信息可视化

信息可视化（共12篇）

信息可视化 篇1

摘要：随着信息技术的不断发展, 各种信息充斥在人们的生活中, 而如何处理这些信息, 使之在海量数据信息的情况下, 用户能够快速、清楚地了解自己需要的信息。笔者重点介绍了对于信息的理解已经信息可视化对于信息社会的重要性, 及对于信息设计, 和信息可视化设计进行了综述。

关键词：信息,设计,可视化

1 信息时代

人类前进的步伐已经迈入信息时代, 伴随着信息技术的发展, 因其时效性、范围广、同化性、互动性的特点, 1970年, 美国学者阿尔文·托夫勒提出了“信息超载”概念, 然而二十世纪以来, 信息以一种高速的速度进行发展, 1996年, 阿尔文·托夫勒在《第三次浪潮》说到:“一枚信息炸弹正在我们中间爆炸, 这是一枚形象的榴霰弹, 像倾盆大雨向我们袭来, 急剧地改变着我们每个人内心世界据以感觉和行动的方式。”信息革命是一场全新的技术革命, 它将会影响人们的方方面面, 它一方面拓展了人们的视野, 改变了人类的总体的认知方式和思维方式, 另一方面, 它也改变着社会政治、经济和文化建设。研究表明, 美国人每年平均观看1550小时电视、收听1160小时广播、阅读180小时报纸、110小时杂志, 接收数以万计的商业信息和广告, 这些都是以前没有的现象, 几年前, 我们还在为U盘的存储空间小而发愁, 那时候的U盘容量大约只有几百兆, 而现在的U盘容量已经相当于以前的硬盘的容量了, 几百兆的U盘都可以当收藏品了, 都是信息时代所带来的。

2 信息的阐释

信息, 在西方文学中是用“Information”来表示, 这是源于在英文单词中则源于拉丁文宾格形式 (Informationem) 的主格 (Informatio) , 是指“给予某物以某种形式”。根据《牛津字典》在14世纪所给出的解释是传播行为的意思。接着, 在英语、西班牙语中含有指导、提供知识的意思。信息的本源意思是与“告知”相关的, 是以一种或者几种方式向其他人传递某种消息。然而, 随着时代的进步和电脑的使用, 信息还被慢慢的引申为“信号”的意思。在国内, 信息是一个既古老又年轻的名词, 早在南唐就有“梦断美人沉信息, 目穿长路倚楼台”的诗句。这是汉语中“信息”一词最早的文字记载, 古人所说的信息是指“音讯、消息”。但是在诗中的信息还多了一层修饰、象征、角色含义, 所以还是和我现在的“信息”有很大的不同。

3 信息理论

信息是泛指人类社会传播所有内容。在所有的控制和通讯过程中, 信息是一种普遍联系的形式, 人们在不同的领域对于信息的阐述也各有不同, 马丁·威尔逊 (Martin Wilson) 从哲学视角提出:“信息是作用于主题意识的客观产物, 它反映了某一事件的状况和内容, 包含着事实、数据、消息和知识”。1948年, 数学家香农在题为“通讯的数学理论”的论文中指出:“信息是用来消除随机不定性的东西”。美国数学家、控制论的奠基人诺伯特·维纳在他的《控制论——动物和机器中的通讯与控制问题》中认为, 信息是“我们在适应外部世界, 控制外部世界的过程中同外部世界交换的内容的名称”。英国学者阿希贝认为, 信息的本性在于事物本身具有变异度。

4 设计对于信息的阐述

著名的用户体验, 信息设计专家内森·谢卓夫在他的《Information Interaction Design:A Unified Field》一文中觉得人的理解可以分层四个不同的层次。

数据:产品的发现、研究、和收集, 是未被加工的原材料, 是我们用来创造信息的原料。

信息:是对用户有用的数据, 表示数据之间的关系和形式。

知识:来源于好和不好的经历, 用来建设形成与他人交流的工具, 以便从别人那里学习信息的模式和意义。

智慧:是认识水平的模糊和清晰程度。

后三个层次与信息设计息息相关, 信息设计是对于数据进行分析整理, 摸索出中间的规律、关系、形式, 然后进行设计, 使得信息和知识更加容易理解, 并且通过设计可以通过新的方式将信息和知识之间进行转化, 增强知识的应用性。

4.1 信息设计

信息设计开始是作为平面设计的一个子集, 只是平面设计的一个部分或者分支。在20世纪70年代, 英国伦敦的平面设计师特格拉姆才第一次使用了“信息设计”这一术语, 当时使用该术语的目的仅仅是为了区别于传统的平面设计和产品设计等这些平行设计专业。从那时候开始, 信息设计才真正的从平面设计中脱离开来。在20世纪70年代, 信息技术已经成为多学科交叉研究的领域, 自1979年《Information Design Journal》杂志创刊后, 就更确定了“信息设计”一词在学术界的地位。到了80年代, 信息设计逐渐涉及到文本类信息设计内容和语言方面, 在设计过程中需要加入更多的用户测试, 这与传统的平面设计大大的不同。

不同的研究学者对于信息设计的理解也各有不同:罗伯特·E·赫母 (Robert E.Horn) 认为信息设计是编辑信息的艺术和科学, 旨在使人们有效的使用信息。Robert Jacobson认为:信息设计的目的是为了系统的整理和使用交流的载体, 通道和标记, 以帮助特定的参与者增强理解。布伦达·德温 (Brenda Dervin) 则表示信息设计是人类设计的一种工具, 提出以感知识别的方式来理解混乱有序的现实世界, 他协助人们生产或改变他们自己的信息和理解。

4.2 信息可视化

信息可视化在早期被理解成为:信息可视化是计算机领域的新兴的方向之一, 它的核心内容是帮助计算机用户在大量的数据中找出对于他们而言有用的数据和信息, 主要是利用图形图像技术对于大规模的数据进行可视化的表现, 增强用户对于信息和数据更深层次的理解和认知。随着可视化在更多领域的应用和发展, 可视化涵义也在不断延伸, “信息可视化开始被看作是从数据信息到可视化形式再到人的感知系统的可调节的映射”。信息可视化囊括了许多的内容, 它包括数据可视化、信息图形、知识可视化、信息可视化、科学可视化及视觉设计方面。在如今的科学技术领域, 信息可视化适合于大规模但是非数据型信息资源的可视化表达。

参考文献

[1]阿尔文·托夫勒.第三次浪潮[M].北京:新华出版社, 1996:170.

[2] (英) 马丁·威尔逊.信息时代:运用信息技术的成功管理[M].北京:经济管理出版社, 2000.

[3]刘玮.由认知到感知:谈信息可视化技术[J].中国计算机用户, 2003 (48) .

信息可视化 篇2

【关键字】信息可视化设计;视觉元素;视觉传达设计

一、人类信息传递的发展

事物的发展看似反复，实则是曲折前进的，人类以艺术的形式传递信息的历史非常悠久，例如：原始社会的岩画，就是以艺术的形式，设计并传递了当时的社会信息，虽然这种信息的传递并不像文字那样的明确，但也传递了当时人类的思想和社会状态，并且由于岩画的保存程度较高，这些信息也就一直延续到了今天。由此不难看出传递和分享信息始终都是人类生活的需求，同时生存目的也促进信息交流。但是在信息化发展成熟之前，岩画只能固定于一个地方，限制性很强，只有到了岩画现场，才能得到其所要表达的信息。后来文字的出现改变了信息交流的状态，文字可复制，传播广，更加规范稳定，文字是人类史上的一场信息革命，虽然早期的文字大多是象形文字，但是正是这样的文字记录了人类的信息设计从图像时代进入了文字时代，随着社会物质条件的改善与社会文明程度的提高，文字逐渐更加抽象简洁，甚至是符号化的，可快速、准确地传递信息。同样，由于社会的进步，网络媒介开始发达，信息开始以爆炸的方式扩散，文字的阅读时间长限制了当代信息传递的要求，加之科技的进步导致图像有了可复制性，人类再次进入了图像的时代，即海德格尔所说的“读图时代”，视觉传达的设计开始广泛流行，这成为了信息设计作为独立学科前提。然而处于信息化成熟的当今，对于设计师来说既是机遇也是挑战，机遇在于可以带领设计进入新的时代，挑战在于如何把握其中的视觉元素特征。

二、信息可视化设计中视觉元素的运用分析

在当代，互联网发展已趋向成熟，普通的视觉设计已经不能满足信息传递的需求，在这大数据的时代，信息设计目标除了满足社会需求外，还从专业的角度起到培养设计者的整合能力的作用。如何理清复杂的信息来源，并且将之集合于一定的范围，用最为合适的视觉语言传达给观者，并起到相应的作用。把复杂的问题简单化成为信息设计师的要求之一，这种简单化是相对的，简单化不等于简洁。

(一)高科技性元素分析

画面被一个由无数小点组成的被简化的地球，由线条相连接，其中商业发达的地区所用的圆点较大，与其他地区联系的线条也更多更密;其他的一些像边缘的地区，虽然也与其周边有联系，比较之下网络则较为稀疏，圆点的下面十元店所代表的区域的名字，在图中可以简化地看成是面。此作品体现出强烈的科技感，只有简单的点和线组成，色彩运用也只运用深紫色作为底板，黄色作为圆点，白色作为线条加以区分其所有的不同功能，这些元素的运用都给人带来既简单明了又科技感十足的视觉体验。

(二)极简性元素分析

事件传播可视化图，该图只用白色作为底板，再用深蓝和浅蓝两种颜色区分事件传播的快慢和持续程度，深蓝色代表传播时间持续长，程度频率较浅的事件，浅蓝色的代表持续时间短的程度频率较快的事件，元素形态上使用闭合的峰值图形来表示，这样的元素避免了单纯使用线条造成的繁杂，块面的使用使整个图标更加大气、整体、简单、美观。在处理原本就比较繁杂的事件时，使用类似图2这样的极简性元素作为构成图表的基本元素进行设计，也就使观众能更加简洁地了解图标想表达的信息。显而易见，在现代的信息化可视设计中极简性元素使用的重要性。

(三)趣味性元素分析

中我们可以看出比上两个图更多的色彩和更丰富的小元素，整个设计也相较科技风格和极简风格多了很多的趣味元素。这张图使用了7种颜色和形状元素，也有圆形、方形、三角形，甚至是具象的物品形态轮廓，另外还有虚线、箭头，甚至使用不同大小、不同颜色的文字;在设计图的块面分割上，设计师直接使用大块面的对比强烈的色彩，这能够在分割画面的同时引起观众注意，这样以达到设计图的表达目的。

结语

从工艺美术运动开始，设计师们已经把对设计的思考上升到了哲学理性的高度。从现代主义设计到超现实主义，艺术家和设计师们尝试找到属于自己的美学价值，简洁也就在这个漫长的时代中应运而生。信息可视化包括了信息图形、知识、科学、数据等可视化表现形式，以及视觉可视化设计方面的进步与发展。地图、表格、图形，甚至包括文本在内作为视觉元素，无论它是动态的或是静态的，都可以让我们从中了解到我们想知道的内容，发现各式各样的关系，达到最终解决问题的目的。信息可视化的意义就是在于运用形象化方式把不易被理解的抽象信息直观地表现和传达出来。不管何种类型，都是运用列表、对照、图解、标注、连接等表述手段，使视觉语言最大化地融入信息之中，使信息的传达直观化、图像化、艺术化。其中，信息可视化图表能使复杂问题简单化，能以直观方式传达抽象信息，使枯燥的数据转化为具有人性色彩的图表，从而抓住阅读群体的眼球。

