色彩在視覺通道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

繆冬昕 郁舒蘭

摘 要：數(shù)據(jù)可視化是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視元素的過程，即用視覺符號(hào)表示數(shù)據(jù)，并用視覺通道對(duì)符號(hào)進(jìn)行調(diào)控。色彩是視覺通道中重要的一員，它可以傳達(dá)大量信息，還能使受眾獲得良好的審美體驗(yàn)。本文從色彩運(yùn)用的角度出發(fā)，對(duì)視覺通道的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，希望能夠提供更優(yōu)的數(shù)據(jù)可視化方案。

關(guān)鍵詞：色彩;視覺通道;數(shù)據(jù)可視化

1 視覺通道簡(jiǎn)述

數(shù)據(jù)可視化是大數(shù)據(jù)時(shí)代的核心技術(shù)，其主要內(nèi)容是把文本數(shù)據(jù)按照一定原則轉(zhuǎn)化為視覺元素，即把數(shù)據(jù)映射為圖像的編碼過程。視覺通道是以人眼為感受器的感覺通道，負(fù)責(zé)接受和傳達(dá)用戶視覺上受到的刺激。在數(shù)據(jù)可視化的過程中，設(shè)計(jì)者通過賦予元素一個(gè)或多個(gè)視覺通道向用戶展現(xiàn)大量信息。準(zhǔn)確無誤地傳達(dá)數(shù)據(jù)信息是可視化的首要原則。在此原則下，設(shè)計(jì)者應(yīng)該盡量選擇呈現(xiàn)效果與原數(shù)據(jù)信息相符合的視覺通道。因此，設(shè)計(jì)者首先需要了解不同視覺通道的屬性和特征，才能在可視化編碼時(shí)正確地運(yùn)用。

2 色彩引導(dǎo)的三種視覺通道

2.1 色相

色相指的是色彩呈現(xiàn)的基本視覺特征，如紅色、藍(lán)色等。色相中的三原色可以混合調(diào)制出其他所有色相，因此色相在當(dāng)作視覺通道時(shí)可以用三原色的比例數(shù)值進(jìn)行表示。色相的辨識(shí)度很強(qiáng)且色相之間不存在先后次序，因此一般被用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的類型。一個(gè)可視化系統(tǒng)中如果出現(xiàn)過多的色相會(huì)顯得比較雜亂，建議盡量將色相的個(gè)數(shù)控制在三個(gè)左右，如果數(shù)據(jù)的類型過多，可以選擇用色彩亮度或形狀對(duì)其進(jìn)行編碼。

2.2 色彩亮度

色彩亮度是對(duì)色彩明暗程度的描述。在可視化設(shè)計(jì)中，通常會(huì)將原數(shù)據(jù)數(shù)量或時(shí)間上的順序關(guān)系映射為色彩亮度的層級(jí)順序。[1]色彩亮度作為視覺通道受到的限制較大：同一界面上出現(xiàn)的亮度等級(jí)不宜過多，否則會(huì)削弱用戶對(duì)不同等級(jí)亮度的辨認(rèn)能力。還有一點(diǎn)需要注意的是，亮度的選取有閾值上的限制，過亮或過暗都會(huì)使用戶產(chǎn)生不良的視覺體驗(yàn)。

2.3 飽和度

色彩的飽和度也叫色彩的純度，也就是通俗意義上的顏色鮮艷程度，可以用該色彩中摻雜的灰色含量的數(shù)值來表示。使用較高的飽和度作為視覺通道可以吸引用戶的注意力，但過多的高飽和度色彩容易使人產(chǎn)生視覺疲勞。建議只在少數(shù)視覺符號(hào)上使用高飽和度的色彩，與其他視覺元素形成強(qiáng)烈對(duì)比。這樣可以有效引導(dǎo)用戶的關(guān)注點(diǎn)，告訴用戶哪些是首先需要關(guān)注的數(shù)據(jù)。

