数据可视化基础 | 青训营笔记

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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 1天

什么是数据可视化?

顾名思义,数据可视化就是将数据转换成图或表等,以一种更直观的方式展现和呈现数据。通过“可视化”的方式,我们看不懂的数据通过图形化的手段进行有效地表达,准确高效、简洁全面地传递某种信息,甚至我们帮助发现某种规律和特征,挖掘数据背后的价值。

示例:

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数据可视化分类

  • 科学可视化(科学实验的直观展示)

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  • 信息可视化(对抽象数据的直观展示)

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  • 可视化(对分析结果的直观展示,及交互式反馈,是一个跨领域的方向)

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为什么要数据可视化

  1. 记录信息
  2. 分析推理
  3. 证实假设
  4. 交流思想

安斯库姆四重奏 Anscombe'sQuartet

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可视化设计原则和方法

常见的错误可视化

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透视失真

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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

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图形的每一部分都会产生对其的视觉预期(visual expectation) :

  • 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。

一个典型的例子:轴刻度,我们期望它从始至终能够保持连贯且一致。

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数据上下文

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撒谎因子

  • 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数据之间的夸张程度的度量方法。 谎言因子=数据所对应的图形;
  • 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,所产生的图表认为已经丧失了基本可信度。

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

An excellent visualization design givesto the viewer the greatest number ofideas in the shortest time with the **leastink **in the smallest space. 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。------Edward R.Tufte

  • 准确地展示数据(Show the data, and tell the truth)
  • 节省笔墨(Use the least amount of ink)
  • 节省空间(Don't waste space)
  • 消除不必要的“无价值”图形(Eliminate non-essentials and redundancie)
  • 在最短时间内传达最多的信息(Give the viewer the gsreatest number of ideas in the shortest time)

最大化数据墨水占比(Data-lnk 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列

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低数据墨水占比:

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高数据墨水占比:

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  • 绝大多数墨水都是数据墨水
    • 用于绘制散点和对应标签
  • 10%-20%的墨水是非数据墨水
    • 用于绘制坐标轴和刻度线
    • 并非所有的非数据墨水都没有用(例如坐标轴信息)。

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两个擦除原则:

    • 擦除非数据墨水
    • 擦除冗余的数据墨水
  • 非数据墨水是指不能描绘有价值信息的墨水:**

    • 有时,非数据墨水会使数据变得混乱不堪
    • 并非所有的非数据墨水都没有用(例如坐标轴信息)。
  • 冗余的数据墨水描述了信息,但它重复显示了信息。

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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

  • 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

  • 眼睛、耳朵、鼻子、神经末梢

那么视觉感知

  • 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

认知过程

认知心理学将认知过程看成由信息的获取、分析、归纳、解码、储存、概念形成、提取和使用等一系列阶段组成的按一定程序进行的信息加工系统。 科学领域中,认知是包含注意力、记忆、产生和理解语言、解决问题,以及进行决策的心理过程的组合。

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相对判断和视觉假象

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结论

  • 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。

总结:通过本课,让我对数据可视化有了更清晰的概念,以对数据可视化的运用也有了更深层次的理解