参考文献：

对科技信息的分类与可视化设计 篇3

关键词：科技信息；信息分类；信息可视化

1 信息与科技信息

1.1 信息的概念

（1）什么是信息。在我们的日常生活中，我们每天都会接触和运用许多的信息，信息广泛存在于我们的生活中，可是我们很少去明确地定义信息的概念——信息究竟是什么。信息论的创造者申农最早提出了有关信息的概念，他认为，信息就是用来消除不确定的东西。在笔者看来，信息就是我们日常生活中接触的各种各样的消息。拿人来说，我们存在的五官就是为了接收来自世界的不同消息。我们五官所能接收到的所有感受都可以称之为信息，并且信息具有一定的持久性。例如，人类听到的一些声音，看到的一些事情，这些信息都会在一定时间内在人的脑海里保存下来。《神奇的未知世界》儿童网站的设计就是通过前期的信息收集、分类、归纳、设计，从而实现信息传播的一个过程。

（2）信息的表达方式。信息的表达方式主要有文字、语言、图形、图像、声音和形体动作等一系列的方式来表达。它通过一定的媒介，如广播电视、报刊书籍、多媒体技术和网络技术等来传达。其中多媒体技术和网络技术是当今社会主要的信息传播形式。《神奇的未知世界》的制作就是通过网络技术实现了文字、语言、图形、图像和声音信息的同步传播。

1.2 科技信息的概念

（1）什么是科技信息。在我们的生活中接触到信息多种多样，在传播这些信息的过程中，以科学技术为载体的信息被称之为科技信息。科技信息也有许多种类，在我们的设计中，网页作为信息的一个载体，通过科技手段，实现了信息的交互与传播。

（2）科技信息的文化属性。科技信息的快速发展是当今社会一个不可逆转的现象。科学技术的进步为人们的交流方式带来了很大的改变，就拿电脑和互联网来说，它的发明最初目的是应用于军事。谁也没有想到多年后，互联网的出现会给人们的交流方式带来翻天覆地的变化。无论在世界的哪个地方，只要连上网络，我们就可以搜集到海量的信息，这为人们的学习和生活带来了难以替代的便捷性。科技信息的属性种类多、信息量大、传播广、动态性强。

（3）科技信息的传播特征。通信技术的迅猛发展让全球的信息得以共享，利用科技传递信息非常快捷和方便。科技的兴起使信息的传播真正实现了实时传递，避免了可能因传统媒介而造成的滞缓现象。

2 信息的分类

2.1 信息分类的意义和问题

（1）分类整理信息的意义。分类整理信息的意义有以下几点：第一，人类面临的信息资源非常复杂，如何分类和管理海量的信息，已经变成了一个刻不容缓的问题；第二，信息分类可以让我们在纷繁复杂的信息中，更加快捷、高效的地找到我们需要的信息，从而提高我们的办事效率；第三，信息的分类也是我们有效地去管理所需信息和更好地开发利用信息资源的重要前提。

（2）分类整理的问题。信息分类整理的过程中会遇到的问题有以下几点：第一，如何以最有条理化，最直观的方式呈现信息的内容；第二，如何避免因信息分类不当引起的信息查找困难；第三，如何避免让人难以理解，产生歧义的信息分类方法，提供方便阅读和查找的方法。

2.2 信息分类方法

（1）主题法。在对信息的分类方法中，主题法是非常重要的一种方法。我们应该把收集来的信息按照一定的主题排列出来。这样有助于我们的设计，让我们更清晰明了地找到所需信息。例如，在我们的网页设计过程中，在设计首页上，我们把他们按照不同的类别划分成几个大的种类，以这样的方式确定了网站的几个大的主题方向。

（2）归纳法。把各种各样的信息，通过它们之间的一些关联性进行有效的归纳和逻辑化的处理。对信息分类而言，应该把纷繁杂乱的信息变成条理清晰而又方便易查的形式。这样更容易让人记忆和查找，这是在信息可视化设计中，需要设计师提前准备的工作。

（3）排除法。当今社会各种各样的信息泛滥，但并不是越多的信息对设计越有益处。在把信息进行分类管理的过程中，我们可以充分利用排除法，排除掉那些与设计主题无关的信息，留下更多的有效信息。

3 信息的可视化

信息与视觉的转化特征：

第一，直观与识别视觉原理。我们接收外部信息的能力，总是与识别能力相互连接起来。识别可以让我们充分地理解信息，然后将接收到的信息与其他信息区别开来。我们的五官在不停地感受周围事物，同时创建信息数据传入我们的大脑。我们直观感受到的事物是否易于识别，这是我们设计师需要考虑的事情。就像在设计网页的过程中，对网站主题logo的设计，怎样的字体、颜色、图形排版会更引人注目，什么样的搭配可以保证logo的识别性。是笔者在做设计的过程中需要考量的问题。第二，认知与理解的属性。所有设计师的设计目的都是用最直观、易于理解的方式向观看者传达一定的信息。为了达到这样的效果，我们可能需要花費许多的时间去研究主题、搜集资料、精心设计，最终以最准确简练的效果呈现设计作品。每个人都有自己喜爱或者特定的认知来理解事物，他们用自己特定的方式去感知、体验和记住新的信息。

4 信息分类在信息可视化设计中的应用

4.1 信息分类对设计的有效性

随着现在科学技术的发展，信息以一种爆炸式的现状迅猛增长。如何提高设计的有效性成了设计师最关注的问题。如此看来，在设计的过程中，信息的搜集和分类整理对提高设计有效性显得分外重要。通过排除法等信息分类的主要方法，我们可以快速地在设计伊始就排除那些与自己设计主题并无太多关联的信息，留下更多有效的信息。通过主题法和归纳法，我们可以对收集到的有效信息进行科学的归纳和整理，使这些信息在设计的过程中变得清晰易查，让我们可以更快地识别出需要的信息。

4.2 信息分类对设计的逻辑性

信息可视化设计是一种综合性设计，它的设计过程需要有很强的逻辑性。信息可视化设计应该拥有一个完整的系统，它非常难以把握。所以要求设计师要有清晰的逻辑性。然而信息的分类对提高设计师的逻辑性具有很大的益处。信息的分类使设计变得条理清晰，易于查找，让设计的逻辑性变得更加严谨明了。

5 结论

本文不仅探索了信息分类在设计中的作用和意义，也探究了信息可视化设计在网页制作中的应用。探究出的结果有以下几点：第一，信息的分类方法主要有主题法、归纳法和排除法；第二，信息分类是对网站信息的整体规划，它提高了设计的有效性和逻辑性。信息分类清晰会对之后的设计产生事半功倍的效果；第三，网页信息的可视化原理主要体现在风格图形、颜色应用和传达方式等三个方面。

参考文献：

[1]单志广.信息资源分类[M].科学出版社，2013.

[2]肖勇.信息设计[M].湖北美术出版社，2010.

[3]简·维索基·欧格雷迪，肯·维索基·欧格雷迪.信息设计[M].郭瑽，译.凤凰出版传媒集团译林出版社，2009.

信息可视化与数据可视化 篇4

“可视化”正在强有力的影响着人们的思考方式和阅读习惯, “可视化”使读者在短时间内更好的理解接受想要传达的信息。随着越来越多的可视化图表的出现, 各类有设计成分的信息图标统称为“信息可视化”如果细分开来不难发现, 我们一般称之为的信息可视化, 实则是由数据可视化, 与信息可视化组成的。数据可视, 则是未来设计师与工程师们发展研究的重头戏。

1 数据可视化与信息可视化的含义

数据可视化和信息可视化是两个相近的专业领域名词。狭义上的数字可视化指的是讲数据用统计图表方式呈现, 而信息图形 (信息可视化) 则是将非数字的信息进行可视化。前者用于传递信息, 后者用于表现抽象或复杂的概念、技术和信息。而广义上的数据可视化则是数据可视化、信息可视化以及科学可视化等等多个领域的统称。

我们熟悉的那些饼图、直方图、散点图、柱状图等, 是最原始的统计图表, 它们是数据可视化的最基础和常见应用。作为一种统计学工具, 用于创建一条快速认识数据集的捷径, 并成为一种令人信服的沟通手段。传达存在于数据中的基本信息。所以我们可以在大量PPT、报表、方案以及新闻见到统计图形。

信息可视化的主要目的是通过图形化手段进行清晰、有效的信息传递。信息可视化是为了有效的传达信息, 美学形式和功能需要齐头并进, 通过对海量的复杂信息进行分析, 并以非常直观的视觉手段进行表达。

数据可视化的开发和大部分项目开发一样, 也是根据需求来根据数据维度或属性进行筛选, 根据目的和用户群选用表现方式。同一份数据可以可视化成多种看起来截然不同的形式。有的可视化目标是为了观测、跟踪数据, 所以就要强调实时性、变化、运算能力, 可能就会生成一份不停变化、可读性强的图表。

2 信息可视化与数据可视化的视觉表现

信息的可视化表达已经远远比简单的饼状图或者条形图更加的吸引人的眼球。今天, 信息的可视化表达已经有各异和数量众多的极具视觉吸引力的表达形式。它们包含着设计的趋势, 思想的再创新。互联网以各种扣人心弦的方式让信息的传播充满着趣味性。使老旧的表现形式成为过去式。

设计潮流变幻多端, 朝秦晚楚。但是, 信息的可视化表达的潮流却难以阻挡的不断前进。像是很多的知名网站, 例如Facebook, USA Today, New York Times还有Google, baidu甚至是奥巴马的总统竞选网站, 信息可视化图表已经成为传播大量信息的有力武器。大大小小的公司都通过信息的可视化表达来打造他们的品牌、引导他们的受众以及优化他们的搜索引擎以提高排名。

常见的的表现形式有:地图、时间轴、网络图、树状图、矩阵图、热力图、标签云、散点图、气泡图、流程图、折线图、平行坐标轴、数据表、雷达图、插画、解刨、说明图等等。众多的表现形式需要通过各种各样的手段来呈现, 或纯手工的组织设计, 或通过程序算法来实现。然而两方面的研究在目前市场行情来看都十分炙手。个信息研究所都马力全开, 不断探究新型的表现形式, 希望在信息图形研究领域取得新的突破, 有属于自己的一席之地,

进行数据可视化的时候, 一定要让读者的视线顺畅的在页面上移动, 错误的配色方式是一个阻碍。选择正确的配色能吸引注意力。在设计前考虑这些因素, 合理的安排你的不同的元素。如果一个页面的选色很困难的话, 遵循三色法则是最适合不过的了。不论怎样取色, 一定要保持整体色调的凝聚力和平静感, 让画面显得和谐。

修饰简单图形表格的方式字体排版, 可以创造也可以破坏一个设计, 但是它不应该成为信息可视化设计的一个瓶颈。一个可视化设计师经常性的充满能量并且异常兴奋, 但是也许很快他们便迷失在页面中去了。这常常导致决策的混乱。比如一些设计师利用大号的字体去炫耀数据量的庞大, 而不是通过信息的可视化表达来表现这些数据。如图1, 是针对华中科技大学校园面积分布来设计的图表。

从信息图形中可以看出, 图表所想要表现是一个数据分析信息。以圆、异色来区分校园面积的使用情况。与已往地图泡形式有明显区分。直观的传达出信息, 展现出华科不同领域使用面积的情况, 从而看出学校对校园建设的侧重点, 更快的分析出哪方面有不足需要改进, 有助于领导者们调整华科未来的发展规划。

3 信息可视化的宏观过程

根据乔治A米勒 (George A.Miller) 的研究, 人类短期记忆一般一次只能记住5-9个事物.这一事实经常被用来作为限制导航菜单选项到7个的论据;然而关于神奇的“7, 加2或者减2”还是引起了激烈的讨论.

