楊文琦

（中國(guó)傳媒大學(xué)廣告學(xué)院）

數(shù)據(jù)可視化是一門(mén)邊緣性學(xué)科，它包含了統(tǒng)計(jì)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。將浩瀚如海的數(shù)據(jù)中包含的信息進(jìn)行可視化，把數(shù)據(jù)中所隱含的關(guān)系變化呈現(xiàn)出來(lái)，能夠幫助人們理解事物、傳播信息和解決問(wèn)題，因此，數(shù)據(jù)可視化這一領(lǐng)域在近幾年不斷發(fā)展。數(shù)據(jù)的可視化需要經(jīng)歷一個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，不同的個(gè)體或組織在設(shè)計(jì)過(guò)程中的思路和做法不盡相同。本文將不同的數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯歸納總結(jié)，為數(shù)據(jù)可視化分門(mén)別類，闡明這些數(shù)據(jù)可視化的種類之間的差異和聯(lián)系，給不了解這個(gè)領(lǐng)域的人一些基礎(chǔ)性的解釋。

一、含義

數(shù)據(jù)（data），是一個(gè)計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)，表示的是關(guān)于事物的事實(shí)，體現(xiàn)了事物的性質(zhì)、狀態(tài)和該事物與其他事物的相互關(guān)系，是一種高度抽象的客觀存在。一個(gè)孤立的數(shù)據(jù)沒(méi)有特定的含義，將其進(jìn)行特定的表達(dá)或者是排列組合才讓一個(gè)抽象的數(shù)字體現(xiàn)出事實(shí)?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展使得人類社會(huì)生活中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，不僅是在量上大大增多，而且在種類上也更加豐富，呈現(xiàn)了高度的復(fù)雜性。如果想要利用數(shù)據(jù)的特性，發(fā)掘數(shù)據(jù)體現(xiàn)事實(shí)的功能并為人所用，就需要對(duì)其進(jìn)行視覺(jué)化的加工。

可視化（visualization），是一種整合提煉信息的行為。很多事物的信息和含義難以被人們的視覺(jué)感官快速接受并理解，人們需要對(duì)其進(jìn)行細(xì)致深刻的解讀，甚至有相關(guān)的研究背景才能領(lǐng)會(huì)其含義。而可視化能夠幫助人們理解事物，將事物包含的不可輕易獲得的信息，轉(zhuǎn)化為通過(guò)眼睛和大腦中一些具有普適性的思維邏輯就輕而易舉地理解的圖像。數(shù)據(jù)的可視化就是變抽象數(shù)據(jù)為具象視覺(jué)圖。幫助人們理解發(fā)生在社會(huì)生活范圍內(nèi)的種種聯(lián)系、變化。

數(shù)據(jù)可視化的過(guò)程是一個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程。進(jìn)行這項(xiàng)工作的個(gè)體或組織在面對(duì)大量數(shù)據(jù)時(shí)，往往有著自己想傳達(dá)的內(nèi)容或想要探究的方向，他們會(huì)依照自己的想法和思路，選用自己覺(jué)得合適并能達(dá)到自己的目的的視覺(jué)語(yǔ)言把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像。這些思路以及對(duì)數(shù)據(jù)的處理，對(duì)視覺(jué)語(yǔ)言的選擇，體現(xiàn)的就是一種設(shè)計(jì)邏輯。世界上第一個(gè)使用數(shù)據(jù)可視化來(lái)傳遞信息的人威廉·普萊費(fèi)爾，在他1786年出版的《商業(yè)與政治地圖冊(cè)》中，有一個(gè)表現(xiàn)18世紀(jì)英國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況的數(shù)據(jù)圖表，這是數(shù)據(jù)可視化最早的案例。到今天，各種表現(xiàn)形式的數(shù)據(jù)可視化層出不窮，這一領(lǐng)域隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在不斷地向前飛躍，在各行各業(yè)都發(fā)揮著難以言喻的影響和作用。著名的埃森哲咨詢公司于2018年對(duì)900多名財(cái)務(wù)專業(yè)人士（包括450多名CFO和會(huì)計(jì)主管）進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，81%的受訪者認(rèn)為用數(shù)據(jù)講故事是財(cái)務(wù)專業(yè)人士的一項(xiàng)必備技能，這凸顯了數(shù)據(jù)可視化的重要性。

