零壹捌——数据可视化基础(上)| 青训营直播笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 17 天

什么是数据可视化

数据可视化分类

  • 科学可视化
    • 科学实验数据的直观展示
  • 信息可视化
    • 对抽象数据的直观展示
  • 可视分析
    • 对分析结果的直观展现,及交互式反馈,是一个跨领域的方向

为什么要数据可视化

  1. 记录信息
  2. 分析推理
  3. 证实架设
  4. 交流思想

可视化设计原则和方法

可视化设计原则

能够正确地表达数据中的信息而不产生偏差与歧义

###常见的错误可视化

  1. 透视失真
    • 经常发生在3D可视化中
    • 如果数字是由视觉元素表示的,那么它们应该与视觉元素的感知程度成正比
    • 使用清晰、详细和彻底的标签,以避免图形失真和含糊不清
  2. 图形设计&数据尺度
    • 图形的每一部分都会产生对其的视觉预期,这些预期往往决定了眼睛实际看到的东西
    • 错误的数据洞察,产生于在图形的某个地方发生的不正确的视觉预期推断
  3. 数据上下文
    • 通过可视化讲述观点和结论时,要将数据上下文补充全面,不然做出的图片可能含有误导性

谎言因子

控制图形中的谎言因子(Lie Factor,LF)

谎言因子:衡量可视化中所表达的数据量与之间的夸张程度的度量方法。

谎言因子=数据所对应的图形元素的相对变化量数据的真实变化量谎言因子=\frac{数据所对应的图形元素的相对变化量}{数据的真实变化量}\qquad
  • 当 LF=1 时,我们认为图表没有对数据实时进行扭曲,是一个可信的可视化设计。
  • 在实际当中,应当确保各部分图形元素的 LF 在 [0.95, 1.05] 范围内,否则,所产生的图标认为已经丧失了基本可信度。

可视化设计原则

            一个出色的可视化设计可在最短时间内,使用最少的空间、用最少
            的笔墨为观众提供最多的信息内涵。
                                                                    ———— Edward R. Tufte
  • 准确地展示数据
  • 节省笔墨
  • 节省空间
  • 消除不必要地“无价值”图形
  • 在最短时间内传达最多地信息

最大化数据墨水占比(Data-ink Ratio)

  • 可视化图形由墨水和空白区域构成
  • 数据墨水:可视化图形当中不可擦除的核心部分被称之为“数据墨水”
  • 擦除数据墨水将减少图形所传达的信息量
  • 数据墨水占比:可视化图形中用于展示核心数据的“墨水”在整体可视化所使用的墨水中的比例
Datainkratio=DarkinkTotalinkusedtoprintthegraphicsData-ink ratio=\frac{Dark-ink}{Total ink used to print the graphics}\qquad

可视化设计方法

  • 最重要的是展现数据
  • 合理范围内,最大化数据墨水占比
    • 擦除非数据墨水
    • 擦除冗余的数据墨水

视觉感知

可视化致力于**外部认知**,也就是说,怎样利用大脑以外的资源来增强大脑本身的认知能力。

什么是视觉感知

  • 感知
    • 是指客观事物通过人的感觉器官在人脑中形成的直接反映。
  • 感觉器官
    • 眼、耳、鼻、神经末梢
  • 视觉感知
    • 客观事物通过人的视觉在人脑中形成的直接反映

人类视觉系统观察的是变化,而不是绝对值,并且容易被边界吸引。

在可视化设计中,设计者需要充分考虑到人类感知系统的这些现象,以使得设计的可视化结果不会存在阻碍或误导用户的可视化元素。


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

  • 当视觉元素在空间上相距较近时,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

  • 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

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

闭合原则

  • 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而忽略未闭合的特征。

且将新火试新茶。诗酒趁年华。