數(shù)據(jù)可視化課件：數(shù)據(jù)可視化的任務(wù)和過(guò)程

數(shù)據(jù)可視化的任務(wù)和過(guò)程本章主要內(nèi)容D4.1

數(shù)據(jù)可視化的目的

D4.2

數(shù)據(jù)可視化的任務(wù)

D4.3

數(shù)據(jù)可視化的一般過(guò)程

D4.4

數(shù)據(jù)可視化的基本原則

D4.5

數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)組件4.1

數(shù)據(jù)可視化的目的1.模式2.相互關(guān)系3.有問(wèn)題的數(shù)據(jù)4.讓數(shù)據(jù)講故事模式相互關(guān)系D

大部分異常都只是筆誤而已，但有些異常卻真的存在，而它們就是有意思的地方，可以作為故事的重點(diǎn)。如果你遇到了異常，一定要確定它到底屬于前者還是后者。有問(wèn)題的數(shù)據(jù)4.2

數(shù)據(jù)可視化的基本任務(wù)1.概覽任務(wù)2.縮放任務(wù)3.過(guò)濾任務(wù)4.按需細(xì)化任務(wù)5.關(guān)聯(lián)任務(wù)6.歷史任務(wù)7.提取任務(wù)(1

)

概覽任務(wù)

用戶能夠獲得整個(gè)集合的概覽。

概覽可能包含可移動(dòng)的視

圖域框，用戶用它來(lái)控制

細(xì)節(jié)視圖的內(nèi)容，允許縮

放因子在3~30之間。七個(gè)基本任務(wù)(2

)

縮放任務(wù)

用戶能夠放大感興趣的條目。用戶通常對(duì)集合中的某個(gè)部分感興趣，需要使用工具控制縮放焦點(diǎn)和縮放因子。

平滑的縮放有助于用戶保持他們的位置感和上下文?？s放在針對(duì)小

顯示器的應(yīng)用程序中特別重要。(3)

過(guò)濾任務(wù)

用戶能夠?yàn)V掉不感興趣的條目。當(dāng)用戶控制顯示的內(nèi)容時(shí)，他們能夠通過(guò)去除不想要的條目而快速集中他們的興趣。(4

)

按需細(xì)化任務(wù)

用戶能夠選擇一個(gè)條目或一個(gè)組來(lái)獲得細(xì)節(jié)。通常的方法是僅在條目上點(diǎn)擊，然后在單獨(dú)或彈出的窗口中查看細(xì)節(jié)。按需細(xì)化窗口可能包含到更多信息的鏈接。(5

)

關(guān)聯(lián)任務(wù)

用戶能夠關(guān)聯(lián)集合內(nèi)的條目或組。

在視覺(jué)顯示之內(nèi)，有機(jī)會(huì)按接近性、

包容性、連線或顏色編碼來(lái)顯示關(guān)系。

突出顯示技術(shù)能夠被用于引起對(duì)有數(shù)千條目的域中某些條

目的注意。指向視覺(jué)顯示能夠允許快速選擇，且反饋是明顯的。(7

)

提取任務(wù)

用戶能夠允許子集和查詢參數(shù)的提取。一旦用戶獲得了他們想要的條目或條目集合，對(duì)他們有用的是，

他們能夠提取該集合并保存它、

通過(guò)電子郵件發(fā)送它或把它插入統(tǒng)計(jì)或呈現(xiàn)的軟件包中。(6)

歷史任務(wù)

用戶能夠保存動(dòng)作歷史以支持撤銷(xiāo)、回放和逐步細(xì)化。

信息探索是一個(gè)有很多步驟的過(guò)程，

所以保存動(dòng)作的歷史并允許用戶追溯其步驟是重要的。4.3

數(shù)據(jù)可視化的一般過(guò)程?描述了從數(shù)據(jù)空

間到可視空間的

映射?體現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理

和圖形繪制的嵌

套組合可視化流水線模型Haber,R.B.and

McNabb,D.A.

Visualizationidioms:A

conceptual

model

for

scientificvisualization

systems,1990.科學(xué)可視化流程Card,S.K.,Mackinlay,J.D.,and

Shneiderman,B.,editors.Readings

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Visualization:Using

Vision

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Think,1999.信息可視化流程By

C

Solte.可視化循環(huán)模型By

Jark

Van

Wijk回路模型Keim

D,Zhang

L.Solving

problems

with

visual

analytics

challenges

and

applications[C]

European Conference

on

Machine

Learning.Knowledge

Discovery

in

Databases.Elsevier

B.V.20111-4.人機(jī)交互可視化模型—可視分析模型數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)的基本原則1.正確的可視化故事與視圖選擇2.圖表的可讀性3.

