數(shù)據(jù)可視化設(shè)計中簡單圖表的視覺思維

付若塵

摘 要：在當今社會，數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)逐步成為了設(shè)計行為的思考方式之一。它以圖形、色彩為基礎(chǔ)媒介，通過人類的視覺感知與大腦進行無縫信息交互，提高用戶對數(shù)據(jù)信息的理解程度。從視覺思維的角度出發(fā)，結(jié)合人本能的感知系統(tǒng)，從設(shè)計學(xué)、心理學(xué)方式入手，對數(shù)據(jù)可視化提出了視覺思維為基礎(chǔ)的應(yīng)用構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)圖表；可視化；視覺思維；色彩

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.040

1 視覺思維的概念

視覺是人類最復(fù)雜重要的感官之一，通過眼睛，能將外界所接觸到的信息傳入大腦，從而感知外界。人們對外界信息的感覺，最重要的通道就是視覺。

1.1 顏色視覺要素與用戶的聯(lián)結(jié)

1800年，楊格提出了第一個關(guān)于顏色視覺的理論——常人的眼睛有紅、綠、藍3種顏色感受器，而其他顏色則是透過這3種顏色混合所得的，外界的顏色透過感受器經(jīng)過大腦加工而形成視覺?；谶@個理論，色盲就是因為缺少其中一兩種感受器而導(dǎo)致的。但是，這一理論并不能有效解釋色盲患者無法區(qū)分色彩的原因（紅綠、黃藍），于是，引出了另一個理論——海林的拮抗加工理論。該理論是，所有的視覺體驗產(chǎn)生于3個基本體系，每個體系包含2種對立分子，即紅綠、黃藍等，當其中某一種色值受到過多的刺激時，就會產(chǎn)生它所對立的色值。

1.2 明度視覺要素與用戶的聯(lián)結(jié)

明度是眼睛對光源和物體表面明暗程度的感覺，它主要是由光線強弱和眼睛的適應(yīng)狀態(tài)決定的一種視覺經(jīng)驗?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，影響明度視覺的一個要素是周圍環(huán)境的光線強度，即在黑背景下，同樣明度的物體看起來比較明亮，反之，要想使物品顯得較為明亮，則需要使其與背景明度保持較大的差別。另一個對明度有影響的要素是眼睛的適應(yīng)狀態(tài)，其又可分為光適應(yīng)和暗適應(yīng)。人眼從暗處轉(zhuǎn)向亮處即光適應(yīng)，這個過程很快，大約不到1 min，而從亮處轉(zhuǎn)向暗處，其適應(yīng)性相對較慢，大約需要30 min甚至更長才能完全適應(yīng)。

2 視覺思維的本質(zhì)

不同于語言思維或者邏輯思維，視覺思維是一種創(chuàng)造性的思維方法，它所起到的作用更像是一座橋梁，連接感性思維與理性思維，從而貫通全局。它是從最基本的感性信息的“捕捉”到獲得普遍的理性概念的連續(xù)統(tǒng)一的過程。

3 數(shù)據(jù)圖表與視覺思維的關(guān)聯(lián)性

現(xiàn)代數(shù)據(jù)可視化設(shè)計不僅僅是單向的視覺設(shè)計或是單純地針對用戶的可用性研究設(shè)計，它已經(jīng)對視覺與可用性操作提出了混合化的要求。對數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計需求進行了心理學(xué)、視覺設(shè)計、交互設(shè)計的進一步解讀，將視覺思維理論作用于數(shù)據(jù)圖表設(shè)計中，使用戶能夠通過視覺靈敏地捕捉到屏幕信息軌跡，使大腦能夠快速從不同抽象平面水平上獲取意象，實現(xiàn)表象形態(tài)感知與抽象思維的連接，從而獲取有效的數(shù)據(jù)信息。

