，還是教育、醫療方面，數據可視化的設計均得到了非常多的應用，其中有可借鑒的案例，也有需要繼續研究的問題。設計者要規避誤區、付諸實踐，做出更好的數據可視化作品服務公眾，并對公眾的行為產生良性的影響。

二、信息可視化設計在公共服務中的應用價值

（一）信息可視化設計在公共服務中的應用案例

從設計學視角分析數據可視化應用案例，我們可以看到，相比于信息呈現的傳統形式，它具有信息閱讀效率更高、自主傳播效力更強的特點。當下手持電子設備的普及，促使傳播媒介及溝通方式發生巨大改變，人們的閱讀、瀏覽習慣也發生了很多變化。應對這種變化，我們對信息可視化設計現階段的應用也需要進行一些階段性的分析和總結。

1．數據可視化設計用于傳播、教育服務的應用案例

在傳統的信息呈現方式中，還未采用可視化設計之前，多是直接引用一些原始數據。而密集的數字、小數點、百分數，加上通篇的專業術語文字，很難讓大眾在短時間之內理解數字真正的意義，了解文字、數據中所描述的狀況。近年來在傳播領域，一些新興媒體開始采用信息可視化的方式進行新聞報道。如騰訊新聞、微博、微信公眾號等平臺，都采用過熱力圖這類數據圖表表現含有地理信息的內容，清晰、直觀地向大眾展示了某些地區性的數據變化發展情況。例如，北京大學的數據可視化團隊制作的疫情地圖，通過圖形大小、顏色的變化表現每日確診人數數據的增減情況。

又如，在教育領域，浙江大學將數據可視化設計用于古詩詞課程的線上課堂，使用邏輯清晰的樹狀結構交互視覺圖表，讓學生對古詩詞的年代、作者及主要作品一目了然，并能進行反復自主學習、檢驗，對傳統課堂起到了較好的輔助作用。

2．數據可視化設計用于公共衛生服務的應用案例

使用可視化的方法呈現動態的、多維度的信息，可以做到層級有序、邏輯關聯清晰，降低了信息的復雜度，也降低了大眾理解的難度，利于提供公共服務。2014年，《紐約時報》在報道當時的埃博拉病毒時就使用過熱力圖等圖表的表現方式，來回答公眾關心的相關問題。其中運用了時間軸的形式回答了具有歷史縱深感的縱向對比問題，又用三種不同進展方向的折線圖表示了傳播的變化趨勢以及與措施的關聯性，讓讀者對未來形勢有總體的認知。又如，2020年深圳市疾病預防控制中心針對個體病例構建“人（患者）”“事（探親等活動）”“地（地理位置）”“物（接觸對象）”和“時間”相互聯系的框架，通過個體病例位置關聯進行時空交疊或共現分析，繪制時序圖、關系圖和軌跡圖，快速呈現傳播鏈，支持流行病學調查。

從這些案例中我們可以看出，數據可視化設計可以應用在教育、新聞傳播、公共衛生等公共服務領域，提供更易于感知的信息，進行更有效率的傳播。它在提供公共服務上扮演了積極的角色，給大眾提供了一種新的信息認知方式。

（二）對公共服務對象認知的提升和改善價值

從文獻資料中我們可以看到，“視覺化”的標準即生成方法、數據量表現、審美加工程度。這些標準可以作為我們設計及檢驗可視化作品的一些參考，用在對信息可視化設計的數據邏輯及設計美學提升的研究上，從而更好地為公眾服務，改善公眾認知，引導公眾行為。

1．數據邏輯方面

與功能型產品的出發點不同，信息可視化設計的出發點不是用戶與產品接觸的使用場景，而是更加關注信息本身的呈現，特別是信息的核心和本質。通過分析、挖掘數據，提煉數據中所隱藏的可以視覺化的部分，然后根據敘述的主題，確定正確的視圖。簡單的數據可視化以一個基本的可視化視圖展現，復雜的情況可以規劃多個視圖，多個視圖有層次、有順序地展示數據包含的重要信息，表達相應主題。可視化選擇的維度由數據的邏輯關系決定，需要由設計者根據所要表現的主題來取舍。另外，刻度的選擇也需恰當，一個好的可視化作品應當展示合適的信息量，而不是越多越好。因此我們可以看到，用于大眾傳播中的信息可視化設計以信息圖表居多，而且大多數的可視化僅僅采用一維或二維表達，沒有更復雜的維度。而醫療領域則更多需要較為復雜的多維信息可視化表達，尤其是需要呈現時間、空間上的變化，還需要關注信息之間的關聯性。

瑞士流行病學家Marcel Salath和圖形開發人員Nicky Case創建了一個可操作的流行病學模擬器（圖1）。通過這個動態可視化作品，他們不僅向公眾解釋了流行病學的基礎知識，還展示了傳播是如何發生和發展的。人們可以根據變量調整，制定可采取的防護措施，觀察一段時間內可能出現的各種情況。就像天氣預報，人們想知道未來三天、一周甚至十多天的天氣情況，這樣一來，設計也需要隨需求而改變。于是設計者要將該模型的刻度進行可交互的設置，觀看者可以自行調節刻度參數。模擬器會根據觀看者的調節設置，顯示從幾天到數年之內的預期結果。