所以, 在信息爆炸时代, 怎么在同类的海量信息中, 让受众, 更加容易认同自个儿的, 就得尽量不违反“7±2原则”。7+2原则, 是认知科学中最基础的定理之一。

制作一个可视化图表, 至少包含以下环节:

收集—整理—设计—输出

然而数据的收集和整理则是重中之重。每次可视化都是为了解决特定问题的, 所以, 面对海量以标准形式收集的数据, 要事先思考怎么针对领域问题合理抽取对应的数据。罗列出要解决的问题, 什么数据对于可视化的需求有用?这需要数据分析者有一个强有力的准确方向。重要的是, 所有问题, 都要归结为一个单一形式来表现。

信息图形化设计, 在明确想要展现的内容后, 脑子里面有个基本的框架和第一时间想到的展示形式, 还要运用视觉元素的造型, 色彩的选取, 动态等赋予图表更好的视觉体验。如果用代码形式在网页上面做出相应的布局, 信息图形就不仅仅是一个简单的静态页面了, 而是一个可以活动的大型数据流的输出展示。在确定表现形式, 非人工实现设计, 而是要通过数字工具统计分析后输出图形时。就需要设计者设计合理的输出合成的形式。

面对日益丰富的可视化数据分析工具。一些相关工作人员则设计出不同的展现形式, 来帮助用户更好的进行视觉风格的选择。例如datavlab公司开发的插件可以根据你提供的数据帮你选择适合的展现形式, 例如:treemap, tree, stream, scatterplot Matrix, force, matrix, bubble, chord设计师在选择表现形式的同时一定要考虑到受众是否能够很好的去接受和吸收信息, 设计师需要了解视觉心理对用户浏览时的影响。伴随着互联网的发展, 对于优良设计的要求也越来越高了。

4 结语

信息 (数据) 可视化是一个较为复杂的领域, 最终目的不是可视, 而是从可视化中进行数据挖掘, 信息传播, 帮助分析问题。带领人们思考。设计在这里不仅作为表现形式那么简单。要更深刻的理解才能找到最合适的手法去分析制作。也许几年后我们会发现, 现在的探讨根本就是低级的。我们要迎着时间一同进步, 不断探索未知, 任重而道远。

参考文献

[1]Julie Steele, Noah Iliinsky.数据可视化之美机械工业出版社2011-06出版.

[2]周宁.张玉峰, 张李义.信息可视化与知识检索, 2005.

[3]Zhang Jiao Jie.Johnson K A.Malin J Human-centered information visualization 2007.

信息可视化 篇5

听课评课稿

本课教学以设计编写简单的程序为任务主线，熟悉VB编程的环境，学习可视化编程的方法与概念。将编程的方法与概念及思想渗透到真实的任务情境中是一种比较高效务实的教学策略。避免单纯的概念说教，也容易实现可视化编程的方法与概念的具体落实。教师能够讲清可视化编程的几个重要概念。学生也按教学设计完成小程序的编写任务。教学中师生交流和谐融洽，学生学生认真，同学间交流能顺利完成教学任务。可见平时教师教学严谨，学生训练有素。以下就几个方面做简单点评，希望批评指正。

1.过程与思想 本模块教材《算法与程序设计》以VB语言程序设计为载体，通过让学生亲历具体的程序设计案例，学习可视化编程的思想与方法。程序设计是过程，而在完成程序设计中学习通过计算机解决问题的思想方法、学习编程的基本算法，进而引导学生体会编程思想是本模块的重要教学内容。而本节课正是基于前两章学生学生编程结构之后，对可视化编程的方法与概念的一次整理与总结。教师在出示教学目标时应明确指出本节课不是做一个VB程序，而要淡化“VB”的概念，要将学习内容扩展到所有计算机编程语言的共通的程序设计理念。通过程序设计学习思想与方法才是真正的目标。

2.通过交流理解概念 本节中概念集中抽象，如：对象、属性、方法、过程、事件等。教师将几个概念集中讲解，之后切入到小程序的制作中讲解设置对象的属性。前后衔接有脱节之感。在上课的前23分钟进行全体控制时间有些长，学生注意力容易分散。一些概念可以让学生来举例，看看学生是如何理解的。教师补充。对于控件箱里的控件，也可让学生先试试。

信息可视化 篇6

[关键词] 信息 图形 音乐 乐谱设计

乐谱是一种以印刷或手写制作，用符号来记录音乐的方法。一般分为传统纸张抄写和现在电脑程式制作两种，一首歌曲的乐谱本身就是一个巨大的信息库，如果我们设计师可以用一些丰富的视觉语言来表达，使之成为不仅是听觉的而且是视觉乃至触觉的享受，这就是信息图形设计让那些看不见的部分变成了看得见的世界。

一、信息图形设计（Information graphic design）

从远古时代的洞穴壁画、雕刻印刷到当代的互联网、数码信息，每个时代都有其独特的传播媒介和表达方式。信息图形设计就是基于新的时代背景下应运而生的一种新的交流与传播方式。相对于传统图形设计而言，信息图形设计主要是以信息为设计的出发点，以图形为媒介，将那些大量数字化、符号化、概念化的信息转化为直观易懂的视觉语言，从而让信息优质、高效的传播。它是一种全新的设计形式，创造性的将信息与图形相结合，极具时代特点和贴近现代社会发展需要。与传统图形设计相比较，信息图形设计侧重于信息的全面表达，它更加注重信息的传播质量和信息接收者的感受。能被理解的信息才是有用的信息，因此我们设计师应该发挥专业特长，将一切复杂信息简单化、生活化。

随着人类社会的进步和个人发展的需要，越来越多的人们会利用工作之余去学习各种知识，涉猎的范围也是极其的广。如，哲学、自然科学、心理学以及地质学等多种学科。如何将那些专业的、深奥的知识转化为大众的、易理解的知识，也越来越重要。而乐谱就是一例。音乐可以使人放松，净化心灵，是工作闲暇之余的最佳之选，可是绝大多数多人都会面临一个问题，我们只会听，跟着和，却看不懂那布满密密麻麻蝌蚪文的五线谱。信息是人类文化的交流与传播的主要媒介，如果我们设计师可以将每首歌曲的乐谱转化成直观易懂并可应用的视觉符号，这样是不是为人们的日常生活提供更多便利呢？

二、音乐乐谱设计（Music Design）

乐谱，是一种用符号来记录音乐的方法，它是对音乐作品进行记录和使其再现的方式之一。用图形、线条、数字、文字及其它视觉符号记录音乐的文献。所记音乐要素包含：音的绝对或相对高度、持续长度、强弱、装饰法及表情记号等。对于设计师而言，乐谱就是一个巨大的信息库，它不仅向听众传达出高低音、节奏快慢等的区别，更重要的是它通过多种信息符号的组合向听众们传达出了一种情绪以及心灵的交流。

当今社会科技飞速发展，设计呈现出更为迅猛前卫的发展趋势，设计摆脱了理性化的束缚而走向多元化风格。当物质层次得到高层次的精神享受要求，那就是开始注重人的因素。正如原研哉先生在《设计中的设计》所提倡的现代的平面设计应该由二维转向三维，设计不仅是视觉的、听觉的，甚至是触觉、嗅觉乃至味觉的。

三、乐谱的视觉可视化（Music Visualization）

音乐乐谱设计在制作上趋于传统化，通常乐谱也只作为专业人士所识别。如何更好的让乐谱的视觉可视化成为当代乐谱设计新的研究方向。以江苏民歌《茉莉花》这一曲目为设计案例为大家阐述。《茉莉花》是一首旋律优美的经典曲目，对于一个非音乐专业的人而言，首先映入眼帘的是1、2、3、4、5、6、7等众多的阿拉伯数字，其次是长短不一的分隔符和“小微笑”的符号，如果能将枯燥的数据转化为生动的图形语言，这就极大的方便了信息的接收者。为此我们首先针对较为复杂的乐谱进行统计分析：针对曲谱先做数据统计分析，并确定主要图形元素；针对歌曲是一首年代久远的经典民歌，有着特定的背景和情感传递，因此贴切的形式感与之呼应也是很重要的；针对曲谱统计具体音符、音节、高、中、低音等。为此，我们可以提出两种方案的设想。

第一种：信息图形化的乐谱设计——色彩体验

信息图形设计，就是将那些语言的、文字的、符号的转化为直观明了的图形。基于这一特质，我们用颜色各异的圆为主要设计元素。不同的色彩代表不同的分类，圆的大小也表示不同的音符，相关的连线和转折号则显示出所有的相关资讯。通过颜色、大小、间距长短来区分音符的不同。首先我们用这样的元素来做1、2、3、4、5、6、7的替代。如图：

通过对音乐乐谱元素的再设计，我们已经可以基本完成可视化的设计。但是，单调的视觉可视化是无意义的，我们应该对设计构想一个核心理念，例如是生命树的造型，一首旋律悠扬的歌曲如同一颗枝繁叶茂的大树，郁郁葱葱，让人深思，绵延回味。每句旋律代表一个枝丫。就这样一直从下到上，生长轮回。

对于再设计的乐谱，整个画面由色彩鲜艳、大小各异的几何形体组成，就像一个个跳动的音符，整幅画面，生动、活泼，将音乐的“运动”完整的表现了出来，是一种新的乐谱可视化研究。这样的设计创意让乐谱真正成为所有人所识别而非仅仅服务于部分专业人士。对于未来的视觉可视化研究有重要的研究价值。

第二种：信息图形化的乐谱设计——触感体验

我们采用拼贴的方法，用大小各异、厚薄不一的圆纸片做主要设计元素，并用之来代替音符的1、2、3、4、5、6、7。如图：

将乐谱转化为信息图形后的效果如下：

原谱：

乐谱信息图形化后：

想象一下这样一首有着高高低低起伏感，大小各异，厚薄不一的贴满小圆片的一首曲谱，是不是很有趣呢？这就是信息图形设计的直观和为我们的生活带来的感性瞬间。

四、乐谱设计的意义（The significance of music design）

未来设计给人类生活带来万千变化，但符合人的发展的，利于社会进步的设计才是符合社会发展主流的设计。基于信息图形设计的乐谱设计，是设计的发展带给人们思维方式以及生活点滴变化的表现之一。乐谱设计，作为一种当代的设计语言，充分体现了这个时代的特点。繁琐的语言文字、成堆的枯燥数据、隐形抽象的概念，已经不再适合这个社会发展的主旋律。我们需要看得见的、摸得到的、能够心灵共通的、易于明了理解和传递的情感共鸣。