美學(xué)原則4.

合理的信息密度篩選5.

恰當(dāng)?shù)目梢暬换?.

自然的可視化隱喻7.

適度的動(dòng)畫(huà)與過(guò)渡4.4網(wǎng)格及其標(biāo)注的合理使用可視化元素的平衡分布21正確使用顏色(色彩美)合理使用網(wǎng)格構(gòu)圖美??可視化中的美學(xué)因素(a)不完整的可視化結(jié)果，用戶無(wú)法得知幾條曲線的意義;(b)一個(gè)完整的可視化結(jié)果。認(rèn)真仔細(xì)地對(duì)待可視化設(shè)計(jì)中的標(biāo)注?

聚焦?

平衡?

簡(jiǎn)單布局原則(布局美)???恰當(dāng)?shù)慕换?/p>

交互之前有引導(dǎo)，交互之后有反饋

保證交互操作的直觀性、易理解性和易記憶性

用信息輪播、動(dòng)畫(huà)等效果自動(dòng)切換數(shù)據(jù)信息，以推進(jìn)可視化故事的敘述.隱喻(metaphor)的一種在視覺(jué)上將目標(biāo)物體/形象與另一領(lǐng)域的(源)物體進(jìn)行相似性對(duì)比什么是視覺(jué)隱喻常用于廣告、平面設(shè)計(jì)等?將數(shù)據(jù)特性與自然界真實(shí)物體結(jié)合起來(lái)?通過(guò)讀者對(duì)自然界物體的認(rèn)知來(lái)增強(qiáng)可視化表達(dá)效果?體現(xiàn)了可視化設(shè)計(jì)的人本思想可視化隱喻猴面包樹(shù)(baobabview)：使用樹(shù)表達(dá)分類(lèi)隱喻：樹(shù)Textflow：使用流來(lái)表達(dá)文本主題演化隱喻：河流巧用動(dòng)畫(huà)與過(guò)渡

增加可視化結(jié)果視圖的豐富性與可理解性；

增強(qiáng)重點(diǎn)信息或者整體畫(huà)面的表現(xiàn)力。

原則；?適量原則?統(tǒng)一原則?易理解原則D1.

輔助不同視圖/不同可視化視覺(jué)通道的變換D

如果可視化的信息篩選

后，密度仍然較大，可設(shè)計(jì)

多個(gè)視圖用于展示各種數(shù)據(jù)

表達(dá)的信息。

動(dòng)畫(huà)適用場(chǎng)景動(dòng)畫(huà)適用場(chǎng)景D

可視化視覺(jué)通道(數(shù)據(jù)

量、表現(xiàn)形式/狀態(tài))發(fā)生

變化時(shí)，為了減輕視圖變化給用戶帶來(lái)的“沖擊”，避免用戶在變化中迷失，可以

使用動(dòng)畫(huà)的形式過(guò)渡。不同圖表類(lèi)型切換動(dòng)效動(dòng)畫(huà)適用場(chǎng)景D2.

交互反饋效果D

實(shí)時(shí)的反饋效果有助于用戶獲得此次操作的確認(rèn)，

避免用戶盲目重復(fù)操作。D

當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到特定可視化區(qū)域，出現(xiàn)光暈或者微

動(dòng)效發(fā)生相應(yīng)變化，以指引用戶進(jìn)行操作。動(dòng)畫(huà)適用場(chǎng)景D

3.

微交互動(dòng)效，引起注意

視覺(jué)通道經(jīng)常有運(yùn)動(dòng)、閃爍、

虛擬物體的動(dòng)作等動(dòng)畫(huà)效果，

增加趣味性閃爍動(dòng)效，吸引注意力

坐標(biāo)系：

用散點(diǎn)圖映射數(shù)據(jù)和用圓餅圖是不一樣的。

標(biāo)尺：有意義的增量可以增強(qiáng)可讀性，就像改變焦點(diǎn)一

樣。

背景信息：如果可視化產(chǎn)品的讀者對(duì)數(shù)據(jù)不熟悉，則應(yīng)

該闡明數(shù)據(jù)的含義以及讀圖的方式。

4.5

數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)組件

視覺(jué)隱喻4.5.2

坐標(biāo)系三種坐標(biāo)系

直角坐標(biāo)系(笛卡爾坐標(biāo)系)

極坐標(biāo)系

地理坐標(biāo)系4.5.2

坐標(biāo)系(1)直角坐標(biāo)系

是最常用的坐標(biāo)系(如條形圖、散點(diǎn)圖)。通?？?/p>

以認(rèn)為坐標(biāo)就是被標(biāo)記為(x,

y

)的XY值對(duì)。坐標(biāo)