因此，本文把數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯定義為：人們?cè)趯?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更明白清晰的圖示時(shí)遵循的一種他（進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的人）認(rèn)為合理的流程。這個(gè)邏輯在不同的人或群體上各不相同，因?yàn)樗麄兠鎸?duì)的數(shù)據(jù)不一樣，或者有著不同的技術(shù)背景，追求的或是可視化的清楚美觀以廣泛地傳播信息；或是數(shù)據(jù)的集中處理以達(dá)到一種視覺(jué)上的呈現(xiàn)方式，也可能是利用可視化幫助自己理解數(shù)據(jù)。因此，關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯有很多種。

二、國(guó)內(nèi)外研究狀況

對(duì)于數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)研究，首先在國(guó)外發(fā)展應(yīng)用，并且逐漸火熱起來(lái)。一些關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的入門(mén)級(jí)別書(shū)籍，如美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家Nathan Yau的《鮮活的數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)可視化指南》、Mark Smiciklas的《視不可當(dāng)：信息圖與可視化傳播》，還有Noah lliinsky和Julie Steele的《數(shù)據(jù)可視化之美》等等，介紹了數(shù)據(jù)可視化時(shí)，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，針對(duì)目標(biāo)應(yīng)該選擇什么可視化工具，選擇什么樣的視覺(jué)語(yǔ)言等一系列在數(shù)據(jù)可視化過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題。在更深一層，國(guó)內(nèi)外許多關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的研究，很多是關(guān)于可視化數(shù)據(jù)的最新算法，也有很多是對(duì)數(shù)據(jù)可視化相關(guān)技術(shù)的探討。在數(shù)據(jù)可視化的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)外的研究范圍都非常廣泛，包括醫(yī)學(xué)、商業(yè)、高科技相關(guān)的和新聞媒體領(lǐng)域甚至是政治領(lǐng)域，都有數(shù)據(jù)可視化的實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)這些書(shū)籍和文獻(xiàn)資料，本文將數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行分類。因?yàn)閿?shù)據(jù)可視化工作是相對(duì)開(kāi)放的，所以設(shè)計(jì)過(guò)程中側(cè)重點(diǎn)有很大的相異性。本文認(rèn)為，這種重點(diǎn)的不同其實(shí)就是設(shè)計(jì)邏輯的不同。

（一）展示型

數(shù)據(jù)本身就是一個(gè)計(jì)算機(jī)用語(yǔ)，數(shù)據(jù)可視化的研究也是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的情況下繁榮起來(lái)的，因此，很多數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯和技術(shù)有密切聯(lián)系。在這種情況下，可視化數(shù)據(jù)的過(guò)程更注重對(duì)數(shù)據(jù)本身的整理，往往經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)規(guī)范化處理、映射和繪制（可視化核心步驟）、顯示這么幾個(gè)步驟。這種類型體現(xiàn)的一種運(yùn)用相關(guān)軟件來(lái)顯示數(shù)據(jù)意義的流程，很多情況下這些數(shù)據(jù)可視化的目的是利用數(shù)據(jù)來(lái)找到一些事實(shí)，也就是說(shuō)，在進(jìn)行可視化之前，人們并不明確這個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)的可視化處理能幫自己得到什么。例如武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院的學(xué)者周航，希望通過(guò)對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)用戶行為的數(shù)據(jù)可視化來(lái)得到學(xué)校學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)的特征，進(jìn)而為學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理提供依據(jù)。