小结（Summary）

信息图形设计是视觉传达设计类别中最前沿、最重要的设计类别。信息图形设计作为一种形式语言，它可以将只能听的乐曲，变成了可以看得见和摸得着的真切存在的人类语言。信息图形设计作为一种思维方式，它告诉人们可以有一种全新的视角去考虑我们的生活，工作和习惯，向人们提供了一种全新的交流与沟通发方式。信息图形设计作为一个资源库，它可以让人们更直观更准确更全面的审视我们的生活。信息图形设计是一种数据表现，也是一种文化立场和情感体验的表现，对未来音乐的发展具有研究的意义。

参考文献

1、《信息设计》（美）欧格雷迪 著，郭瑽 译，凤凰出版传媒集团，译林出版社，2009年12月版

2、《新图表设计》（英）卡罗琳·奈特；杰西卡·格拉泽著，郭泓杰、李丽、章文婷译；上海人民美术出版社，2011年1月版

3、《引人兴趣的媒介》（日）原研哉 著，张朵朵 译；广西师范大学出版社，2011-06-01版

4、《图形对话——什么是信息设计》孙皓琼 著；清华大学出版社，2011年10月版

作者简介

信息可视化探讨 篇7

关键词：可视化,信息可视化

1 信息可视化概述

可视化指的是运用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。

信息可视化是利用计算机支撑的、交互的、对抽象数据的可视表示,从此来增强人们对这些抽象信息的认知。它结合了科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术、图形学、认知科学等诸多学科的理论和方法,将数据信息和知识转化为一种视觉形式,充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力。

信息可视化的任务在于搜索、发现信息之间的关系和信息中隐藏的模式,其核心问题是寻找表示信息的可视化表达,理解信息的知识表示;目的是为信息合理地利用提供一种有效的解决方案。对信息进行筛选,通过相应的计算机算法以一种视觉化的形式显示出来,并提供一种方便、人性的人机交互方式,最终形成可交互的图形界面,如图1所示。

2 信息可视化分类

2.1 一维数据的可视化

一维数据就是简单的线性数据。最常见的是文本信息。人们一般将文本从头读到尾,或者在必要时,对有关部分进行参阅,因此它们较容易被阅读理解,可视化文本信息通常是不必要的。但在某些情况下,我们需要借助可视化技术增加文本信息的有效性或者突出显示其特征或者通过超链接将同一文档的不同部分联系在一起。这样方便用户浏览,还能更好地帮助用户利用和深入地理解。

2.2 二维数据的可视化

城市地图和建筑平面图以及文档库里的一批相关文档都属于二维数据可视化实例,最常见的是地理信息系统(GIS)。在信息可视化环境中,二维数据是指包括两个主要属性的信息。这两个属性可以分别对应于几何平面上的宽度和高度(或者X坐标与Y坐标),因而很容易将信息表示成平面图形。二维数据可视化能够提供复杂数据的整体视图,便于浏览者看清数据模式和关系,从而加快知识获取的速度。

2.3 三维数据的可视化

三维数据通过引入体积(长、宽、高)的概念超越了二维信息。科学可视化的许多应用是三维可视化,因为科学计算可视化的主要目的和用途是表示现实的三维物体。三维数据可视化可以用空间几何的图形方法来实现,可视化的结果可模拟真实世界中物体的形态。

2.4 多维数据可视化

多维数据是指在信息可视化环境中具有超过3个属性的信息,由于我们生活在一个三维物理空间的世界里,视觉感知很难直观地理解四维甚至多维的数据。如关于某地所有房屋的价值和它们地址信息的一个清单(一维数据),可以按照价值排序;也可以创建一个测度,用点的大小来表示房子的相对价值,并且将点放置在地图上来表示它们的位置(二维数据)。但是,如果还有其他关于房子的信息,比如卧室数量、年代、面积等,这些则属于二维空间可视化中的次要信息。因此多维数据的可视化研究任务是创造新的图形表示模型,是目前信息可视化中一个重要的目标。

2.5 时态数据的可视化

有些信息自身具有时间属性,可以称为时间序列信息。对于这种事物本身是按照时间序列发生的情况,根据时间顺序图形化显示事物是一种普遍使用的、很有效的信息可视化方法。例如在flash中,时间线(timeline)提供了很好的同步控制功能和动画效果。基于文本的界面不是不可能实现这种任务,不过时间线所带来的可视化为用户提供了更为直观的效果,并且提供了事件的全部视图。

2.6 层次数据的可视化

抽象信息之间有一种最普遍的关系就是层次关系,如磁盘目录结构、文档管理、图书分类等。传统描述层次信息的方法就是将其组织成一个类似于树的节点连接表示,每个项目或节点都有一个父节点(最上面的根节点),节点分兄弟节点(拥有同一个父节点的节点)和子节点(从属某个父节点的节点)。这种表示结构简单直观。但是,对于大型的层次结构而言,树形结构的分支很快就会拥挤交织在一起,变得混乱不堪,这主要是因为层次结构在横向(每层节点的个数)和纵向(层次结构的层数)扩展不成比例造成的。人们在对层次信息可视化进行研究过程中提出了一系列新的可视化技术,典型的有Robert-son、Mack inlay等。层次结构的可视化很常见,如Windows 95和Windows NT文件系统的Windows Explorer界面。

2.7 网络数据的可视化

网络数据指由多个网络信息节点构成关系复杂的信息集合,每一个节点与其他任意数量节点存在信息关联关系即与任意数量其他项目有着关系的项目(有时又叫节点)。因为网络数据集节点和它有关系、数量有限的其他节点之间不受约束(不像层次节点,它们都有惟一的父节点),网络数据没有固有的层次结构,两个节点之间可以有多条路径。项目与项目之间的关系其属性数量都是可变的。

因为属性和项目之间的关系可能非常复杂,如果不用某种可视化方法,网络数据很难显示,要获取网络信息反应的信息特征十分困难,特别是节点数目巨大的时候。信息可视化在帮助人们理解信息空间的结构、快速发现所需信息、有效防止信息迷途等方面扮演着越来越重要的角色。所以网络信息可视化可以在某种程度上解决这种信息表达的难题。

3 信息可视化特征

(1)先进的工具。随着信息通讯手段的提高,网络成为信息交流和分布的主要形式,所以网络通讯技术必然是信息可视化不可缺少的运行平台。

(2)认知的目的。信息可视化的目的是对信息进行认知。

(3)抽象的对象。其处理对象是一类被限定的信息。所以信息可视化中关注的信息主要有非空间的、非数值型的和高维信息3种。同时对象的规模、对象的复杂程度和量的多少无疑都是反映信息可视化技术质量的标志。

(4)视觉化手段。信息可视化是通过视觉形式表现信息的,视觉形式主要有图形、图像、动画等。

(5)交互式过程。科学计算可视化的用户大都是专业人员,信息可视化的用户是普通人员,信息可视化用户一般在开始不能明确自己的认知问题。因此,交互性有利于发挥用户的主体作用,用户在交互式环境中可以按照自己的需要、兴趣来选择所要进行的操作,逐步逼近目标。与一般的信息系统不同,信息可视化系统是用户与计算机两个“智能系统”之间的通讯和对话。交互式系统使得用户更加高效地认识概念及它们之间的关系。

4 信息可视化显示方法

从使用者的观点看,面对大量的信息数据,对可视化信息的要求是先要让主要的信息尽可能一目了然,又要能很方便地了解其他信息。而快速发展的信息可视化技术能很好地解决这一问题。目前,对信息可视化显示的方法很多,而且在现实生活中也得到了大量地应用。一般常见的显示方法有:(1)树,如Cone Tree、Tree Maps、Cat-a-Cone、双曲树等;(2)网络,如Sem Net、Niche Works等;(3)空间信息探索(Spatial Information Exploration),如地理信息系统、Sem Net、Bead等;(4)Maps,如站点地图Tree Maps、Domain Mapping等;(5)表格(Tables),如Time Series和Scatter Plots等;(6)图表(Graphs),如节点连接图和邻接矩阵等。

参考文献

[1]Nahum D.Gershon,Stephen G.Eick.Information Visualization.IEEE Computer Graphics and Applications.1997(7-8).

[2]周宁,张玉峰.信息可视化与知识检索[M].北京:科学出版社,2005.

[3]G.Robertson,S.K.Card and J.D.Mack inlay.The Cognitive Co-pro-cessor for Interactive User Interfaces.Proceedings of the ACM SIG-GRAPH symposium on User interface software and technology.1989.

[4]Jim Foley.Getting There:The Ten Top Problems Left.Vision2000issue of IEEE Computer Graphics and Applications.2000:210-212.

[5][美]理查德·索尔·沃尔曼.信息饥渴:信息选取、表达与透析[M].李银胜,译.北京:电子工业出版社,2001.

[6]Chen C M.Information visualization:beyond the horizon[M].Berlin,Heidelberg Springer,2004.

[7]黄志澄.给数据以形象给信息以智能——数据可视化技术及其应用展望[J].电子展望与决策,1999(6).

装备保障信息可视化 篇8

关键词：装备保障,信息可视化,可视化框架,数据空间

装备保障是保持试验装备良好状态,保证试验、训练任务圆满完成的各项活动过程。装备保障活动是各项工作进行的基础和保证。这对装备保障提出了很高的要求,因此要充分利用装备保障的各种信息,采用信息可视化技术,使装备保障信息变成可感知的信息,为指挥者提供及时、准确、高效、快捷及不间断的信息资源,提供决策的依据,并实现信息的快速查询和更新,保证装备保障过程的顺利进行,从而保证试验任务的圆满完成及各项训练活动的顺利进行。

1信息可视化技术简介

1.1 信息可视化的概念

信息可视化(Information Visualization)的概念最早由G Robertson等在《The Cognitive Co-processor for Interactive User Interfaces》一文中提出,信息可视化指的是计算机支持的、交互的抽象数据图像化方法,从而帮助用户增强识别信息的能力。

实验心理学家赤瑞特拉(Treicher)通过大量的实验证明,在借助“五感”所获得的信息中,有83%是来自视觉。对人类而言,视觉信息最容易了解,也最能够信赖。在信息的组织和呈现上,可视化方法更符合人的认知心理,所提供的信息更容易为人的感官所接受。信息可视化正是利用图像、图形、动画等更容易调动人类视觉潜能和脑功能的视觉形式来表示大量信息和信息之间的关系。

信息可视化的核心问题是寻找表示信息的可视化表达方法,理解信息的知识表示,通过相应的计算机算法以一种视觉化方式将信息展现出来,并提供一种人性化的人机交互方式,最终形成可交互的界面。信息可视化的目的不在于图形本身,也不仅仅是表现信息,而在于为信息充分合理的利用提供一种解决方案,对信息进行筛选,帮助人们快速找到需要的信息,增强人的认知能力,快速地理解信息,从而能够有效地监控海量信息。

1.2 信息可视化参考模型

信息可视化是一个将信息转换成视觉形式的过程,从而使人可以观察、浏览、识别和理解信息[1]。图1给出了信息可视化的参考模型。从该图可以看出,从原始数据到人,中间要经历一系列的数据变换过程。

1.3 信息可视化的主要技术

信息可视化是重点研究人、计算机表示的信息以及它们相互影响的技术[2]。信息可视化技术表现了数据之间的相互关系和发展趋势。主要技术有:视图展示、视图变换以及人机交互等[3]。在视图展示技术中,主要以Focus+Context技术为主,其他诸如双曲树、鱼眼视图等都属于Focus+Context技术[4]。在视图变换中,包括两种视图变换,即同一视图上的动态变换和不同视图之间的变换,主要代表技术有Overview+Detail技术。Overview窗口提供Detail视图的Context信息,并充当Detail视图的控制部件,Detail窗口用于选取区域的放大或聚焦。人机交互的主要代表技术有:Detail-On-Demand技术和Brushing技术。