3.1 用戶在視覺思維中的本能需求

根據(jù)格式塔心理學(xué)研究，本能需求因素歸結(jié)于用戶的本能視覺思維偏好。人的大腦分左右腦，一主一輔來主導(dǎo)視覺。調(diào)查顯示，單一右腦型人群能夠獨立思考，運用想象力把信息圖像化、色彩化，具有很強的信息聯(lián)想力；單一左腦型人群的語言能力和計算能力較為出色，善于邏輯思考和推理。成功運用視覺思維理論數(shù)據(jù)可視化設(shè)計進行視覺指導(dǎo)，能成功地規(guī)避這2類單一性用腦人群，發(fā)揮他們各自的視覺特長，將藝術(shù)與邏輯較好地結(jié)合起來，成功引導(dǎo)雙方交互。

3.2 用戶視覺思維的文化差異需求

對于特定情況下的用戶需求設(shè)計，要考慮在不同文化領(lǐng)域之間還是在同一文化領(lǐng)域之間的差別，這些差別受地域、民族、性別、年齡層次和特定專業(yè)等的影響。在這些因素的作用下，本能的思維慢慢會發(fā)展成為復(fù)合型的偏用右腦型人群或偏用左腦型人群。

3.3 與視覺思維的關(guān)聯(lián)性

為了更好地給用戶呈現(xiàn)信息，需要在整個數(shù)據(jù)圖表的設(shè)計過程中引入視覺思維分析模式來規(guī)范指導(dǎo)設(shè)計。對整個設(shè)計過程中一系列層級結(jié)構(gòu)進行視覺歸納，考慮用戶自身視覺思維系統(tǒng)的特點和整個數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品的視覺認知效果。

4 視覺思維在數(shù)據(jù)圖表設(shè)計中的應(yīng)用

在早期的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計中，視覺設(shè)計并沒有被開發(fā)商和用戶重視，僅僅依靠單調(diào)的線框、基本顏色和文字組合進行簡易的人機交互。在數(shù)據(jù)爆發(fā)的今天，單一的數(shù)據(jù)變量已經(jīng)很難給用戶表達出所要呈現(xiàn)的復(fù)雜信息，如果想要產(chǎn)品在市場中更具競爭力，那么，開發(fā)商和設(shè)計師就需要針對用戶需求設(shè)計出更具有視覺直觀理解能力的數(shù)據(jù)圖表。

5 拾色器HSB取色

該方法適用于未知數(shù)量、變量的簡單圖表，利用簡單圖表表達多數(shù)據(jù)量的復(fù)雜信息，比如餅圖等。例如，想用1個餅圖來表示淘寶賣家的地域分布，總數(shù)小于5%的屬于其他。從視覺的角度來看，其基礎(chǔ)量大于10個地域，如果僅僅依靠不同顏色區(qū)分它們，將其放在1個餅圖中，則會因為顏色過多而顯得混亂；如果多個餅圖同時出現(xiàn)，也會因為雜亂難以分清主次，所以，考慮利用拾色器HSB的取色方法。此方法通過固定色相（H）在拾色器中形成了一張以飽和度（S）為X軸、明度（B）為Y軸的平面，在平面上找到1條端點色彩清晰、自然的線段，然后將線段等分，得到每個點的坐標，最后通過前端的代碼轉(zhuǎn)換得到每個端點的RGB，即得到了切開后的餅圖的顏色。具體的步驟是：①通過色盤取色（方法一）找到想要的色相；②找出1條端點色彩清晰、自然的線段，得到坐標；③根據(jù)需求，等分該線段，得到每個點的坐標；④通過HSB和RGB的轉(zhuǎn)換得到具體的色值。如果在多少等分都不清楚的情況下，可以給前端2個端點坐標，再通過代碼計算其中的等分情況。

6 結(jié)論

當儲存在大腦中的信息與外界信息相結(jié)合時，就會得出信息結(jié)果。在數(shù)據(jù)爆發(fā)的今天，信息的呈現(xiàn)越來越依靠計算機這個載體，而視覺思維則通過文字、圖形、色彩更加直觀、明了地把數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)給用戶。這方面的研究不僅局限在設(shè)計學(xué)上，它屬于跨學(xué)科范疇，其中，還會涉及到對心理學(xué)、符號學(xué)和哲學(xué)等方面的研究。同時，此次研究體會目前還只停留在理論分析層面，對于提出的解決方案還需要在后續(xù)的實踐中加以驗證和改進，將理論與實踐相結(jié)合，多多總結(jié)，試圖尋找更新的視角。

〔編輯：白潔〕