信息可視化設(shè)計中的開放性思維

李謙升

摘要：信息可視化設(shè)計在信息時代的作用異常重要，也是學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。信息可視化用于解決海量數(shù)據(jù)與人類認(rèn)知能力之間的矛盾，讓大眾可以快速地對大量信息進(jìn)行理解。自2009年開放數(shù)據(jù)運(yùn)動興起以來，數(shù)據(jù)資源的開放與共享成了社會創(chuàng)新與進(jìn)步的源泉，而對信息可視化設(shè)計師來說，在設(shè)計中保持開放性的設(shè)計思維是一個可視化作品成功的重要因素。本文從三個角度來對信息可視化設(shè)計中的開放性思維進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：信息設(shè)計；信息可視化；開放性思維

開放性思維對于所有設(shè)計學(xué)科來說都非常的重要，普通意義上講，開放性思維就是指“突破傳統(tǒng)思維定式和狹隘眼界，多視角、全方位看問題的思維。它與把事物彼此割裂開來、孤立起來、封閉起來，使思維具有保守性、被動性和消極性的形而上學(xué)思維是根本對立的”。本文中所討論的開放性思維，主要是針對信息可視化設(shè)計過程中，強(qiáng)調(diào)設(shè)計師要具有在開放視野下的設(shè)計思維模式。自2009年開始，全世界范圍內(nèi)發(fā)起了開放數(shù)據(jù)運(yùn)動，其內(nèi)在的精神內(nèi)涵就是強(qiáng)調(diào)將數(shù)據(jù)資源進(jìn)行開放與共享，打破原有的數(shù)據(jù)孤島，通過關(guān)聯(lián)與融合將數(shù)據(jù)背后所包含的規(guī)律與信息完整地表達(dá)出來。對社會公眾而言，信息的開放意味著更多的人可以參與進(jìn)社會事件中來，通過群體的力量來解決問題進(jìn)而產(chǎn)生群體協(xié)作，提升整個人類社會的生產(chǎn)效率與生存質(zhì)量。信息可視化設(shè)計在此過程中起到了至關(guān)重要的作用，它是開放的海量信息與公眾之間的橋梁，確保專業(yè)的數(shù)據(jù)內(nèi)容可以讓普通大眾快速地理解。從設(shè)計的角度講，可視化設(shè)計師在設(shè)計時更加要保持一種開放的設(shè)計態(tài)度，全面、完整地對信息進(jìn)行傳達(dá)與表現(xiàn)。下面本文將從三個方面來討論信息可視化設(shè)計中的開放性思維。

1打破數(shù)據(jù)孤島，將不同數(shù)據(jù)源進(jìn)行整合

在信息可視化設(shè)計中，利用多維度的數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)1+1大于2的信息挖掘效果。2009年，在美國陽光基金會舉辦的首屆公共數(shù)據(jù)程序開放大賽上，數(shù)據(jù)混搭器（Datamasher.org）成了該年度大賽的金獎作品。數(shù)據(jù)混搭器的概念非常簡單，就是用戶可以自由地將兩組不同的公共數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后在基于數(shù)字地圖的視圖中對結(jié)果進(jìn)行可視化展示。例如，用戶可以把美國某個城市的人口分布和學(xué)校數(shù)量進(jìn)行對比，看看教育資源與人口密度的比例關(guān)系；也可以把某個州的交通事故數(shù)據(jù)和同一地區(qū)的犯罪數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，看看交通事故與犯罪率之間是否有某種聯(lián)系。類似這些看起來匪夷所思的對比背后，可以發(fā)現(xiàn)很多有趣的現(xiàn)象。數(shù)據(jù)混搭器之所以成功，能夠獲得大眾的青睞，正是利用了大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性特征，通過巧妙的設(shè)計與豐富的開放數(shù)據(jù)資源，為公眾提供了一種方便、有效的數(shù)據(jù)可視化工具。