2装备保障信息分析

装备保障信息是指在装备保障过程中所涉及到的一切文件、资料、图表和数据等信息的总称[5]。装备保障信息的充分利用为装备保障活动的顺利进行提供了可靠的保证。

2.1 装备保障信息的特点分析

装备保障信息是装备保障决策的主要依据[6]。装备保障信息的主要特点有:

(1) 信息来源广。装备保障活动过程中产生的装备保障信息来自各不同业务部门、各不同级别、各不同设备等。

(2) 信息数量大。装备保障活动贯穿于装备的全寿命整个过程,将会涉及和产生海量的装备保障信息。

(3) 信息种类多。装备保障信息有文字、图像、声音、数字以及视频等多种类型的数据。

(4) 信息处理复杂。由于信息来源的不同,装备保障环节较多,必将导致信息处理过程复杂化。

(5) 信息共享困难。在整个装备保障过程中,大量的有关装备的实时信息、具体信息较多地为基层掌握,导致信息共享不理想和信息资源的严重浪费。

2.2 装备保障信息处理的原则分析

为达到装备保障中早计划、早准备、早落实,及抓重点、抓短线、抓薄弱环节的要求,达到精确保障,在信息处理时要求做到:及时、准确、适用、高效。

(1) 及时。

原始信息要及时收集,需要加工形成的信息要及时产生,尽可能缩短信息从信息源传递到信息使用者的时间,有效控制各项装备保障活动的进行,以保证装备保障决策者对装备保障时间的精确把握和调整。

(2) 准确。

原始信息的收集不仅要及时,更要准确可信,一定要杜绝错误的信息,避免冗余信息、过时信息。信息的储存、传输等处理必须有高的可靠性,应尽可能排除信息处理过程中的各种干扰,避免信息内容的失真、信息质量的下降,并坚决杜绝在信息的加工过程中错误信息的产生。信息的准确性是有效进而高效使用信息的重要条件,为装备保障决策者对装备保障方式的精确选择提供可靠、可信的依据[6]。

(3) 适用。

由于装备保障信息来源广、种类繁多,而且各个部门对装备保障信息的使用需求又不尽相同,比如高层决策者需要能够反映外部环境、范围广泛、综合性强的宏观信息,而基层部门则较多地需要要求详细、明确的微观信息。因而必须为各个层面信息使用者提供适用的信息,以满足装备保障体系的精确协同。

(4) 高效。

在信息处理过程中要尽可能地提高信息的利用效率,根据有限的信息总结事物发展变化的规律,预测未来。以达到装备保障过程中效能的精确控制。

2.3 装备保障信息可视化的作用

信息可视化的目的就是力图将最恰当的信息在最恰当的时间传递给最恰当的人,以使他们能够做出最恰当的决策,产生最佳的效果。装备保障信息可视化,是指运用信息可视化技术将各种装备保障信息及时、准确地展现在信息使用者面前,使其对保障对象、保障资源、保障活动等信息准确掌握,并对保障需求做出准确的预测[7]。

(1) 在信息技术高度发展的今天,信息获取能力已经成为构成装备保障能力的关键要素。通过信息可视化分类技术,能够提高获取信息能力,实现信息收集的精确化,提升对海量信息的归纳、处理和分析的能力。能够统一各部门统计信息的规范,解决信息对比性差、指标分解不彻底及信息资源浪费等一系列问题。

(2) 通过多种信息可视化展示技术,能够实现信息处理的实时化和信息分享及交换网络化,提高信息视图展示的逻辑性和系统性,减轻装备保障人员面对信息爆炸带来的信息技术的负担,实现保障信息的全方位、多视角的展示,将装备保障信息使用者和装备保障活动决策者从纷繁复杂的信息中解放出来,直接面对直观、形象的信息展现形式,实现装备保障活动的全过程透明展示,方便使用者理解信息,发现保障过程中存在的问题,并及时找到正确的解决问题的办法。

(3) 通过数据库知识发现技术,从大量的装备保障信息资源中,充分挖掘潜在的、有价值的、有效的信息,挖掘其内在的知识和规律,起到预测装备保障发展趋势和任务的作用。

(4) 通过信息可视化人机交互技术,使信息处理结果更为清晰,提高信息利用效率,提升装备保障效能。

3装备保障信息可视化框架构建

信息可视化的基本过程分为三步:

(1) 数据准备。确定和获取可视化数据,形成原始数据空间;

(2) 数据析取。从原始数据中析取需要可视化的数据,形成可视化数据空间;

(3) 可视化映射。采用一定的映射算法把可视化数据控件映射到可视化对象。

根据信息可视化参考模型及信息可视化的基本过程,将信息可视化分为数据准备、可视化数据的形成、可视化映射和可视化展示四个步骤,构建装备保障信息可视化框架如图2所示。

3.1 数据准备

原始信息的收集是一项工作量繁杂、涉及人员广泛的工作,大到装备保障计划的制定,小到装备器件的备份、库存信息,同时也是一项基础性的工作。只有收集上来的信息全面、可靠,才能减少下一步工作的工作量,保证下一步工作的顺利进行。对收集上来的信息进行过滤是防止冗余信息、过时信息,保证信息质量的有效途径,信息过滤是为了能够满足信息使用者的需求,根据既定的目标和装备保障信息的特点,通过相似度计算、概率统计、机器学习等手段。对原始信息进行初步探索和分析,去伪存真,尽量提高信息的利用率[8]。信息分类就是根据信息内容的属性和特征将信息按一定的原则和方法进行区分和归类。信息分类质量决定了原始数据库形成的逻辑性和合理性,因此在信息分类时,要遵循一定的原则[9]:

(1) 系统化原则。按照信息的属性,形成一个合理的分类体系,同时要兼顾与外系统的协调,以便于系统间数据库的使用和移植。

(2) 简单化原则。信息的分类不宜过于复杂,应控制层次和数量,每一个分类力求解决一类问题,以达到不同类的问题在不同分类中解决。

(3) 可扩展性原则。考虑到装备保障信息的不断发展变化的特点,分类必须要有一定的深度和广度,预留一定的空间,以便于以后的调整和扩充。

根据已分类的信息构建原始数据库,原始数据库的格式非常重要,它关系到下一步特征提取的问题,原始信息数据库的设计要便于特征提取,便于其他系统数据库信息的导入。

3.2 可视化数据空间的形成

特征提取是根据信息的特点,采用信息处理技术进行特征计算,从原始数据中分析出能表达装备保障信息本质特征的过程[10]。装备保障原始信息中有文本信息、图像信息、声音信息、视频信息等,特征库中也应该有相应的文本特征、图像特征、音频特征、视频特征等。通过特征提取将原始信息数据库进行变换,重新生成一个维数更小、各维之间更独立,更利于可视化展示的可视化数据空间。

3.3 可视化映射

每一个数据特征关系必须有一个可视化结构,用视图对象来表示这些可视化结构,全体视图对象构成视图对象空间。根据形成的可视化数据空间,采用一定的映射算法,将可视化数据空间中信息集合的特征与可视化结构关键要素进行对比,从而获得两者之间的关系,形成适合于屏幕显示的视图对象,实现由信息集合到可视化集合的过程。由于观测内容、突出重点及显示角度的不同,同一可视化对象会有不同的视图对象。

3.4 可视化展示

人机交互的原则应该是界面简单易用,美观而富有启发性,可激发用户的创造性和认知能力的提高。通过人机交互技术,为信息使用者提供友好的交互界面。根据信息使用者的显示需求,通过不同的视图展示技术,将形成的可视化对象显示在可视化界面上。

4结语

随着装备保障信息化建设的日益推进和完善,可用的装备保障信息数据量激增,理解海量和复杂的时空多维数据加重了人的负担。信息可视化技术作为一种信息处理的技术手段,随着计算机图形学和数据挖掘技术的发展,其理论和实现都得到很大发展。利用信息可视化技术处理装备保障信息资源将成为装备保障信息化建设的手段,信息可视化技术解决如何高效地实现复杂数据的可视化表达与分析,直观地传达装备保障信息,发现数据中存在的关系和规则,为装备保障部门提供有效地决策依据和信息的利用率。本文对信息可视化技术做了简要的阐述,分析装备保障信息可视化的必要性,构建了装备保障信息可视化框架,并做了简要的分析和阐述。

参考文献

[1]周宁.信息资源可视化模型方法[M].北京:科学出版社,2008.

[2]张卓.可视化技术研究与比较[J].现代电子技术,2010,33(17):133-138.

[3]杨峰.信息可视化技术的分类研究[J].图书与情报,2007(3):81-85.

[4]孙扬.多维可视化技术综述[J].计算机科学,2008,35(11):99-100.

[5]侯志亮.装备保障信息资源整合[J].四川兵工学报,2010,31(9):43-44.

[6]李荣强.装备保障信息决策信息可视化研究[J].四川兵工学报,2010,31(8):25-28.

[7]唐庆.通用装备保障体系信息化建设思考[J].汽车运用,2010(6):16-17.

[8]戴超凡.研讨信息交互可视化平台设计与实现[J].计算机工程,2010,36(14):238-240.

[9]李冬华.装备保障信息资源管理及开发利用应重点关注的问题[J].装备学术,2010(4):41-44.

信息可视化 篇9

中国计算机网络用户高速增长, 当今是个信息爆炸的时代, 出现在我们眼前的信息有很多, 区分哪些是有用的知识, 哪些是复制的垃圾, 对于节省人们宝贵的时间非常重要。如何让这些知识容易被人们理解, 采用何种手段为人们对知识、信息的理解助力, 是一个不小的课题。将复杂的、难以表达的内容, 通过视觉方式呈现出来, 用视觉的语言说明, 使难懂的信息易读、易懂, 使人们对信息的内容、结构和内在规律全面的了解这就是信息可视化。

2. 用直观的画面传递信息更为有效

信息可视化的本质是将抽象数据转换为人们可视的, 可快速识别的静态的或动态的视觉形式。是不经过人的逻辑分析而在看的同时感觉到的信息。信息发送者采用何种形式发送适合信息接收者“处理”的信息, 是信息正确、有效传播的源头。

2.1 层次信息可视化的树形结构。

抽象数据之间最普遍的关系是层次关系, 如操作系统的文件结构、公司的组织结构、物种分类属性等。层次信息的最佳可视化表达就是树形结构, 例如, 有本报纸为了向大众介绍当季最适合观赏的花的种类和表达不同种类的话开放的时间, 制作了一棵“信息树”, 即用每个枝干来代表时间, 枝的末端开出不同的花, 同时枝干用四种颜色来代表春夏秋冬四季, 很了然的达到了按图索骥之目的。同样这棵信息树也可以是一棵“apple tree”, 用来展现苹果公司不同时期的不同产品, 展现ipad、iphone等的发展史。这种树形结构能够直观的显示层次关系, 是一棵“信息树”。

