数字时代数据可视化的类型及其特征

□ 任思雨

谷歌公司每天要处理超过24pb的数据，是美国国家图书馆所有纸质出版物所含数据量的上千倍；Facebook每天更新的照片量超过1000万张，点击“喜欢”或者写评论的大约有30亿次；截止到2012年，Twitter每天都会发布超过4亿条微博，信息量几乎每年翻一番。过去3500年人类文明发展所产生的数据，仅仅约等于我们现在两天所产生的数据，一个大规模生产、分享和应用数据的时代正在开启。然而，能被人们理解的数据才是有用的数据，数据可视化以其美丽雅致的外形以及对于特定人群所关注的信息清晰定位，成为人们视野中的焦点。

一、概念

数据可视化（Data Visualization）起源于1960年计算机图形学。在狭义上，数据可视化是指人们通过特定的软件工具，用更清晰直观、更易理解的图形图表方式来呈现数据，从而实现对数据的深入挖掘。广义上，数据可视化实现了科学可视化领域与信息可视化领域的统一。科学可视化（Scientific Visualization）是指利用计算机图形学来创建视觉图像，帮助人们理解科学技术概念或结果的那些错综复杂而又往往规模庞大的数字表现形式，比如利用医学数据（核磁共振或CT）研究和诊断人体。信息可视化（Information Visualization）指的是将非数字的信息进行可视化，用于表现抽象或复杂的概念、技术和信息。本文主要以数据可视化的狭义概念为依据，数据的内容囊括科学可视化、信息可视化等所有被记录下来的数据。

二、数据可视化的类型及其特点

从商业到医疗，从政府到教育，处处可见数据可视化的身影。无论是哪种类型，可视化的宗旨都是以简洁易懂、省时高效的方式来呈现数据内容。以下将从表现形式的角度出发，对数据可视化进行分类并阐述其特征。

（一）静态可视化

1.统计图表。统计图表能可视化定量的数据结果，呈现基本信息，态度客观中庸，清晰直观，是数据可视化中最基础和最常见的应用，如饼图、柱状图、折线图等。形式较为稳定，为阅读者熟知所以具有自明性。但它很难具有创新性，不易激发阅读者兴趣，也不易引起共鸣，而且统计图表在面对复杂或大规模异质性数据时往往显得力不从心。

2.主题图。相对于传统的主题图表，如地图，现代的主题图更关注事物之间的关联性。如2007年网络趋势地图，作者通过改造东京地铁图，将站点设计成地铁站，结合大量的暗喻和巧合来建立信息之间的联系。其次，现代主题图更具有趣味性与故事性，增加了信息的可读性，如政治杂志《Reportage》中的国旗图表，将国旗作为图表、国旗中的元素作为图例，美国国旗红色部分代表支持伊拉克战争，白色部分代表反对伊拉克战争，蓝色部分表示不知道伊拉克在哪。同时，现代主题图往往具有信息集成性，如一条微博，可包含文字内容、图片、音频、视频、发布时间、发布平台、发布地点等多种信息。

（二）动态可视化

1.实时更新可视化。可视化在信息实时更新方面也表现得很出色，比如机场航班信息牌、股票跌涨等，这类可视化方案突出了即时性、动态性、真实性、准确性及持续性特征。Aaron Koblin和Valdean Klump的“飞行模式”追踪在24小时之内美国和加拿大机场抵达和离开的飞机状况并将其可视化，实时地显示了飞机的飞行进度。2001年Rom and Son为IBM开发了一套屏幕信息收集器，雇员们工作效率越快，屏幕上发光的点就走得越快，实时展现团队劳动的成果，并起到了激励员工的作用。

2.动画视频。第一，动画视频往往用于数据展示，具有强烈的话题引导性。第二，数据以图片、文字、声音、动画等多种方式输出，动画视频的综合性与多媒体体验方式为观众带来新的视听感受，由过去的阅读式转向收听式、收看式。第三，它具有科普性与趣味性，更易激发观众兴趣，引起观众共鸣，如飞碟说的作品《钓鱼岛的前世今生》等。第四，其虚拟性也使得观众能看到以前看不到的事情发展过程或事物内部构造，如《一千种死法》就利用动画技术模拟再现了死亡发生时人体内部是如何受到创伤的。第五，动画与真人相结合的方式则更具有科技感与创新性，将这种方式应用到个人简历的制作中就是个不错的选择。

