这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 15 天
一、什么是数据可视化
数据可视化，是关于数据视觉表现形式的科学技术研究。其中，这种数据的视觉表现形式被定义为，一种以某种概要形式抽提出来的信息，包括相应信息单位的各种属性和变量。
它是一个处于不断演变之中的概念，其边界在不断地扩大。主要指的是技术上较为高级的技术方法，而这些技术方法允许利用图形、图像处理、计算机视觉以及用户界面，通过表达、建模以及对立体、表面、属性以及动画的显示，对数据加以可视化解释。与立体建模之类的特殊技术方法相比，数据可视化所涵盖的技术方法要广泛得多。
1.数据可视化的分类
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科学可视化
- 科学实验数据的直观展示
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信息可视化
- 对抽象数据的直观展示
2.为什么要数据可视化
- 记录信息
- 分析推理
- 证实假设
- 交流思想
二、可视化设计原则和方法
能够正确地表达数据中的信息而不产生偏差与歧义
1.常见错误可视化
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透视失真
- 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。
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图形设计&数据尺度
- 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。
- 数据上下文
2.可视化设计原则
一个出色的可视化设计可在最短的时间内，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
- 准确地展示数据
- 节省笔墨
- 节省空间
- 消除不必要的“无价值”图形
- 在最短时间内传达最多的信息
3. Data-ink Ratio
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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披称之为“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
4.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
- 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。
5.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。
6.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
7.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。
8.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。
9.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
10.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。
11.对称性原则（Symmetry)
对称的元素被视为同一组的一部分
12.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
三、视觉编码
视觉编码是一种：将数据信息映射成可化元素的技术。
1.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Mark包括：闭包、连线
2.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。
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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。
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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：空间区或、色向、动可、形状
3.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。
