人機(jī)交互設(shè)計(jì) 課件 第8章 信息可視化與大數(shù)據(jù)應(yīng)用

人機(jī)交互設(shè)計(jì)第八講信息可視化與大數(shù)據(jù)應(yīng)用延遲符信息可視化發(fā)展歷史與概念信息可視化的相關(guān)概念信息可視化設(shè)計(jì)的流程目錄CONTENTS12301信息可視化發(fā)展歷史與概念1.1信息可視化發(fā)展簡(jiǎn)史可視化由17世紀(jì)之前的圖表萌芽階段開(kāi)始，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：物理測(cè)量階段圖形符號(hào)階段現(xiàn)代啟蒙階段多維信息的可視化編碼階段多維統(tǒng)計(jì)圖形階段交互可視化階段可視分析學(xué)階段01信息可視化發(fā)展歷史與概念1.1信息可視化發(fā)展簡(jiǎn)史可視化由17世紀(jì)之前的圖表萌芽階段開(kāi)始，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：物理測(cè)量階段圖形符號(hào)階段現(xiàn)代啟蒙階段多維信息的可視化編碼階段多維統(tǒng)計(jì)圖形階段交互可視化階段可視分析學(xué)階段01信息可視化發(fā)展歷史與概念1.1信息可視化發(fā)展簡(jiǎn)史可視化由17世紀(jì)之前的圖表萌芽階段開(kāi)始，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：物理測(cè)量階段圖形符號(hào)階段現(xiàn)代啟蒙階段多維信息的可視化編碼階段多維統(tǒng)計(jì)圖形階段交互可視化階段可視分析學(xué)階段02信息可視化的相關(guān)概念2.1信息的概念關(guān)于“信息”，辭海給出的解釋為：（1）音信；消息：互通信息、遠(yuǎn)隔重洋，信息不通。（2）通信系統(tǒng)傳輸和處理的對(duì)象，一般指事件或資料數(shù)據(jù)。02信息可視化的相關(guān)概念2.2可視化的概念可視化對(duì)應(yīng)的英文單詞為

“Visualize”和“Visualization”，可視化是將數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)等內(nèi)容轉(zhuǎn)換為圖形進(jìn)行展示的一種方法，最早出現(xiàn)于計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域。02信息可視化的相關(guān)概念2.2可視化的概念（1）科學(xué)可視化（ScientificVisualization）（2）數(shù)據(jù)可視化（DataVisualization）（3）信息可視化（InformationVisualization）信息可視化的定義為：對(duì)抽象數(shù)據(jù)使用計(jì)算機(jī)支持的、交互的、可視化的表示形式以增強(qiáng)認(rèn)知能力。（4）知識(shí)可視化（KnowledgeVisualization）知識(shí)可視化被認(rèn)為是在信息可視化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，使用視覺(jué)描述來(lái)推動(dòng)群體知識(shí)的傳達(dá)和創(chuàng)意創(chuàng)造的新生領(lǐng)域，旨在提高視覺(jué)特征在至少兩個(gè)人之間的知識(shí)傳播和創(chuàng)新的作用。（5）可視化分析（VisualAnalytics）02信息可視化的相關(guān)概念2.3．可視化分析可視化分析（VisualAnalytics）于2004年由美國(guó)的國(guó)家可視化和分析中心（NationalVisualizationandAnalyticsCenter，NVAC）提出;可視化分析強(qiáng)調(diào)結(jié)合計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)和人的智慧，即在采用有效的自動(dòng)化分析方法的同時(shí)，允許經(jīng)驗(yàn)豐富的研究者將自身的背景知識(shí)和想法與自動(dòng)化分析方法融合，從而獲得理想的結(jié)果。03信息可視化設(shè)計(jì)的流程3.1問(wèn)題刻畫(huà)1．思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖最初是20世紀(jì)70年代英國(guó)人托尼·博贊（TonyBuzan）創(chuàng)造的一種筆記方法，是能夠很好的對(duì)邏輯思維起到輔助作用的工具。2．思維導(dǎo)圖的常規(guī)創(chuàng)建方法03信息可視化設(shè)計(jì)的流程3.1問(wèn)題刻畫(huà)：3．常見(jiàn)思維導(dǎo)圖軟件CampstoolsMindmapperXmindFreeMindMindManagerInspiration億圖腦圖MindMaster億圖圖示03信息可視化設(shè)計(jì)的流程3.2數(shù)據(jù)整理進(jìn)行數(shù)據(jù)整理的方法包括調(diào)查研究和數(shù)據(jù)整理兩個(gè)階段，通過(guò)調(diào)查研究來(lái)?yè)碛写_鑿證據(jù)的信息數(shù)據(jù)，用來(lái)支撐起整個(gè)設(shè)計(jì)框架；另外，面對(duì)眾多的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)數(shù)據(jù)整理，篩選出最能說(shuō)明問(wèn)題的數(shù)據(jù)信息是首要關(guān)鍵步驟。在數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，需要完成數(shù)據(jù)的審核、篩選和排序等工作。信息精簡(jiǎn)，即通過(guò)思考和認(rèn)知對(duì)有效信息進(jìn)行分析和選取，簡(jiǎn)化信息，使其更便于用戶理解。此時(shí)，我們需要提煉三種文字：核心文字、可選擇性文字和可替換文字。03信息可視化設(shè)計(jì)的流程3.3設(shè)計(jì)編碼和交互方法信息可視化的核心內(nèi)容：設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)類型相關(guān)的視覺(jué)編碼及交互方法。在設(shè)計(jì)階段還需要考慮的問(wèn)題不僅是內(nèi)容，還有形式的問(wèn)題，即設(shè)計(jì)風(fēng)格與圖形符號(hào)的應(yīng)用。