從可視化理論發(fā)展的角度講，在1967年雅克·伯廷（JacquesBertin）出版的《圖形符號學(xué)》（Semiology ofGraphics）一書中，提出了使用符號學(xué)描述圖形，通過圖形符號來對信息進(jìn)行編碼。雅克將可視化圖形分解為攜帶不同信息的圖形符號，圖形符號由點(diǎn)、線、面三個基本單位組成，使用視覺變量來描述，包括位置變量和視網(wǎng)膜變量。該框架的提出為圖形與信息之間架設(shè)了一條符號學(xué)的橋梁，將形象的圖形進(jìn)行了理性的歸納。1986年，麥金利（Mackinlay）提出了一種從數(shù)據(jù)庫中自動提取信息并用圖形方式表達(dá)的技術(shù)，在該理論中，麥金利使用了一套基本的圖形語言和組合算子，在這些元素的基礎(chǔ)上可以通過運(yùn)算構(gòu)造出更高級的圖形表達(dá)。該理論在雅克的基礎(chǔ)上，提出了新的圖形詞匯和初級圖形語言基組，并定義了三種用于合并兩個表達(dá)相同信息的圖形句子，從而將圖形關(guān)系變成了一種可通過運(yùn)算得到的結(jié)果。2005年，威爾金森（Wilkinson）更進(jìn)一步，提出了一種底層統(tǒng)計圖形生成語言，用于構(gòu)造不同類型的統(tǒng)計圖形。其中，威爾金森對圖形的構(gòu)造階段進(jìn)行了明確的定義，分成規(guī)范定義、組裝和顯示三個結(jié)算。圖形語法中的規(guī)范還定義了從數(shù)據(jù)點(diǎn)到美學(xué)屬性的相關(guān)映射關(guān)系。所以，從可視化理論框架的發(fā)展角度看，數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)特征是圖形系統(tǒng)中非常重要的一種關(guān)系，貫穿于整個數(shù)據(jù)圖形理論的發(fā)展之中。

從數(shù)據(jù)的角度來看，自從進(jìn)入普適計算的時代后，數(shù)據(jù)的復(fù)雜和豐富程度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以往，視頻影像數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等等不同格式、不同媒介的異構(gòu)數(shù)據(jù)被以各種方式記錄了下來。一方面，這種多維的、異構(gòu)的、不確定性的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)分析和可視化提出了完全不一樣的挑戰(zhàn)；但另一方面，正是由于有了如此類型豐富、數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)，才能更加真實(shí)地反映事物的內(nèi)在規(guī)律。美國著名計算機(jī)專家戈登·貝爾從2001年開始一項(xiàng)名叫《我們的數(shù)字生活》的個人數(shù)據(jù)搜集計劃，通過他胸前的多個傳感器和影像記錄設(shè)備，他可以記錄每一天發(fā)生在他身邊的各種數(shù)據(jù)，包括照片、視頻、錄音、運(yùn)動數(shù)據(jù)等等，貝爾還設(shè)計了一套軟件專門管理所有數(shù)據(jù)。這個項(xiàng)目一直持續(xù)了七年，在貝爾后來的一次演講中他談道：“我可以毫不費(fèi)力地告訴你七年中我說過的每一句話每一個詞。我甚至可以告訴你2001年某次會議中我用的是什么顏色的咖啡杯?！蓖ㄟ^相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，貝爾生命中的這七年被精確地記錄了下來，通過特定的技術(shù)手段，這七年里的每一分鐘都可以被還原。比較人類之前的歷史，絕大多數(shù)只能通過文字或少量圖片的方式進(jìn)行記錄，由于文字信息的記錄很容易受到人的主觀意愿的影像，從而導(dǎo)致人類的歷史產(chǎn)生了大量的未解謎案，歷史學(xué)家也在通過不同的信息來源推斷歷史的真實(shí)面貌，但畢竟以文字為主的單維數(shù)據(jù)很難完整地恢復(fù)所有的歷史。