3 色彩的綜合應(yīng)用

色彩在實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)同時(shí)涉及兩種以上的視覺通道。文章第三節(jié)以此為基礎(chǔ)，探索分析了色彩在綜合應(yīng)用時(shí)，色相、色彩亮度、飽和度三種視覺通道相互的制約與影響，以及使用色彩時(shí)的其他注意事項(xiàng)。

3.1 亮度與飽和度的綜合運(yùn)用

亮度和飽和度是關(guān)系極為緊密的兩種視覺通道，飽和度越高的顏色其亮度也越高。在編碼時(shí)可以將二者結(jié)合使用，增加視覺通道的層次、加強(qiáng)元素之間的對(duì)比、提高視覺效果的可辨認(rèn)度。亮度與飽和度作為視覺通道一般使用在以面為標(biāo)記的可視化圖形中，如條形圖、餅圖、氣泡圖等。在以點(diǎn)或線為標(biāo)記的圖表中其層級(jí)順序則不宜識(shí)別，如折線圖、散點(diǎn)圖。[1]

3.2 色調(diào)搭配

色調(diào)搭配涉及色彩飽和度、亮度和色相三個(gè)元素之間的綜合運(yùn)用。色調(diào)在色相上的組成包括主色、輔色和點(diǎn)綴色。主色是在可視化編碼中大面積使用的色相，是色調(diào)中的核心色。主色在使用時(shí)通常會(huì)被賦予亮度和飽和度上的變化，以編碼數(shù)據(jù)的次序?qū)傩?。輔色是配合主色使用的色彩，可以選擇主色的補(bǔ)色色相與主色形成對(duì)比，也可以選擇黑色、白色、灰色色相來襯托主色。點(diǎn)綴色出現(xiàn)的頻率很小，用于加強(qiáng)色調(diào)整體的豐富程度，使色調(diào)更具有層級(jí)感。

主色和輔色決定了整體色調(diào)給用戶帶來的感受。例如，以高明度的藍(lán)色為主色、白色為配色時(shí)，整體的視覺效果清新自然，使人產(chǎn)生舒適、穩(wěn)定等良好的心理感受，常用于金融、科技和教育領(lǐng)域的可視化。再比如，飽和度較高的紅色為主色，搭配較暗的灰色，通常給人穩(wěn)重、正式、現(xiàn)代的視覺體驗(yàn)，常用于政府部門等較為正式的可視化領(lǐng)域。設(shè)計(jì)者應(yīng)該根據(jù)具體情況，盡量選擇與可視化主題相符的色調(diào)搭配。

3.3 色差

當(dāng)使用不同的設(shè)備查看可視化圖表時(shí)，就必須要考慮到色差對(duì)視覺通道帶來的影響，其中最明顯的是在色相上的差別。例如，電子設(shè)備和印刷品由于使用的色彩模型不同，在色相上也有很大差異。[1]此外，各類顯示設(shè)備在分辨率等性能上的不同也會(huì)造成在亮度和飽和度上形成色差。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮可視化成果的傳播媒介，以選擇適合的色彩模型。如果需要在投影等設(shè)備上播放，應(yīng)該盡量不使用飽和度和明度過高的色彩，避免造成受眾在識(shí)別顏色上的障礙。

4 結(jié)語

色彩作為視覺通道，不僅能夠?qū)?shù)據(jù)編碼為可視元素，而且能夠使可視化成果更具美觀性，提升用戶體驗(yàn)。但是，色彩在具體運(yùn)用上會(huì)受到許多方面的限制。設(shè)計(jì)者應(yīng)該充分了解色彩的原理和特點(diǎn)并加以利用，做出更加準(zhǔn)確優(yōu)美的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)。

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作者簡(jiǎn)介：繆冬昕（1997—），女，本科生，主要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的實(shí)踐與研究。

通訊作者：郁舒蘭（1969—），女，教授，主要從事產(chǎn)品與信息交互設(shè)計(jì)方面的研究。