的兩條線垂直相交，取值范圍從負(fù)到正，組成了坐

標(biāo)軸。

直角坐標(biāo)系還可以向多維空間擴(kuò)展。

三維空間可以用(x,

y,

z

)三值對(duì)來(lái)替代(x,

y

)。

可以用直角坐標(biāo)系來(lái)畫(huà)幾何圖形。4.5.2

坐標(biāo)系(2)極坐標(biāo)系

由一個(gè)圓形網(wǎng)格構(gòu)成，最右邊的點(diǎn)是零度。

角度越大，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)越多。

距離圓心越遠(yuǎn)，半徑越大。

極坐標(biāo)系沒(méi)有直角坐標(biāo)系用得多，

但在角度和方向很重要時(shí)它會(huì)更有用。4.5.2

坐標(biāo)系(3)地理坐標(biāo)系

映射位置數(shù)據(jù)。

位置數(shù)據(jù)的形式通常是用緯度和經(jīng)度來(lái)描述，分別相對(duì)于赤道和子午線的角度，有時(shí)還包含高度。

相對(duì)于直角坐標(biāo)系，緯度就好比水平軸，經(jīng)度就好比垂直軸。也就是說(shuō)，相當(dāng)于使用了平面投影。4.5.2

坐標(biāo)系

繪制地表地圖最關(guān)鍵的地方是要

在二維平面上顯示球形物體的表

面，被稱(chēng)為投影。

當(dāng)把一個(gè)三維物體投射到二維平面上時(shí)，會(huì)丟失一些信息，與此同時(shí)，其他信息則被保留下來(lái)了。4.5.3

標(biāo)尺標(biāo)尺

坐標(biāo)系指定了可視化的維度，而標(biāo)尺則指定了在每一個(gè)維度里數(shù)據(jù)映射到哪里。三種基本標(biāo)尺：

數(shù)字標(biāo)尺

分類(lèi)標(biāo)尺

時(shí)間標(biāo)尺0

1

2

3分類(lèi)標(biāo)尺離散的條形A

B

C

D順序標(biāo)尺有序的分類(lèi)標(biāo)尺可怕的

壞的

好的

很好的時(shí)間標(biāo)尺以月、日或小時(shí)為單位百分比標(biāo)尺描述整體中的部分對(duì)數(shù)標(biāo)尺關(guān)注百分比變化線性標(biāo)尺數(shù)值等距分布1月

2月

3月

4月

5月0%

25%

50%

75%

100%0

10

100

1000

100004E非常好

其上的間距相等，因此，在標(biāo)尺的低端測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離，和在標(biāo)尺高端測(cè)量的結(jié)果是一樣的。

對(duì)數(shù)標(biāo)尺隨著數(shù)值的增加而壓縮。不像線性標(biāo)尺那樣被廣泛使用。但

關(guān)心百分比變化而不是原始計(jì)數(shù)，或者數(shù)值的范圍很廣，對(duì)數(shù)標(biāo)尺很

有用。

百分比標(biāo)尺通常也是線性的，用來(lái)表示整體中的部分時(shí)，最大值是100％(所有部分總和是100％)。4.5.3

標(biāo)尺(1)數(shù)字標(biāo)尺

為不同的分類(lèi)提供視覺(jué)分隔。

通常和數(shù)字標(biāo)尺一起使用。

分類(lèi)間的間隔是隨意的，和數(shù)值沒(méi)有關(guān)系。

對(duì)于分類(lèi)的順序標(biāo)尺來(lái)說(shuō)，順序很重要。比如，將電影的分類(lèi)排名數(shù)據(jù)按從糟糕的到非常好的這種順序顯示，能幫助觀眾更輕松地判斷和

比較影片的質(zhì)量。4.5.3

標(biāo)尺(2)分類(lèi)標(biāo)尺

時(shí)間是連續(xù)變量。

可以把時(shí)間數(shù)據(jù)畫(huà)到線性標(biāo)尺上，也可以將其分成月份或者星期這樣的分類(lèi)，作為離散變量處理。

也可以是周期性的，總有下一個(gè)正午、下一個(gè)星期六和下一個(gè)一月份。(3)時(shí)間標(biāo)尺4.5.3

標(biāo)尺

幫助更好地理解數(shù)據(jù)相關(guān)的5W信息，即何人、何事、何時(shí)、何地、為何，可以使數(shù)據(jù)更清晰，并且能正確引導(dǎo)讀者。

有時(shí)背景信息是直接畫(huà)出來(lái)的，有時(shí)則隱含在媒介中。4.5.4

背景信息背景信息