2利用信息可視化激勵用戶參與

人類社會中的許多問題可以依靠群體的智慧解決，可視化設(shè)計師需要通過構(gòu)思，突破傳統(tǒng)的信息單向傳遞模式，讓用戶也可以簡單快速地提供數(shù)據(jù)，成為內(nèi)容生產(chǎn)者，反過來為可視化應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。著名的開源社區(qū)網(wǎng)站Github（https：//github.com）吸引了來自世界各地的開發(fā)者將自己的項(xiàng)目存放在Github上。Github網(wǎng)站為每一位開發(fā)者的項(xiàng)目設(shè)計了一整套非常直觀的可視化信息圖表，如在貢獻(xiàn)者（Contributors）圖表中，通過波形柱狀圖描繪出了每一位參與項(xiàng)目者的貢獻(xiàn)程度和貢獻(xiàn)時間；打卡圖（Punch Card）頁面非常有趣，該圖表使用了二維坐標(biāo)表示了一周7天時間和每天24小時，根據(jù)開發(fā)者提交項(xiàng)目修改的總數(shù)據(jù)，繪制出了開發(fā)者的工作模式。從圖上可以看出，不同的開發(fā)者有著不同的工作和作息時間，有些項(xiàng)目的工作者習(xí)慣夜里開發(fā)、提交相應(yīng)的項(xiàng)目；有些工作者很少在周末提交；有些工作者周一工作頻率最高等等，都可以從項(xiàng)目的打卡表上讀出來。在網(wǎng)絡(luò)圖（Network）頁面則顯示了項(xiàng)目每一次修改和成員之間不同程度的互動。通過時間軸的形式將項(xiàng)目從第一版開始到最新版所有的變化歷程、重要節(jié)點(diǎn)都繪制出來，而且每個繪制的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)擊之后可以直接鏈接到程序中修改的地方，既非常直觀也很容易定位到具體的問題，是非常好用的工具。除此以外，在流量（Traffic）頁面展示了所有項(xiàng)目的外來訪問者，表明了項(xiàng)目的熱門程度；在提交（Commits）頁面使用直方圖的形式顯示了作者的提交頻率，表明了作者對該項(xiàng)目的投入程度；在編碼頻率（Codefrequency）頁面從另外一個視角展示了作者的勤奮程度等等。每個項(xiàng)目的可視化圖表也可以被其他訪問者所查看、對比。這些可視化圖表為Github網(wǎng)站用戶提供了非常大的幫助，反過來，所有這些用戶提交的數(shù)據(jù)也給Github網(wǎng)站分析開發(fā)者的工作模式提供了海量的有效數(shù)據(jù)。這就是上文所提到的信息的雙向流動。

3信息可視化傳播方式上的開放性

可視化設(shè)計的目標(biāo)是通過視覺化的方式，將數(shù)據(jù)中所包含的信息傳遞給受眾，傳統(tǒng)的可視化設(shè)計主要是通過信息圖、可視化視頻、可視化網(wǎng)站等等媒介進(jìn)行傳播。但在數(shù)字時代，信息的傳播方式已經(jīng)不僅僅局限于點(diǎn)對多的傳播模式，而是應(yīng)該遵循多對多的傳播模式。社交網(wǎng)絡(luò)、移動設(shè)備的崛起讓每個人都成了內(nèi)容的生產(chǎn)者和內(nèi)容的消費(fèi)者，一個信息產(chǎn)生后可以經(jīng)由無數(shù)其他信息節(jié)點(diǎn)進(jìn)行再傳播。著名的運(yùn)動用品生產(chǎn)企業(yè)耐克公司推出的“Nike+”系列軟件用于記錄、操作、展示一系列可穿戴設(shè)備的健康數(shù)據(jù)，該系列軟件通過豐富的可視化信息圖表和體驗(yàn)良好的交互設(shè)計，讓耐克智能穿戴設(shè)備的用戶可以非常方便地隨時查看自己的健康數(shù)據(jù)?！癗ike+”軟件還將數(shù)據(jù)可視化與社交網(wǎng)絡(luò)相連接，用戶通過社交網(wǎng)絡(luò)信息，可以通過數(shù)據(jù)圖表直觀地和自己的好友比較健康和運(yùn)動情況，大大激發(fā)了用戶的運(yùn)動欲望，同時也提高了“Nike+”系列軟件的市場占有率。該案例就充分顯示了如何利用開放的信息傳播途徑與高效的信息圖表結(jié)合，通過用戶與好友之間的耦合聯(lián)系，迅速加快了信息的傳播速度。

本文從可視化理論與數(shù)據(jù)形態(tài)的角度討論了數(shù)據(jù)可視化設(shè)計中的重要設(shè)計思維——開放性思維。作為可視化設(shè)計師，在構(gòu)思、創(chuàng)意可視化作品時候必須要保持一種開放的視角，除了從藝術(shù)設(shè)計的形式感出發(fā)外，更需要思考不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，準(zhǔn)確地傳達(dá)數(shù)據(jù)背后所包含的意義與邏輯。俗話說，“牽一發(fā)而動全身”，往往在信息的背后看似沒有關(guān)系的不同要素，在復(fù)雜的環(huán)境中就有可能成為決定某種現(xiàn)象的決定性原因。所以，通過開放性的設(shè)計思維，信息可視化設(shè)計師使用圖形圖像對不同領(lǐng)域、不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行表現(xiàn)與傳達(dá)，從而更加深刻地揭示出數(shù)據(jù)背后所隱藏的客觀規(guī)律。