平常生活中我們能夠接觸的數(shù)據(jù)可視化，它的目的就是以展示為主。像是柱狀圖扇形圖等等，能夠直觀地幫助我們把統(tǒng)計(jì)得來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。在視覺(jué)設(shè)計(jì)上，主要是通過(guò)形狀的性質(zhì)如大小、位置等來(lái)體現(xiàn)數(shù)據(jù)的意義。很多軟件都可以實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)目的。普通人使用的辦公軟件，就可以將體量不大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視圖形，包括柱狀圖，扇形圖等等。而專業(yè)的可視化圖形工具則包括Matplolib、Echarts 等，也可以繪制折線圖、柱狀圖、熱力圖以及散點(diǎn)圖等。這些專業(yè)工具不僅可以處理大量數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，也可以通過(guò)建立模型來(lái)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

在展示家族信息方面，來(lái)自葡萄牙波爾圖大學(xué)恩根哈利亞學(xué)院的學(xué)者何塞·博爾赫斯，提出了家譜數(shù)據(jù)可視化的新方法——上下文家族樹(shù)，一個(gè)制作家譜的新工具，能夠克服其它家譜工具的在某些方面的局限和不足。作者介紹，開(kāi)發(fā)這個(gè)工具的公司，出發(fā)點(diǎn)就是要讓家譜展示家族信息方面盡可能的完美，呈現(xiàn)的信息盡可能清晰。因此，用這個(gè)工具進(jìn)行可視化家譜數(shù)據(jù)，也體現(xiàn)出了很強(qiáng)的側(cè)重展示的設(shè)計(jì)邏輯。來(lái)自德國(guó)奧格斯堡大學(xué)的兩位學(xué)者亞歷烏恩魯和阿納托爾薩金，介紹了一個(gè)名為“蒙德里安”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化軟件，這個(gè)軟件追求給專業(yè)的測(cè)量人員和研究人員提供幫助，顯然，性質(zhì)和“上下文家族樹(shù)”相同，利用軟件，通過(guò)可視化的信息來(lái)清晰展示數(shù)據(jù)意義，理解數(shù)據(jù)本身。

展示型的數(shù)據(jù)可視化，會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)的信息的側(cè)重點(diǎn)的不同而產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)方式。例如中西方家譜的可視化設(shè)計(jì)，就很好地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。前文提到來(lái)自葡萄牙波爾圖大學(xué)恩根哈利亞學(xué)院的學(xué)者何塞·博爾赫斯的“上下文家族樹(shù)”，就是在展示信息上強(qiáng)調(diào)清晰完美。西方重視個(gè)體的價(jià)值，在家譜設(shè)計(jì)上追求以個(gè)人角度出發(fā)的家族統(tǒng)計(jì)。而中國(guó)的家譜，非常重視祖先的地位和家庭親屬關(guān)系。中國(guó)的家譜保存至今的主要來(lái)自清朝和民國(guó)，所以體現(xiàn)出很強(qiáng)的傳統(tǒng)文化特色。北宋文學(xué)家歐陽(yáng)修編撰的《歐陽(yáng)氏譜圖》，就是一種比較古老的家譜設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)稱“歐式”，“歐式”家譜的特點(diǎn)是世代分格，由右向左排列，五世一表。每個(gè)世代人名左側(cè)可有一些生平記述，主要介紹該人的字、號(hào)、功名、官爵、生辰年月日、配偶、藏地、功績(jī)等。不同的文化背景，導(dǎo)致設(shè)計(jì)家譜的可視化有了展示信息重點(diǎn)的差別。

