数据可视化基础(下) | 青训营笔记

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数据可视化基础(下) | 青训营笔记

这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第15天

格式塔理论

- 格式塔学派的理论核心是整体决定部分的性质,部分依从于整体。结构比元素重要,视觉形象首先作为统一的整体被认知。感知的事物大于眼睛见到的事物。
- 格式塔理论(Gestalt Laws)较为系统的对人类如何发现图形元素之间的相关性进行了全面总结,被广泛的应用在了视觉设计当中。

就近原则(Proximity)

  • 当视觉元素在空间距离上相距较近时,人们通常倾向于将他们归为一组
  • 将数据元素放在靠近的位置,可以突出它们之间的关联性

相似原则(Similarity)

  • 形状、大小、颜色、强度等属性方面比较相似时,这些物体就容易被看作一个整体

连续性原则(Continuation)

  • 人们在观察事物的时候会很自然地沿着物体的边界,将不连续的物体视为连续的整体

闭合原则(Closure)

  • 有些图形可能本身是不完整或者不闭合的,但主体有一种使其闭合的倾向,人们就会很容易地感知整个物体而忽略未闭合的特征

共势原则(Common movement)

  • 如果一个对象中的一部分都向共同的方向去运动,那这些共同移动的部分就易被感知为一个整体

对称性原则(Symmetry)

  • 对称的元素被视为同一组的一部分

图形与背景关系原则(Figure-ground)

  • 大脑通常认为构图中最小的物体是图形,而更大的物体则是背景
  • 跟凹面元素相比,凸面元素与图形相关联更多些

视觉编码

视觉编码是一种:将数据信息(属性+值)映射成可视化元素(可视化符号+视觉通道)的技术

可视化符号(Mark)

用于在可视化当中表现数据元素或元素之间的关联。

  • 当表示元素时Mark包括:点、线、面
  • 当表示关系时Mak包括:闭包、连线

视觉通道(Channel) 基于数据属性,控制可视化的符号展现样式,例如,点根据其所代表的数据属性的不同可有不同的形状与颜色。

  • 视觉通道有两种类型

    • 数量通道(Magnitude Channel)) 用于显示数据的数值属性(定量定序) 包括:位置、长度、角度、面积、深度、色温、饱 和度、曲率、体积。
    • 标识通道(Identity Channel) 用于显示数据的分类属性(是什么/在哪里) 包括:空间区域、色向、动向、形状

视觉编码的优先级 不同的视觉编码在表达信息的作用和能力上有不同的特性

  • 当利用数量通道编码表示数值属性时: 位置通道是最为精确的,其次是长度、角度、面积、深度、色温、饱和度、曲率、最后是体积
  • 当利用标识通道表示分类属性时: 划分空间区域最为有效,其后依次是色向、动向、形状

基础统计图表

柱状图(Bar)

  • 将柱子的高度(或宽度)映射到数值大小
  • 最基础的的柱形图,需要一个分类变量和一个数值变量。
  • 柱状图必须以0作为基准线,可以表示正值或负值
  • 在柱状图中,柱子可以分组展示
  • 柱状图是比较分类的数据的最佳选择

饼图(Pin)

  • 每个扇形的弧长(以及圆心角和面积)大小,表示该种类占总体的比例
  • 饼图最显著的功能在于表现“占比”
  • 饼图一般需要一个分类数据字段、一个连续数据字段
  • 分类字设的数据,在图表使用的语境下,应当构成一个整体(例如一班、二班、三班,构成了整个高一年级),而不能是独立、无关的。
  • 由于拼图用面积取代了长度,从而加大了对各个数据进行比较的难度,当需要对数据进行比较,分清孰大孰小,尤其是当数据接近时,柱状图更加合适

散点图(Scatter)

  • 一般通过点在空间上的位置信息来编码数据
  • 点可以根据需要绘制成不同的颜色
  • 点既可以是一个圆形,也可以用其他不同形状来替代。形状也是一个重要的视觉通道,用于编码不同数据信息
  • 可以通过更复杂的组合图形(glyphs)来编码多维度数据
  • 散点图适用于分析变量之间是否存在某种关系或相关性
  • 散点图适用于分析变量之间相关性的强弱,我们可以通过查看图上数据点的密度来确定相关性的强弱

折线图

  • 大多数情况下,折线图适用于轴为连续数据的场景, 但:

    • 也可以在轴为离散数据时使用:
    • 甚至可以用于分类数据时使用,如果分类数据的顺序是有意义的
    • 以上两种情况在插值计算时要格外注意 (离散数据不应该用曲线插值)

面向前端的可视化工具介绍

D3

D3.js是用于数据可视化的开源的JavaScript函数库,被认为是最好的 JavaScripti 可视化框架之一。 简单柱状图示例:link

Vega Vega是一种可视化语法。通过其声明式语言,可以用JSON格式描述可视化的视觉外观和交互行为,并使用 Canvas或SVG生成视图

简单柱状图示例:link

G2 套面向常规统计图表,以数据驱动的高交互可视化图形语法,具有高度的易用性和扩展性。使用G2,你可以无需关注图表各种繁琐的实现细节,一条语句即可使用Canvas或SVG构建出各种各样的可交互的统计图表。

简单柱状图示例:link

ECharts ECharts,一个使用JavaScript实现的开源可视化库,可以流畅的运行在PC和移动设备上,兼容当前绝大部分浏览器(IE9/10/11,Chrome,Firefox,Safari等),底层依赖矢量图形库ZRender,提供直观,交互丰富,可高度个性化定制的数据可视化图表

简单柱状图示例:link