2.2 可视化是赋予信息“故事情节”来供人们视觉感知。

我们可以把信息可视化视为一个故事, 故事的主角是用户。数据可视化是一本故事书, 常规的图形和图表是教科书, 如果将这本常规的教科书, 增加了场景, 关系 (事务之间的关系, 当然也包含人际关系) 、交互、模式和解释, 就会变为通俗易懂的小说。有故事情节、有场景的小说无疑是更为吸引人的, 引导读者进入某个主题场景里, 而在这个主题场景里, 信息所蕴含的意义最为丰富多彩, 比如之前信息树随时间增长而延伸出不同花, 展现花期的例子。

2.3 虚拟信息与可视的现实之间的对应关系。

数字和图形是人们在生产、生活实践中从自然界中的各种事务抽象而来, 是提炼、概念化、数字化的过程。而逆转的过程是, 数据可视化是将图形和数字回归于本质, 即是形象的存在的, 是我们人类可以看到和感官到的, 引起人们情感共鸣的。

3. 信息可视化图表的种类

3.1 气泡图表、泡沫比较、气泡竞争式、连成串的气泡竞争式、气泡集群、气泡网络、气泡映射、气泡星形环

3.2 信息图表、图表和图纸、字云、矩阵、家庭树、思维导图、概念图

3.3 嵌套气泡、极区网络、辐射爆散式、鸡冠花式、极区网络思维导图、柱状饼形图、曼陀罗

3.4 雷达、螺旋、概念风扇、风扇、协作图、气泡思维导图、

脉络气泡图、语义极区网络、决策树状图、锥形树状图、冰柱树、树映射 (有序映射) 、流程图、桑基、元素周期表

4. 信息可视化中色彩的使用

4.1 色彩在信息可视化中使用的必然性

对于简单数据的表达, 简单的色彩是最好的, 例如, 我们书写出的文字是单一色彩, 我们制作日常工作汇报幻灯片, 总是被领导要求使用简洁的配色, 一句话概括为绚烂的颜色会使汇报主题模糊。在信息可视化中, 色彩有太多滥用和忽视的例子。但是, 为什么要在数据图像中使用色彩?色彩可以表达单位空间内额外的维度, 而且可以即时达到这种效果。

4.2 在信息可视化中使用的色彩模型

数据可视化的难度是把高维度的数据投影或表现在低维度的画布或显示屏上, 使用色彩可以表达单位空间内额外的维度 (多维) 。信息可视化中颜色是将某一数据信息对应一特定的颜色, 使人们仅仅通过看到颜色就可以知晓该数据的特征。在做如此表达使, 就要使用不同的色彩, 用到色彩模型。色彩模型最简单和常用的是RGB色彩模型, 即红, 绿, 蓝色彩模型。由于光有不同的光谱和波长, 而人的眼睛对光的感知主要是由红, 绿, 蓝这三总颜色的刺激和互相叠加而成。这种模型是把所有的颜色都看成是红, 绿, 蓝三种颜色通过不同强度, 不同比例的混合与叠加。使用RGB模型的优势在于我们只需用红、绿、蓝三种“基色”, 通过调整比例叠加组合成所有颜色。此外, 常用的色彩模型还有基于色彩属性的HSV模型, 基于人眼对色彩感知度的模型等。

4.3 在信息可视化中常用的色彩和优越性

为了在使用颜色对应的基础上表达更多的维度, 就需要色阶。在可见光谱中, 红色光波最长, 属于扩张感的色彩, 广泛用于警示色, 如危险、禁止、防火等。绿色, 通常是传达希望和成长的特性, 蓝色, 有表现沉稳的特性, 因此广泛被用于企业、商品的形象主题色。黄色的明视度高, 常用来提醒注意或危险, 如在交通灯上的使用。红色、蓝色这两个色系在公司logo设计中应用的较多, 当然国内的国内公司采用红色较多。不同的颜色同时代表不同的色彩, 使信息图表达的更直观, 与人的交互更强。

4.4 信息可视化在信息传播中的应用

关于数据或信息可视化的推广, 有网易的“数读”, 有图研所, 正在极力推广信息图的应用。David mccandless在《Information is Beautiful》一文从开篇到结尾, 完完全全是用图来说话的, 每个信息都会以一行信息图来展示, 通过颜色 (包含颜色的渐变) , 形状、面积、字体大小、形状之间的关系、表达事物之间的联系, 如同人际关系之脉络。信息之说也可以用为定位记忆, 这时有直观的, 交互式的内容给我们的神经记忆单元较强的刺激, 如概念图, 思维导图。幻灯片展示可视为局部的使用信息图。

5. 小结

本文简单分析了信息可视化在信息表达中的重要性和应用。信息可视化是一个值得我们重视的, 在计算机网络信息高度发达的今天, 交互式的展现信息充实且实用的一种手段, 在教育、商业、运输、气象等重要领域都得到了广泛应用, 促进了知识的传播和应用。

摘要：论文认为, 随着计算机网络的发展, 虚拟现实技术在计算机领域的不断应用, 信息可视化, 如何使用图形化工具, 有效果的传递信息在信息爆炸的时代越来越得到人们的关注。本文从分析信息可视化的表达和在网络媒体的应用两方面入手。

关键词：信息可视化,信息图表,交互式

参考文献

[1]吴军.数字之美.人民邮电出版社, 2012.

[2]David Mccandless著, 温思玮, 盛卿, 叶超, 曹鑫译.信息之美Information is Beautiful.电子工业出版社, 2012.

[3]Julie Steele, Noah Lliinaky著, 祝洪凯李妹芳译.数据可视化之美Beautiful Visualization机械工业出版社, 2011.

信息可视化图形设计探讨 篇10

关键词：信息,可视化,图形

技术推进文明, 改变社会。从农业到工业, 从蒸汽机到计算机, 现在人类又站在了信息技术应用新时代的入口处, 社会正在走进无处不在的网络时代。这场信息化革命改变的将不仅仅是通信、IT等产业格局, 它更将影响到人类的生活、工作、交流、等各个方面。人类社会已经由以机械化为特征的工业社会走向以信息化为特色的“信息社会”。人类有各种各样的信息需要传达———身份、情感、社会地位、说服力等。任何事物都可称为一类信息:表格、图形、地图, 甚至包括文本在内。信息可视化设计是指以互动性和图形化语言演示数据并向受众传达, 让沟通变的更加有效。

1 信息传播及用户认知特征

信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式, 客观世界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各种各样的信息。信息有以下性质:客观性、广泛性、完整性、专一性。用户对信息的接受包括记忆、思维、理解、交流等方面。记忆是接受信息的第一阶段。认知心理学普遍认为人的记忆分成3种类型:知觉记忆、短时记忆和长时记忆。知觉记忆非常短暂, 操作时间大约50ms。这种记忆属于瞬时形象记忆和声象记忆, 以直接编码的形式处理外来信息。在这个阶段, 信息短暂的停留在感觉记忆中, 大约1s左右会迅速地自动衰变, 同时原有信息由于新的刺激信息进入感觉寄存器而被干扰和遗忘。

短时记忆的能力也是有限的, 操作时间少于1min, 这种记忆属于间接编码, 大约1min后记忆会呈现消极衰退趋势。Mill G.A在一篇论文里总结出实验结果, 短时记忆的极限为7+2个项目。短时记忆中的信息以信息组块的形式存储。这就为信息设计提出了一个组块策略, 可以把简单的字母和数字到复杂的概念和图像按其关系分类组织起来, 划分成信息块, 这样短时记忆只需要处理每个信息的一部分。

长时记忆像一个知识的永久性仓库, 具有容量大、记忆长的特点。操作时间1min至多年, 编码类型属于复杂编码。长时记忆可以分为语义记忆和情节记忆两类。语义记忆是指对一般知识和规律的记忆, 它们与一定概念的含义有关, 具有层次网络的特点。情节记忆则与一定的时间、地点以及事件的具体情境相联系的记忆, 是一种基于信息模式的相似性匹配的记忆和再认知的过程。信息设计的提出就是帮助过滤信息、建立信息之间的联系, 便于更好的识别与记忆。

信息可视化的目的就是减少必须学习的信息总量, 减轻记忆负荷。用图像化和分级的形式把复杂的信息分解成简单易懂的部分, 从而分块、分级开始记忆。对一批信息赋予的分类和结构性越多, 信息也就越容易学习。

2 信息图形设计的现状

信息论有一条“经济”原则:传达信息要求尽量减少占据通道的时间 (费用) 。图形的优点是生动形象, 信息量大, 看图比识读语句更容易理解和接受。因为从人的生理角度来讲, 图形通过激发人眼的各种潜能--快速、高频的识别与处理、对相关内容的认知与关联、瞬时不费力的运动来达到处理信息的目的。一个图形在呈现时无需更多的解释和推理过程, 就能直接进入人的心理空间。因此图形常常应用在信息需要被快速的理解及简单解释的情况下。一些常见的产品中包含不少信息可视化设计, 如汽车时间表、电话黄页、组装产品的说明书等。1990年以来, 信息图形的迅速发展和互联网的发展联系在一起。面对海量信息的互联网, 信息传播媒介形态的改变和快节奏的生活方式使人们的阅读习惯由“阅读”向“浏览”转变, 人们更依赖于视觉刺激直观地对信息进行快速、准确捕捉。信息图形开始由静态的、单向的印刷媒体转向电视或计算机网络, 出现了交互式的信息图形。在交互图形里, 用户由一个被动的旁观者成为发现过程的参与者, 可以对数据进行简单地控制和重新组织。这一点意义重大。交互信息图形的先驱阿尔伯特·凯洛说:“多媒体可能成为未来信息图形中最重要的因素”。此外, 信息图形电影 (Infographic Movie) 出现极大的丰富了信息图形语言, 使信息在时间和空间上传达更加生动有效。

信息的传播者利用信息图形设计来解释、阐明那些错综复杂的资讯, 让读者可以提出或解答问题, 进行比较、选择, 得出结论。但是、信息图形的可操控性是一把双刃剑, 因为只有信息本身的可靠与准确, 信息图形才会真实、有用。

3 信息图形的特点

3.1 清晰的组织数据

信息是由无数个数据组成。数据的呈现往往是散乱、无规律可言, 信息可视化的过程不仅是对可读可见的信息简单的翻译, 而是包括把有用的数据组织成有价值的信息进而过滤、归纳、总结、呈现的过程。例如一个购书网站, 它的目的是把书买出去。但是在成千上万本书中消费者如何进行选择, 这就需要提供书籍信息。书的价钱、出版社、内容简介、文摘等内容只能表述图书的基本信息, 不能有效地形成购买欲。而“这本书怎样?有人购买过么?评价怎样?有专家推荐介绍吗?”这些问题才是有价值的信息, 能够帮助消费者做出决定, 引导他们购买。例如当当网的书籍介绍页面, 就涵盖了以下内容:图书的封面及基本信息、内容简介、作者简介、目录、书摘插图, 这些归为基本信息, 使消费者形成大概的印象。进一步的信息有:购买过顾客的平均评分、商品评价、编辑推荐。当消费者决定购买或还想看看同类书籍时, 页面上提供的有效信息有:最佳拍档、购买本书的顾客还买过、浏览本书的顾客还看过、浏览更多同类商品、根据浏览历史为您推荐。因此, 挖掘数据中的关键信息, 并进行组织和整理是设计信息图形的第一步。

