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大資料視覺化原理

本章學習目標
• 瞭解視覺感知和認知的含義
• 掌握格式塔理論原則
• 瞭解視覺通道的含義
• 掌握資料視覺化的設計技巧
感知
指客觀事物通過人的感覺器官在人腦中形成的直接反映。
認知
指人們獲得知識或應用知識的過程,或資訊加工的過程,簡單說就是我們如何理解和解釋看到的東西。
記憶在人類認識過程中起著至關重要的作用,但工作記憶容量十分有限。
視覺化可以作為外部輔助來增強工作記憶觀察物體的變化需要集中注意力在視覺化中突出變化,可以減少認知負擔
格式塔理論
結構比元素重要,視覺形象首先作為統一的整體被認知。
格式塔理論的八大原則: 1、接近原則 2、相似原則 3、連續原則 4、閉合原則 5、共勢原則 6、好圖原則 7、對稱原則 8、經驗原則


1、接近原則
當視覺元素在空間距離上相距校近時人們通常傾向於將它們歸為一組
2、相似原則
人們在觀察事物的時候,會自然地根據事物的相似性進行感知分組。即通常依據對形狀、顏色光照或其他的性質的感知決定分組。
3、連續原則
人們在觀察事物時,會很自然地沿著物體的邊界,將不連續的物體視為連續的整體。
4、閉合原則
在某些視覺映像中,其中的物體可能是不完事的或不閉合的。只要物體形狀足以表徵物體本身,人們會很容易地感知整個物體而忽視未閉合的徵。
5、共勢原則
一組物體具有沿著相似的光滑路徑運動趨勢或具有相似的排列模式時,將被識別為同一類物體
6、好圖原則
人眼通常會消除複雜性和不熟悉性來理解被識別的物體。
7、對稱原則
人的意識傾向於將物體識別為沿某點或某軸對稱
的形狀。
8、經驗原則
某些情形下視覺感知與過去的經驗有關。如果兩個物體看上去距離相近,或者時間間隔小,那麼它們通常被識別為同一類
格式塔的基本思想:
視覺形象首先是作為統一的整體被認知的,而後才以部分的形式被認知。
資料視覺化的核心內容:視覺化編碼將資料資訊對映成視覺化元素的技術就是視覺化編碼
1)幾何標記(圖形元素)
指影象中的基本圖形元素,即原始的幾何圖形
元素,例如:點、線、面等。
點:零維標記 線:一維標記 面:二維標記
標記具有分類的性質,因此不同的標記可用於編碼不同的資料屬性。
2)視覺通道
指用於控制標記的展示特性(外觀)。與幾何元素的維度無關。
常用視覺通道
位置:水平位置 、垂直位置、水平和垂直位置等
顏色:色調、飽和度、透明度
尺寸:長度(一維尺寸)、面積(二維尺寸)、體積(三維尺寸)
形狀:
運動:

標記確定了視覺化的形式(點線面),而視覺通道則是確定了視覺化的外觀樣式(位置顏色形狀)。
視覺通道分為二種型別:
1)定性/分型別:描述資訊物件是什麼或在哪裡。適合編碼分型別的資料資訊
2)定量/定序型:描述資訊物件某一屬性的具體數值是多少。適合編碼有序型的或數值型的資料資訊。
不同視覺通道有不同的表現力和有效性

表現力判斷標準
1)精確性:描述人們從視覺化中獲取的資訊結果和原始資料的吻合程度2)可辨認性:描述的是如何在給定的取值範圍內,選擇合適數目的不同取值,使得人們能夠輕易地區分這些不同的數值3)可分離性:主要描述的是在表達資料的時候,不同視覺通道之間的干擾問題(比如定量型視覺通道的顏色飽和度和定性型視覺通道的顏色色調同時出現會造成干擾問題)4)視覺突出:指的是人們可以依靠本能的感知能力,在很短時間內發掘出其化所有物件都不相同的物件。
如何合理的使用視覺通道
1)識別資料型別2)確定想要傳遞的資訊3)選用合適的標記與視覺通道4)持續迭代這一過程,完成視覺化設計
資料視覺化設計原則
1)為使用者設計作品2)為作品的內容分類3)版式中的元素對齊4)視覺要素的重複/統一5)作品內容的對比/強調6)表述準確、簡潔
資料視覺化設計技巧
1)建立視覺層次,用醒目的顏色突出資料,淡化其他元素
2)高亮顯示重點內容
3)提升不同區域的色階跨度(比如越來越高)
4)藉助場景來表現資料指標(冠軍,第二個,第三個)
5)將抽象的不易理解的數字轉換為容易被人感知的圖表
6)儘量讓圖表簡潔