2．設計美學方面

在數據可視化設計中，圖形是重要的元素之一。為了讓大眾更易于閱讀，用于傳播和教育領域的信息圖表以地圖、統計圖（折線或柱狀圖等）、熱力圖、晴雨表、時間軸等為主。而醫療等專業領域中則會采用演化圖、關系圖、譜系圖等多維數據進行關聯。圖形應能準確地表現數據，便于數據表達，并且要與主題有關聯性，還應考慮到是否具有設計美感。同樣的圖表，選擇不同的圖形，在視覺呈現上會形成不同的主題調性。色彩的選擇也同樣重要，合理利用色彩的傾向性對人們心理的影響，可以調動人們的情緒，從而增強可視化設計的傳播效果。圖形、色彩的選擇影響著設計主題的關聯性強弱，還有主題的傳播力。

Manas Sharma、Simon Scarr圖形團隊制作的一幅圓形包含關系圖（圖2），在色彩上沒有選擇一般數據大屏較為普遍使用的深色底色，避免給人帶來較為壓抑的心理感受，而是采用了漸變的藍色點陣為底色，給人以較和緩的感覺，并且通過色彩面積大小對比，凸顯了標紅的重點地區，讓觀者將注意力集中在重點地區的數據上。

（三）對公共服務方式的創新價值

隨著其他學科的技術發展，信息可視化設計也將會進行技術融合。從本次新冠疫情中數據可視化設計在各領域的應用案例來看，未來的公眾服務中可能還會出現更多新的應用方式，信息可視化設計會有新的發展方向，比如視覺與語音結合、擴展數據表現維度等。又或者結合人工智能技術，個性化定制數據。另外還有新的表現形式，如平面圖形、色彩結合動畫表現，以動態圖形及色彩詮釋數據不同層面的變化。

信息可視化設計在當下的公共服務中能夠達到很好的正面效果，但視覺化只是一種表現手段，核心問題還是要解決怎樣更好地獲取和解析數據，并且用恰當的視覺形式把它們展現出來。結合前述案例來看，數據可視化設計在應用中也存在著需改善的地方，例如數據量不足或數據不符合公眾需要，把簡單問題復雜化導致信息過載，過于追求形式而忽視了本質。抑或追求絕對的準確和專業，閱讀門檻過高而讓人覺得枯燥乏味。對于這些問題，設計師仍可以做出一些針對性的改進。如上所述，信息可視化設計的著眼點在信息和數據上，設計者需要通過自身對信息的消化和理解進行梳理，從中提取出適合進行可視化的主干部分，根據敘述的主題確定恰當的表達方式。之后的應用或許會有越來越復雜的情況出現，這就涉及維度和層次的深度，還有各信息間聯系的緊密度等，更需要新的處理方法進行邏輯排序和梳理。例如，按照某一條件進行分類，再以某一種因素為標準進行排序整理，多個維度的數據層層排列。在可視化設計表現過程中，通過控制器按照層級次序展現各個維度的數據所包含的重要信息，最終以動態的形式呈現出整個作品的邏輯主題。在視覺化表現形式上，選擇與主題符合的恰當風格、運用適合的色彩等，是可視化作品需關注的另一個方面，也是在將來的應用中需要持續提升的重要方面。例如，在相同的圖表上選擇不同的圖形和顏色，視覺上會產生不同的主題隱喻，更能引起人的注意。并且，視覺上的形式美感與主題統一所帶來的舒適感也會使讀者更有興趣閱讀。信息可視化設計應用于公眾服務時，還需要考慮設計要素的選擇和主題表現的關聯性、新穎性。如圖2所示的圓形包含圖，通過色彩及形狀的隱喻，讓人們聯想到培養皿和細胞的樣子，使主題有了更直觀的表現。

三、總結與展望

可以預見，信息可視化設計發展將會呈現出更加迅速和多樣的趨勢，新技術的融入會產生出更多的新形式，并能承載和展現更加復雜的數據信息。在應用上，特別是在提供一些公共服務方面，其適用范圍也將繼續擴大，并會在更多新領域有所應用。從新冠疫情的信息可視化案例中，我們可以看到，從表達內容的維度出發需有不同的表達邏輯和形式，許多案例均根據對疫情數據的加工程度，分析各自表達的數據類型、表達方式、設計特點等，進而找出恰當的、平衡的設計方案，提高信息傳達的效果。同時，針對案例中呈現出的新問題，我們可以從數據表現、制圖單元多級選擇以及可視化設計中要素和比例尺度的選擇上，去發現可優化的地方。另外還要注重統計圖表和標注信息等元素的設計等。從多方面幫助設計者及讀者走出誤區，讓信息的可視化表達具備講故事的能力，更簡潔、高效地傳遞信息，實現人與信息的交互。準確、真實的信息也影響著人們的認知，引導著人的行為，人的行為改變也體現出了信息可視化本身的價值意義。

（廣州華商學院）

本文系廣州華商學院2021年青年學術（社科）科研課題“數據可視化表現形式的設計學研究”（2021HSQX34）研究成果。

參考文獻

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