近幾年來,隨著互聯網的普及,大數據時代來臨。人們的日常生活以及工作中出現了形形色色、各種各樣的數據,如何篩選和處理有效的信息,是人們對數據信息提出的新需要。因此,人們對商業數據的批量計算以及數據倉庫的應用等提出了更高的要求。數據信息的可視化不但用于科學的數據,而且還廣泛使用于抽象信息,同時揭示著信息與數據間的關系以及信息背后的規律。可視化既是一種計算方法,同時還能夠把一些非空間的抽象的信息通過映射或轉化成為一種直接的、可視的形式來便于人們研究和觀察。
一、關于數據信息可視化的內涵及其外延
人們經常說的數據信息可視化指的是把大量的數據、知識等信息轉化成為人類的一種視覺形式。數據信息可視化過程中充分運用人類對圖像、圖形等可視模式快速識別的能力,通過有效的可視畫面,來觀察、研究、分析、操縱、過濾和理解大量的數據,進而能夠實現直接的解釋和分析,形象地表現和模擬大規模數據,以此來發現或探求數據內部隱藏的特征以及規律,從而提高人們對事物的觀察能力、記憶水平以及理解能力,促進人們形成對某一事物的整體概念。
1989 年,Mack in lay和Robertson,Card在其論文《用于交互性的用戶界面的認知協處理器》中第一次提出“ 信息可視化”這一概念。論文指出,由于科學技術的飛速發展,促使在用戶界面里使用硬件系統的速度和圖形性能來探索3D 以及動畫的可能性提高,為了能夠充分的發揮其功用,必須研究新的軟件結構來支撐復雜的多智能體實現異步交互問題。因此,數據信息的可視化是實現這一目標的關鍵點。此后關于數據信息的可視化作為一門獨立的學科逐漸成熟起來。數據信息可視化在結合了許多學科的理論及其方法的基礎上不斷的發展成長,數據信息可視化技術能夠明確抽象信息間的關系。
從本質上來說,數據信息可視化實現的是人與信息間的形成的可視化的界面,它是研究人和計算機傳達出的信息以及兩者間互相影響的技術。數據信息的可視化有兩個基礎,即圖形設計與認知心理學。其中圖形設計為數據信息可視化提供了更具藝術性的表現方法,為實際的操作經驗提出了指導。認知心理學是關于人們怎樣認識與感知世界的理論,其主要研究的是人類的認識與感知信息的過程。數據信息可視化的基礎理論便是認知理論。數據信息可視化的重點是利用計算機技術、多媒體技術、數字技術等手段,把人們無法設想和想象以及接近或相似的環境、事物等用動態直觀的形式表現出來,進而達到揭示自然以及社會發展規律的目的。
二、數據信息可視化的過程
數據信息可視化的過程一般包括信息的組織和調度、靜態的可視化、模擬過程以及探索性分析四個階段。數據信息的組織和調度這一階段主要實現的是適用于大規模信息的簡化模式以及快速調度。數據靜態可視化這一階段主要實現的是通過符號系統來反映信息的質量特征、關系特征和數量特征。數據的模擬過程主要實現的是通過對信息的引導、跟蹤、監控等來完成信息的分析、處理、維護和使用,為信息的可視化提供了手段。數據的探索性分析主要是通過交互式建模分析、多維分析等為數據信息的可視化提供技術上的支持。
三、提高視覺設計能力,實現數據信息可視化的方法
數據信息實現可視化,最為關鍵的在于提高人們的視覺設計水平,將多維的、抽象的數據以二維或三維圖形的模式展現在人們的面前,實現人與信息數據的交互。實現視覺設計的方法主要有以下幾種:
(一)基于多維數據信息的視覺設計基于多維數據信息視覺設計是實現信息可視化的重要內容。目前世界上比較流行的多維數據信息視覺設計的方法主要有平行坐標法、表透鏡法、星圖法、三點矩陣法等。這些方法基本上實現了多維數據的展現,讓用戶能夠從許多側面對數據展開分析與理解,通過人機交互過程后,得到需要的可視化的結果。用戶能夠更加方便的對數據展開觀察和分析,從而獲得有價值的信息,這就為用戶大大的減少了工作量,提高了工作效率。
(二)基于層次的視覺設計抽象的、多維的信息間的關系中最普遍的就是層次關系,最為直觀的層次視覺設計的方法就是樹型結構。在進行設計時,由于結構層次的增多或節點增多,因此這種結構會占用較大的可視化空間。所以,如何利用有限的視覺空間完整的將數據信息呈現出來是層次信息的視覺設計的難點和重點。
(三)基于文本的視覺設計鑒于需要處理的信息里大部分都是文本信息,而且文本信息的數量及其種類也是多種多樣。如何進行視覺設計,及時地從浩瀚的文本信息里提取到自己需要的內容與知識,實現數據信息的可視化,是我們需要研究的內容。針對文本信息設計主要有兩種;一種是對單個文本進行的視覺設計;另一種是對大型的文本集合的信息的視覺設計。對于單個的文本視覺設計可以通過進行字體設計、強化刺激、加大信號強度、利用文本結構進行藝術設計等實現數據的可視化。針對大型集合文本而言,視覺設計的重點應放在主題或相關內容方面。
四、結語
綜上所述,越來越多的單位或個人將注意力轉移到視覺設計中,通過視覺設計實現數據信息的可視化,有利于為人們提供信息背后的規律與知識,為信息資源的科學管理創造根本上的有利條件,而且能夠將人們難以想象的信息以及多維的信息,用動態的直觀的方式呈現在人們面前,對政府、企業以及個人等進行的科學研究和決策工作有著重要的作用。
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