3.2 准确的展示数据

信息图形设计是一门艺术, 它通过图形语言吸引读者在页面上的注意力完成对含义、顺序和交互点的传达。首先需要注意划分视觉层次, 哪些信息应该最突出, 哪些信息则其次--换句话说, 读者应该能从图形中推导出它的信息结构。在当当网整个书籍展示页面中, 只有购买标示和1-5星评价体系使用橘红色, 用于强调和提醒的作用。图书的封面及基本信息、内容简介、作者简介、目录、书摘插图等信息设置为灰色文字, 与背景相近, 暗示用户只需要浏览。所有重要的信息和图片考左侧对齐, 处于最佳可视范围内, 而右侧栏只用来补充信息。读者只需垂直查看左侧栏就可以获取所有重要信息, 如果发现相关内容还可以继续浏览右侧栏中的信息。其次需要一个合理的形式来表现一个连贯的信息整体, 而不是堆砌一系列的图状、代数几何图形、地图、要素。同时要考虑选择一个适当展现方法:静态的 (基于纸面或是电脑屏幕) 、动态的 (动画或是视频) 、或是交互式的。

4 结语

信息可视化 篇11

关键词：物理可视化；实时化；信息可视化；交互

物理可视化（Physical Interaction）的提出是基于信息可视化（Information Visualization）的。信息是我们设计的对象，可视化是我们的设计方式，信息可以被转化为平面二维形态或者物理三维形态，信息可视化有时也被称为信息设计（Information Design）。但“可视化”更能体现设计信息的目的与方法，有学者将“可视化”定义为“支持计算机、交互式的数据可视化表达并放大感知的一种应用”。[1]在今天看来，这个定义范围未免稍显狭窄，可视化不一定必须有计算机及交互的支持，而数据的范围也并不仅限于数字化的体现，它是多种信息的集合。西班牙设计师Joan·Costa的说法能更广泛地说明可视化的本质：“让一些现象或者现实可见并且易懂；这些现象大多是肉眼观察不到的，有些甚至不具备可见性。”[2]由此可见，可视化的核心是重新定义数据并转化，这些数据包括不可观察到的现象，转化的方法并不一定基于计算机实现。可视化可以包含广泛的设计信息的范围，而物理可视化是信息可视化在媒介上的分支。

到今天，信息可视化已有逾百年的历史，但其名称至今仍没有统一。究其根本，是因为信息可视化实在是一个庞大的学科，它的内容与边界一直在不断地扩展之中。设计学科普遍具有扩展性，如平面设计，更早还被称为“装潢设计”，而现今基本已被称之为“视觉传达设计”。这其中很重要的原因就是“平面”二字已经不能涵盖其学科内容，而“装潢”二字的涵盖面更是狭窄，平面设计早已不再局限于平面，“视觉传达”能够更好地涵盖其内容。纵观所有的设计类学科，信息可视化拓展得尤为迅速——从18世纪末现代信息可视化从统计学被分出来，到今天數据物理可视化（Data Physicalization）开始崭露头角。除了观念之外，技术也发挥了很大的作用，Arduino和Processing等可视化编程软件让艺术家和设计师也能以编程语言创作交互作品，而实时的信息可视化能让设计更多地直接参与到社会中去。信息可视化是一个工具，信息不仅可以转化为图像，也可转化为屏幕动态图像及交互图像，甚至物理形态的装置。

1 由二维发展到三维的信息可视化

信息可视化具有广泛的跨学科性，它包含从静态到动态到交互等一系列跨学科内容，被Matthias·Shapiro称为“怪兽”，因为很少有学科需要从事者具备这么多的技能，[3]很多行业中的顶尖者也只是专长于其中某一分支。信息可视化按呈现媒介来分，有静态的信息可视化，或称为信息图表（Infographic），还有动态信息可视化，或称为动态信息影像设计（Motion Infographic），以及交互信息可视化，比如数据可视化（Data Visualization），或者数据物理可视化，基于物质的数据可视化，一种新的可视化展示媒介与方式。

从静态到动态到交互再到物理交互的发展，也是一个从二维到三维的发展，在物理交互越来越普及的今天，物理可视化的出现是一个自然的过程。人类对于图像的应用有相当长的历史，从18世纪末William·Playfair在统计学中用图表来呈现数据信息时，现代信息图表的发展就开始了。在之后的一百多年间，信息图表开始渐渐完善并被用到了社会的各个领域。1940年ISOTYPE由创造，它的产生有很强的社会背景，奥托纽拉斯希望创造一种跨国界通用的视觉语言，用图像来传播知识。其远大的理想至今令人钦佩，而且也收到了一定的效果。1945年奥托纽拉斯去世，1946年，世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，一直到1975年Apple I诞生。而同样在70年代，“信息设计”这一术语也被提出，信息设计与计算机技术一同进入了高速发展期。1983年APPLE LISA成为了第一台使用图形用户界面的电脑，有了用户图形界面，电脑终于成为大众消费品，也成为了设计师的设计利器，信息图表作品开始海量出现，90年代，各个报社开始成立图表编辑部，比如《纽约时报》（The New York Times），尤其在当时出现了彩色纸张之后，信息图表逐渐成为了报道新闻不可或缺的一部分。其中有相当一段时间，基于计算机的图表只是纸面图表的翻版，但计算机技术的发展使数据可视化开始发挥其交互本质，同时动态视频技术的发展也让动态信息影像设计初现端倪。近年来，物理交互的出现让信息可视化又有了新的媒体延伸，数据物理可视化（Data Physicalization）的名称已经先于其范围与定义而出现，物理可视化是信息可视化在媒介上的分支，数据物理可视化可以被认为是基于计算机编程的物理信息可视化展现。它的实现方式是基于编程的，可以被视为是物理可视化中的一个分支，物理可视化是数据在物理实质之上的展现。

2 数据信息在物理可视化中的实时呈现

实时信息可视化，从字面上理解是一种即时的信息呈现，在收集信息的过程中同步呈现。这与二维的信息可视化设计过程有很多的不同，因为信息不是预先采集得知的，所以也就不能在呈现前进行处理，收集的过程也就成为了呈现的结果，而物理化的展现方式使得实时收集的信息在空间中得以汇聚、放大。

信息可视化是对数据的多媒体再现，无论是图表、编码还是物理实体，跨媒体的出现是为了让信息能够得到更好更精准的呈现。对待信息源数据一般有两种方式，一种是先寻找数据，从数据中入手确定主题，很多数据可视化设计师运用这种方法从大量数据中寻找可以运用的素材充实主题。另一种方式是先确定主题，再去寻找定义主题的各种数据，这种方式一般在新闻类图表中运用较多，由于新闻主题的明确性，无论是实事新闻还是主题报道，这些图表设计师们都必须竭尽全力地挖掘数据。比如《国家地理》的团队们会为了一个主题实地考察、拜访专家、制作模型、进行精确计算，耗时长达数月甚至一年。这些预先准备，与实时信息可视化相比会有很多不同，其不再是对于数据的收集与处理。因为数据是实时获得的，所以设计者要设计的其实是一个恰当的数据容器，能满足项目的数据呈现，同时也要能准确表达主题。

在设计中，形式应该符合内容，通过恰当的物理化实时展现的形式，就算是简单的数据也会让内容得到充分的展现。比如2012年的美国总统大选，最后的投票统计进程在帝国大厦上以红蓝两色天线灯光的方式得以呈现，两种颜色各自对应两个党派。随着各州票数的陆续开出，天线颜色的长度也实时地随之变化。这个纽约的地标性建筑，让民众在大街上远远地就能一眼看出当前两党竞选的状况。从可视化的展现方式来看，虽然这就是一个普通的柱状图，两党以红蓝两色来代表，红蓝两柱的高低代表了得到票数的多少，但试想一下，如果这个结果以图表的方式印在第二天的报纸上，或者仅仅在网站上以实时播报的方式呈现这个“柱状图”，其效果都会差得太多。物质本身就具有纸面或者平面不可比的力量，在这个项目中尤其如此。总统大选结果可以说是美国人民最关注的事件之一，这种方式让大家可以从城市的各个角度看到竞选的实况，看到这个激动人心的时刻。正因为它的物理化以及实时呈现，它的社会效应与影响力已经远大于它的设计本身。从另一个角度看，虽然呈现的数据简单，但这是一个非常恰当的数据容器，无论是形式内容还是功能都得到了完美的展现。

3 基于物理化展现的实时信息可视化应用特点

社会是个复杂的结构，对设计的需求也是复杂的。[4]信息可视化的出现就是为了应对这个复杂的世界，用可视化的方式将社会的复杂以另一种形式呈现在我们眼前，为我们解决疑惑，或者提出新的问题。实时的物理可视化需要设计的是一个信息容器，它的特点是具有交互性。交互（Interaction）的本质是行动与反馈，行动是信息的投入，[5]在容器中发酵，生成新的表现形式，它要求行动之后的反馈是即时的。例如，传统的水银温度计就是一个实时的物理可视化设计，当我们把温度计放入被测温点，就是行动的开始，然后间隔一定时间取出，温度计中的水银柱会上升到相应的被测温点的温度之处，这个就是对于行动的反馈，而且是即时发生的。水银柱的上升是因为温度影响了水银的物理特性而发生的，所以交互的发生反馈并不一定需要计算机编程，它也可以是低技术完成，比如西班牙工作室Domestic Data Streamers，该工作室的项目特点就是在一个空间环境中收集数据来研究人的行为模式，比如他们的项目“黄金时代”（Golden Age）（见图2），这个街头装置是一个图像型的圖表，但它的展现是物理化的。设计师切割了一批真实的圆木木块，让所有经过的人可以自由参与，木块可以被放置到一个四方形的木框之中，木框两边有刻度，所有可放置的点已经被预留出，其中横轴代表人们现在的年龄，纵轴代表人们所希望拥有的年龄，从最后的结果可以读出多层的含义，从真实参与的结果来看，人们还是倾向于希望处在自己所处的年纪的，两个值基本呈正比。相对来说在年轻人群中两个值的波动较大，而年长者则趋于安稳，整体来看整个人群的希望年龄还是趋于年轻化的。这个装置也适合在不同的地区、不同的城市放置，来研究每个城市的人们对于自己所处年纪的思考，因为它所呈现的是每个城市不同人群的基本状态。

低技术化实现在一定程度上可以说是信息图表的物理化实现，但与历史上众多的信息雕塑所不同的是，该工作室强调参与性，并且是随机自由参与，从参与人群中获取数据，而不仅仅是静态二维信息图的物理翻版。这个模式注重的是即时参与的活动过程，在呈现方式上它具有一定的局限性。计算机编程在创作的层面上提供了更加丰富的可能性，可视化软件Processing和Aduino的出现为艺术家与设计师提供了自主编程的工具。一直以来艺术设计与编程被认为是格格不入的，他们被认为是左右两个大脑，互不相同且互不相通，但Processing以及Arduino免费、开源，关键是非常易学，迅速成为了设计者和艺术家的得力工具。同时，一些很好的想法也为社会解决了许多问题。例如，在设计师的设计之下，闯红灯的问题有了更有意思的解决方法，即用实时化的物理可视化装置去解决问题。图3是奔驰联合广告公司BBDO德国在里斯本街头设置的互动装置“舞蹈交通灯”（The Dancing Traffic Light）（见图3），它将舞蹈与红绿灯中的等待小人结合起来，让等红灯的过程变得更加有趣，信息的接收装置放置在街头红绿灯不远的广场里，人们可以走进动作捕捉室——一个密闭的空间，等待屏幕的提示开始跳舞，此时摄像机会将舞者的动作捕捉下来，这是数据收集的过程；再转换成为红绿灯屏幕上的红色像素小人，所有在路口等待的人都会看到，这是物理可视化的呈现部分，整个过程都是实时发生的，跳舞的人也可以从屏幕当中看到自己的舞姿在等待红绿灯中呈现的样子。而结果显示，由于这个充满欢乐的装置，超过81%的人都在这个红灯前停下了脚步驻足观看，有效地解决了闯红灯的问题。

4 结语

设计服务社会，同时也改变社会，奥托纽拉斯在1940年创造ISOTYPE体系是为了改变这个社会，希望形成一种跨国界通用的可视化语言。在他去世后，他的妻子继续着奥托的事业，用可视化语言教育着孩子们。可视化是一种具有改变世界的潜能的语言，而物理可视化无疑是更为强大的创作工具，以物质直接作用于社会、作用于人，实时的物理可视化拉近了人们与可视化的距离，让人人都能即时地参与其中。随着技术的发展，相信物理可视化会有更大的发展。MIT实验室基于processing研发了可以传感数据的胶带，[6]可以想象未来的数据输入与输出方式将会有更多的变革，物质的输入方式将更加多样化，物理可视化也会有更多的创作可能性。

参考文献：

[1]Stuart K.Card，Jock D.Mackinlay，Ben Shneiderman.Readings in Information Visualization：Using Vision to Think[M] . San Francisco： Morgan Kauffmann，1999：6.