（二）傳播型

當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的個(gè)體或組織在得到數(shù)據(jù)之后，就對(duì)數(shù)據(jù)其中含義有了大致了解時(shí)，他們所進(jìn)行的數(shù)據(jù)可視化工作，側(cè)重的是傳播信息，利用可視化之后的結(jié)果——信息圖所天然帶有的客觀性來(lái)表現(xiàn)一定的內(nèi)容。在這種情況下，數(shù)據(jù)的客觀性被大大削弱，數(shù)據(jù)可視化得到的圖示帶有一定傳達(dá)工作（數(shù)據(jù)可視化）者意圖的主觀性。為了追求這個(gè)傳播效果，這種類型的傳播者就會(huì)不那么強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的處理，而是在尋找強(qiáng)有力的視覺(jué)語(yǔ)言上下功夫，尋求最合理的數(shù)據(jù)映射和最生動(dòng)直觀的表達(dá)方式。例如北京印刷學(xué)院的幾位學(xué)者對(duì)中國(guó)瀕危物種動(dòng)物中五種瀕危級(jí)別較高的動(dòng)物的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了可視化展示，最終目的是呼吁人們行動(dòng)起來(lái)保護(hù)瀕危動(dòng)物。為了達(dá)到這一目的，他們選擇了非常吸引人眼球的檸檬黃色和橙色閃點(diǎn)和光點(diǎn)，并且特別處理了文字的跳躍和對(duì)比，在這次的可視化數(shù)據(jù)過(guò)程中把很多精力都放在了對(duì)視覺(jué)語(yǔ)言的提煉和選擇上，追求傳播效果。另外還有廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)商學(xué)院的學(xué)者李宏，認(rèn)為可以將敘事設(shè)計(jì)加入新冠肺炎疫情數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)之中，為的是減少民眾不必要的恐慌情緒，刻意地減輕人們對(duì)疫情信息所產(chǎn)生的心理負(fù)擔(dān)。在這種類型的可視化數(shù)據(jù)工作中，傳遞信息成為了重點(diǎn)。在這種情況下，數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)者也就是信息的傳播者，這種傳播數(shù)據(jù)的行為就是針對(duì)信息的“編碼與解碼”。信息通過(guò)傳播者的編碼進(jìn)入流通環(huán)節(jié)，并由信道傳輸至受眾，受眾接收到編碼后，根據(jù)自身的情境進(jìn)行解讀。數(shù)據(jù)可視化則通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)，將編碼和解碼的環(huán)節(jié)直接打通，受眾直接獲取數(shù)據(jù)源，因而大大減輕了解碼過(guò)程中需要的能量損耗，觸及信息核心。

（三）美學(xué)型

數(shù)據(jù)可視化隨著互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展而發(fā)展，它不僅被應(yīng)用在傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)、天氣、實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域，而且隨著時(shí)間向前，和新興科技例如交互技術(shù)，AR、VR技術(shù)等等也聯(lián)系起來(lái)。在重視美學(xué)效果的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然和側(cè)重傳播的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)邏輯一樣，會(huì)在視覺(jué)語(yǔ)言上花費(fèi)功夫，也像展示型數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)一樣把技術(shù)當(dāng)作重點(diǎn)，但其最終目的不僅在于數(shù)據(jù)的交流和理解，也在于利用數(shù)據(jù)可視化來(lái)進(jìn)行一種美學(xué)上的創(chuàng)造。例如上海工程大學(xué)的學(xué)者LIQI，介紹了Paras Kaul創(chuàng)作的3D游戲，“工作思維花園”，腦電波的活動(dòng)決定了旅程的進(jìn)程，根據(jù)用戶的大腦頻率創(chuàng)造出游戲體驗(yàn)。類似的還有北京郵電大學(xué)的學(xué)者李鐵萌介紹的Jason Salavon的作品《Shoes，Domestics Produc—tion》，是以美國(guó)1960年至1998年期間生產(chǎn)的31種鞋的生產(chǎn)為驅(qū)動(dòng)所創(chuàng)作的數(shù)據(jù)可視化作品，它既像一個(gè)俯視的噴泉，又像宇宙物質(zhì)的爆炸，有著獨(dú)特的美感。