（三）交互可视化

1.基于web的点选交互。互联网中的点选交互可视化作品往往展示多维数据或从不同维度展现同一部分数据，具有实时性与很强的操作性，用户可自由地探索感兴趣的数据。如展现英国历史的《互动历史年表》，不仅有明确的时期划分、事件展现，还呈现出历史时间的密度，用户还可以点击“Take a journey”来动态浏览历史流。不仅如此，数据可视化也不再是专业人士的“独宠”，只要喜欢，普通用户也可以通过一些软件，如SAP的Crystal Dashboard，来创作出交互可视化方案。目前发布的互动式在线视频Touch Cast以一种看似视频但又感觉如同网页的方式来重新思考互联网，它可以在视频中加入能直接互动的视频APP，用户可以通过视频APP将Twitter、Facebook、YouTube等插入视频画面中，可称得上是web平台的革新式互动数据可视化方式。

2.基于虚拟技术的体验式交互。技术对于艺术创作的变革带领我们进入了一个追求“物我合一”的时代，设计者越来越注重人机互动，强调人的参与。以运动产品为例，目前，阿迪达斯推出的miCoach科技训练装备智能足球，从外观上看与普通足球并没有什么不同，这并不会转移运动员的注意力；但其内部包含了一套非常特殊的传感器，运动员所有与足球接触的数据都会通过传感器进入中央控制器来将数据进行统一分析，通过蓝牙4.0可以将这些数据第一时间传输到用户的iOS设备上，iOS应用还可以模拟足球的飞行轨迹，并且在iPhone或iPad上以3D的方式展示给用户，直到用户踢出了自己满意的轨迹为止。这种可视化方式更强调个性化与人本，具有智能化、准确性、即时性、游戏性的特征。

3.作为艺术的交互可视化。数据收集方式从过去的被动式发展到博客时代的主动式，再到现在数字时代的自动式，人类的一切活动都以比特的形式被记录下来，可以说人类也是数据的一部分。当今，数据可视化已不仅仅是一个展示工具，更成为一门新的艺术出现在我们的生活中，带给我们新的审美感受。在国外某机场，人们登机信息中身份证号码或者护照号码中的四位数字被自动输入系统中，每通过一位乘客，机场LED大屏幕上就会根据不同的数字增加不同的图形，作品因用户的参与不断趋于完整。这种新媒体艺术作品不但具有创新性与动态性，而且具有随机性与变动性，它回击了关于新媒体疏离人情的质疑，它使得普通人成为艺术作品的一部分，强调人参与的重要性，艺术来源于生活，来源于大众。

三、数据可视化的未来

（一）形式与内容相统一

数据可视化的主要目的是借助图形化手段更高效和清晰地交流信息，但这并不意味着它的表现仅仅只是拥有华丽的视觉外观而已，更重要的是要把握住良好的外观和内在功能性之间的平衡关系，不仅要对复杂枯燥的数据进行视觉的设计，而且还要对带有各种专业性质的数据的分析、理解、抽象并对其进行提炼，与内容相匹配的形式才是合适的形式。第一，可视化必须非常容易理解，即使是孩子也能明白其表达的意思。第二，它的视觉元素是用来帮助理解信息含义而存在的，弱化视觉上的信噪比，简洁明了且无歧义。第三，它表达的应该是那些被隐藏的、平时不易发现的、同时又是正确的、给人带来启发的信息。同时，可视化应从最初的功能性、技术性追求最终转入内在的文化性上，这才是发展的长远之道。

（二）个性化数据生活

不经意之间，数据已成为我们生活不可或缺的一部分。或许在不久的将来，从我们每天睁开眼的那一刻起，个性化的信息推送就会接踵而至，手机等移动设备将成为无微不至的数据管家。它不仅仅告诉我们今天的温度，甚至会告诉我们应该穿哪件衣服，衣服和哪个包搭配。数据可视化的目的不仅仅是美观精致，更重要的是有效地为每个人提供有效的数据分析从而优化生活质量。另一方面，数据可视化应该更关注特殊人群的生活，比如针对色盲人群的可视化方案应考虑到色盲人士对色相的辨识能力较弱，但却对明度、饱和度非常敏感，从而确定合适的配色方案。优秀的数据可视化并不是要让人惊异于它崭新的形式和素材，而应该让人惊异于它居然来自看似平凡的日常生活，并且让我们的生活更加精彩。

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[6]Jason Shang.互动式的在线视频TouchCast发布，可在视频加入能直接互动的vApp[DB/OL].36氪关注互联网创业，2013-06-29.http：//world.kankanews.com/tech/2013-06-29/1980125.shtml.

[7]张晓微.阿迪达斯推出智能足球，各项数据可无线传至手机[DB/OL].腾讯数码，2013-05-29.http：//digi.tech.qq.com/a/20130529/002374.htm.

[8]Pearl.信息图形中的颜色探讨——面向色盲人士友好的设计解决方案[DB/OL].腾讯CDC，2012-06-03.http：//www.uirss.com/article-2332-1.html.