03信息可視化設(shè)計(jì)的流程3.4實(shí)現(xiàn)算法和交互依據(jù)前面所設(shè)計(jì)的內(nèi)容創(chuàng)建正確的完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的算法。從巨大的呈現(xiàn)多樣性空間中選擇最合適的編碼形式是關(guān)鍵。04數(shù)據(jù)分類1．什么是數(shù)據(jù)？（1）數(shù)據(jù)是事實(shí)：數(shù)據(jù)是未經(jīng)組織和處理的離散的、客觀的觀察。在沒(méi)有上下文提示，以及背景信息引導(dǎo)的時(shí)候，數(shù)據(jù)本身是沒(méi)有價(jià)值和意義的。（2）數(shù)據(jù)是信號(hào)：從獲取信號(hào)的角度來(lái)理解，數(shù)據(jù)是基于感知通道的信號(hào)刺激，人的感知通道包括：視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和觸覺(jué)，也是我們常說(shuō)的五感。（3）數(shù)據(jù)是符號(hào)：在表現(xiàn)上來(lái)說(shuō)，無(wú)論數(shù)據(jù)本身有什么意義，數(shù)據(jù)都可以定義為表達(dá)感官刺激或感知的符號(hào)集合，即某個(gè)對(duì)象、事件或所處環(huán)境的屬性。04數(shù)據(jù)分類2．什么是大數(shù)據(jù)？大數(shù)據(jù)是指利用常用軟件工具捕獲、管理和處理數(shù)據(jù)所耗時(shí)間超過(guò)可容忍時(shí)間的數(shù)據(jù)集。特征:多樣化（variety）、海量（volume）、快速（velocity）、靈活（vitality）和復(fù)雜性（complexity）。3．大數(shù)據(jù)的分類：（1）時(shí)空數(shù)據(jù)（2）非時(shí)空數(shù)據(jù)；（3）結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（4）非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。04數(shù)據(jù)分類4.信息可視化與大數(shù)據(jù)信息可視化中的信息主要來(lái)源于數(shù)據(jù)，不同的信息可視化類型必然對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)表現(xiàn)類型，并且依托于數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來(lái)。05信息可視化的表現(xiàn)類型及成功要素5.1以焦點(diǎn)為核心的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)——點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化包括散點(diǎn)圖、熱力圖、關(guān)系圖和蜂窩圖等。05信息可視化的表現(xiàn)類型及成功要素5.2以線段為核心的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)——線數(shù)據(jù)可視化線數(shù)據(jù)可視化包括折線圖、路徑圖、線熱力圖等。05信息可視化的表現(xiàn)類型及成功要素5.3以面積為核心的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)——面數(shù)據(jù)可視化面數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)包括餅狀圖、柱狀圖和?；鶊D等。05信息可視化的表現(xiàn)類型及成功要素5.3以面積為核心的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)——面數(shù)據(jù)可視化面數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)包括餅狀圖、柱狀圖和?；鶊D等。05信息可視化的表現(xiàn)類型及成功要素5.4數(shù)據(jù)可視化的成功要素第一:新穎。第二:信息要充實(shí)。第三:高效。第四:美感。06數(shù)據(jù)可視化的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)數(shù)據(jù)可視化的難點(diǎn)第一：充分考慮用戶的閱讀和理解能力。第二：保障數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。第三：注意數(shù)據(jù)分析的邏輯性。第四：圖表種類繁多，應(yīng)選擇最合適的圖標(biāo)類型。第五：設(shè)計(jì)圖表時(shí)應(yīng)考慮細(xì)節(jié)。第六：針對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，宜采用交互式設(shè)計(jì)。06數(shù)據(jù)可視化的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)第一：用好信息圖。第二：體現(xiàn)數(shù)據(jù)的特征。第三：選擇合適的圖形。第四：簡(jiǎn)明扼要說(shuō)重點(diǎn)。第五：靈活機(jī)動(dòng)地使用標(biāo)注。第六：不要用讓人容易分心的字體或元素。第七：信息圖的合理排列。06數(shù)據(jù)可視化的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)第一：用好信息圖。第二：體現(xiàn)數(shù)據(jù)的特征。第三：選擇合適的圖形。第四：簡(jiǎn)明扼要說(shuō)重點(diǎn)。第五：靈活機(jī)動(dòng)地使用標(biāo)注。第六：不要用讓人容易分心的字體或元素。第七：信息圖的合理排列。07手機(jī)APP中數(shù)據(jù)可視化特點(diǎn)1．直觀性2．易讀性3．藝術(shù)性08信息可視化在各領(lǐng)域的應(yīng)用及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1．信息可視化在各領(lǐng)域的應(yīng)用08信息可視化在各領(lǐng)域的應(yīng)用及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1．信息可視化的發(fā)展趨勢(shì)（1）物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)可視化。（2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、