數(shù)據(jù)可視化的美學(xué)設(shè)計(jì)邏輯，其實(shí)體現(xiàn)的是一種藝術(shù)家利用數(shù)據(jù)進(jìn)行的創(chuàng)作。在當(dāng)今時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)急速發(fā)展，數(shù)據(jù)也成為一種藝術(shù)表現(xiàn)的媒介。利用一些簡(jiǎn)單容易操作的數(shù)據(jù)軟件，藝術(shù)家創(chuàng)作了數(shù)據(jù)藝術(shù)作品。這種數(shù)據(jù)藝術(shù)作品，雖然被冠上了“藝術(shù)”的稱呼，但是本質(zhì)上仍然呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，只不過(guò)是，這種作品比起一般的數(shù)據(jù)可視化更增加了美學(xué)意義。這就要求數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)師有著良好的美學(xué)素養(yǎng)，能夠在傳遞信息的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造藝術(shù)的視覺(jué)感受。對(duì)于一些內(nèi)容不過(guò)分吸引人的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，藝術(shù)性能夠吸引人的目光，從而幫助數(shù)據(jù)信息的傳播；而對(duì)于難以理解的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，審美性增加了這種數(shù)據(jù)可視化的可讀性，從而也更好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳遞信息的本質(zhì)要求。

數(shù)據(jù)本身是一種理性客觀的存在，是一種沒(méi)有情感的事物，所以，并不具備吸引人的特點(diǎn)。而藝術(shù)美則能夠滿足人們的美學(xué)需求和情感需要，能夠吸引人們的目光，打動(dòng)人們的內(nèi)心。將冰冷的數(shù)據(jù)和藝術(shù)表現(xiàn)結(jié)合，能夠賦予枯燥的數(shù)據(jù)圖表生命力，使之真正地服務(wù)于人們的生活，可以被更多人理解和接受。所以藝術(shù)和數(shù)據(jù)的結(jié)合體現(xiàn)了一種互相補(bǔ)充的設(shè)計(jì)思路。從實(shí)用性角度來(lái)講，賦予數(shù)據(jù)以美學(xué)意義可能會(huì)顯得過(guò)分修飾，但是實(shí)際上，致力于打造一個(gè)具有美觀價(jià)值的數(shù)據(jù)可視化作品有著很大的實(shí)際意義。

三、結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯因?yàn)檫@項(xiàng)工作的開(kāi)放性，而產(chǎn)生了不同。不同的設(shè)計(jì)邏輯，體現(xiàn)的是數(shù)據(jù)可視化工作者對(duì)數(shù)據(jù)的解讀角度，利用方式和最終目標(biāo)，他們的可視化工作雖然都經(jīng)歷了對(duì)原始數(shù)據(jù)的加工，對(duì)映射和設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選擇、表現(xiàn)這幾個(gè)步驟，但是在這項(xiàng)工作開(kāi)展的過(guò)程中，他們作為設(shè)計(jì)者的思路，差異很大。當(dāng)明確了利用數(shù)據(jù)的目的，就能更好地使數(shù)據(jù)發(fā)揮作用，運(yùn)用合適的方式來(lái)展現(xiàn)數(shù)據(jù)的奧秘。

數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)師的處理，才能清晰直觀，而在這個(gè)處理過(guò)程中，難免會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。首先在于一些數(shù)據(jù)可視化的作品過(guò)分講究美感，而忽視數(shù)據(jù)信息的傳遞，舍本逐末，這樣做顯然就失去了數(shù)據(jù)的意義；還有一些數(shù)據(jù)可視化的作品沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，所呈現(xiàn)出來(lái)的信息過(guò)于豐富，產(chǎn)生了難以傳遞信息的問(wèn)題。解決這些問(wèn)題既需要對(duì)數(shù)據(jù)的深度掌握，也需要對(duì)視覺(jué)圖像有一定的表現(xiàn)能力。