[2]Alberto Cairo.不只是美：信息图表设计原理与经典案例[M].罗辉，李丽华，译.北京：人民邮电出版社，2015：14-19.

[3]Julie Steele，Noah Lliinsky.数据可视化之美[M].祝洪凯，李妹芳，译.北京：机械工业出版社，2011：19.

[4]李德庚，蒋华，罗怡.平面设计死了吗？[M].北京：文化艺术出版社，2011：87.

[5]辛向阳.交互设计：从物理逻辑到行为逻辑[J].装饰，2015（1）：58-62.

[6]Artem Dementyev，Hsin-Liu（Cindy）Kao，Joseph A.Paradiso.SensorTape：Modular and Programmable 3D-Aware DenseSensor Network on a Tape[A] . UIST15 Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on User Interface Software&Technology[C] . ACM Press，2015：649-658.

气象信息业务可视化的技术实现 篇12

关键词：气象,信息业务,可视化,技术方案

国家气象信息中心承担着国内外气象数据的通信传输、加工处理、存储归档和共享服务等业务的建设运维工作[1]。日常参访来宾和决策管理人员有通过业务展示界面, 直观了解信息中心实时业务综合运行状况的需求, 目前展示信息来源主要通过各业务系统监视界面以及系统运行日志手工统计处理获得[2]。由于现有监视界面设计主要面向一线值班运维人员, 显示数据虽然种类多、信息量大, 但缺乏数据挖掘处理与统计分析, 很难面向决策领导和来宾直观反应出业务的综合运行情况。

相似的需求和问题也在其他气象部门外单位产生, 催生了一个新的软件细分行业——业务可视化展示。传统的可视化解决方案是针对某一个业务定制开发对应的展示界面, 能够在短时间内解决展示问题, 但业务变更后, 需要重新开发, 延续性不强[3]。近年该行业尝试开发统一的可视化界面制作工具, 类似于Power Point等通用软件, 用户可自行制作界面, 通过标准数据接口与业务系统对接, 具有通用性强、可操作、可持续等特点, 在电力等行业取得了大范围的推广[4]。2014年末, 国家气象信息中心对现有信息系统业务进行了梳理, 选择气象国际通信系统、同城通信系统作为案例, 进行了可视化设计改造, 下文对改造方案和过程进行了介绍。

一、需求分析

(1) 能够直观展示业务运行综合状态信息。气象信息业务系统在实时运转过程中会产生很多日志信息。目前, 信息中心对日志缺乏深层次分析, 对业务系统核心能力缺乏综合展示, 通过业务可视化界面开发应能够直观展示业务运行综合状态信息。 (2) 具备对展示需求调整的敏捷响应能力。信息中心负责建设和运维的业务系统基数大且不断新增变化, 业务可视化设计制作要求时效性强、响应速度快, 能够在业务展示需求明确后, 短时间内制作完成。 (3) 具有较强的通用性。气象信息业务上下游关联紧密, 可视化设计应具有通用性。通过组件库等方式, 对相似的展示需求, 能够实现组件复用。 (4) 兼容支持多种展示场景。针对参访来宾、决策领导的不同需求, 应支持多种展示场景。例如:面向参访来宾, 在信息中心二层综合监控中心的业务可视化展示;面向中国气象局以及信息中心决策层领导, 在PC机或终端设备上的气象信息业务运行状况的实时展示。

二、方案设计

2.1总体设计

气象信息业务可视化展示总体思路:购置商业可视化界面设计工具, 梳理气象信息业务展示内容及方式, 设计制作图形化展示界面, 开发数据接口, 完成业务系统与可视化界面数据对接。借助外部美工人员, 设计制作界面场景, 气象部门技术人员完成业务梳理、数据对接等其他全部工作。

其中, 可视化工具经过前期调研, 拟选择在电力行业广泛应用的由北京恒泰实达公司开发可视化制作平台——数码拼图产品系列。该平台采用SOA架构, 分成设计器、播放与控制器、数据维护三个工具, 解决系统间数据整合和可视化展示等问题[5]。

设计器:面向业务设计和可视化实施人员, 零编码实现可视化界面配置和数据接入。可扩展接口, 满足气象行业中的专业展示组件和专用数据接口需求。

播放与控制器:面向参观人员和决策领导实时展示可视化界面, 提供环境适配的多终端控制方案。将设计和播放分离, 互不影响, 满足随时调阅展示的需求。

数据维护:提供标准的数据接口协议和指标定义模式。屏蔽业务系统的复杂性, 提供综合分析、统一展示数据整合方案。

2.2架构设计

对于气象信息业务可视化展示, 不同类型用户的需求和关注点是不同的, 通过前期沟通交流, 简要梳理出不同类型用户对于可视化展示的需求。

业务人员:关注业务展示、实时监控, 表现特点为大屏幕监控, 自动运行, 自动操控;决策领导:关注汇总信息, 总体状态判断, 表现特点能够挖掘问题根本原因和结论;参观人员:关注业务特色、中心形象, 表现特点主题突出, 表现绚丽, 灵活变更。

根据用户、关注点和表现特点分析, 可视化产品提出多种展示终端和数据整合方式。

1) 大屏幕可视化主要针对参观访问讲解介绍、业务人员日常监控、应急处置场景, 面向参观人员和业务人员;2) 桌面可视化和报表工具主要针对整体监控、辅助决策, 面向决策层和业务人员;3) 对外发布组件提供可视化展示组件为信息系统提供服务, 可与OA等现有系统对接, 实时发布气象信息业务综合运行状态信息。

2.3数据接口

将业务系统的数据通过指标的方式推送到可视化系统, 可视化系统定时将指标数据刷新并推送到可视化界面。

在实际操作中, 业务系统可通过XML、数据库、文件、Excel、Webservice等多种方式, 与可视化平台对接数据。

2.4平台部署

可视化制作展示平台硬件支撑主要包括两部分设备:一部分是可视化软件安装所需的服务器、工作站, 主要以X86服务器、图形工作站 (显卡处理性能较高的PC) 为主。另一部分是配合大屏幕展示、桌面展示所需的图形控制器、移动终端控制器, 属于专业图形处理设备。图形控制器等设备能够提供对应大屏幕更佳的显示效果以及方便灵活的用户控制使用方式。

部署方案通过业务人员的需求分析、指标调研和可视化设计, 将最终的可视化效果提交通过播放器投放到安装播放器的终端。主要功能和实施步骤如下:步骤1:监测场景业务设计, 实施内容包括场景定位、业务调研、展示需求分析、生成监测业务原型;步骤2:监测场景UI和UE设计, 实施内容包括业务设计做场景UI和UE设计;步骤3:监测场景数据接口开发, 实施内容包括对监测场景所需接入系统数据做接口开发;步骤4:监测场景实施, 监测场景制作并实现场景交互设置, 图元颜色、数据绑定、动作触发配置和场景相关指标、维度、数据、数据集定义等;步骤5:监测场景测试, 对已制作监测场景相关接口、指标数据、场景实施做系统测试。

三、可视化设计案例简介——气象国际通信系统

以气象部门现有国际通信业务GTS可视化展示设计制作为例, 简要说明运用可视化工具如何完成气象信息业务系统展示制作。

3.1业务分析

国际通信系统监视界面展示方式专业、监控维度全面, 适合业务人员对业务运行状态进行监控。但面向决策领导、参观访问人员, 业务信息传递不直观, 对该业务的总体把握不全面。

根据可视化思路, 首先分析展示内容和数据。

将数据采集进入可视化系统, 分成指标以及指标中的维度和值。

CTS线路数据维度是国家级, 数据值包括收集资料类型、分发资料类型、小时收集量、小时分发量, 数据更新频率为1小时。展示设计以世界地图上绘制的联络线的方式, 表达国际各气象组织和中国气象局进行数据交换情况, 包括主要交换的资料类型、各线路小时收集量、小时分发量及其排名。

3.2界面设计

在国际通信业务的界面设计上, 采用“简洁美观、重点突出”的设计原则, 设计步骤如下:

数据调研:在展示主题内, 调研数据关系, 厘清指标 (展示数据定义) 和指标的层级关系。

原型设计:设计展示主题的表达思路和讲解逻辑, 形成原型设计图稿。

界面设计:UE、UI设计, 并输出效果图。

界面绘制:根据原型图和指标列表, 绘制界面元素、绑定数据、定义动作。

展示调整:根据投屏效果持续调整, 修改界面绘制效果。

3.3数据对接

国际通信业务展示数据包括:线路连接情况、小时数据分发量、小时数据收集量, 更新频率为1h, 更新耗时小于5分钟[6]。采用FTP文件交换方式实现实时数据对接。更新指标2个, 更新数据量KB级[7]。

数据对接接口通过日志解析输出成结构化数据, 将结构化数据定义为指标数据, 提供给可视化界面使用。

四、结束语

目前, 气象信息业务可视化完成了支撑环境建设, 并开发了国际通信、同城服务业务展示页面和展示模式。后续, 项目组将继续推进国家级气象业务单位可视化界面设计和制作, 力争在2015年实现核心业务全部可视化展示监控。

参考文献

[1]赵立成.气象信息系统[M].北京:气象出版社, 2011.3

[2]姚鸿, 李春来, 邓鑫等.视频会议在气象业务中的应用前景分析[J].电视技术, 2011, vol.35:108-113.

[3]蒲浩, 彭永, 徐源等.隧道工程监控三维实时交互可视化信息平台研究[J].铁道工程学报, 2014, (3) .

[4]廖胜利, 应小诚, 李刚等.面向省级电网的检修可视化设计和辅助决策实现[J].电力系统自动化, 2011, vol.35 (21) .

[5]恒泰实达.V3C可视化导播系统.[EB/OL].http://www.techstar.com.cn/caseinfo.aspx?m=20100719151223671574, 2014.

[6]李湘.气象通信系统发展与展望[J].气象, 2010, 36 (7) .