數(shù)據(jù)可視化中視覺(jué)元素的運(yùn)用

柳 藝

（浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江杭州 310018）

信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展使人類(lèi)邁入了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，新的技術(shù)和手段促使傳播方式發(fā)生了質(zhì)的變化，人們獲取信息數(shù)據(jù)的手段和方式也愈加豐富和多樣化?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展帶來(lái)了爆炸式增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)信息，“大數(shù)據(jù)時(shí)代”應(yīng)運(yùn)而生。面對(duì)每日激增的龐大數(shù)據(jù)，“數(shù)據(jù)可視化”正成為當(dāng)下炙手可熱的新興領(lǐng)域。數(shù)據(jù)可視化是關(guān)于數(shù)據(jù)視覺(jué)表現(xiàn)形式的研究，旨在將復(fù)雜的數(shù)據(jù)圖形化，將無(wú)形的數(shù)據(jù)具象化，將散亂的數(shù)據(jù)故事化。數(shù)據(jù)的視覺(jué)表現(xiàn)在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用，如何有效并兼具美感地運(yùn)用視覺(jué)元素傳達(dá)數(shù)據(jù)的特征和含義，是數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域的研究熱門(mén)，也成為視覺(jué)傳達(dá)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。視覺(jué)元素的運(yùn)用在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中起著重要的作用，本文將主要從視覺(jué)元素運(yùn)用的角度探討和分析數(shù)據(jù)可視化的視覺(jué)表現(xiàn)形式。

數(shù)據(jù)可視化簡(jiǎn)述

“大數(shù)據(jù)時(shí)代”中，面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜繁多的數(shù)據(jù)，人們總是難以判斷和決策，因此數(shù)據(jù)的分類(lèi)、分析與呈現(xiàn)顯得尤為重要。數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)將繁復(fù)的數(shù)據(jù)通過(guò)圖表、地圖、模型、動(dòng)態(tài)圖像等更為直觀的視覺(jué)形式呈現(xiàn)給用戶，將量化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化的圖像，憑借其準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔、高效、吸睛的特點(diǎn)，可以幫助用戶更好地理解數(shù)據(jù)結(jié)果，從而進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的判斷和決策，提升用戶體驗(yàn)。如今，數(shù)據(jù)可視化已應(yīng)用在人類(lèi)生產(chǎn)生活的方方面面。近年來(lái)，由于金融、醫(yī)療、政府、安全、教育等行業(yè)在大數(shù)據(jù)方向上的投入持續(xù)增加，數(shù)據(jù)可視化的需求呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。在參觀視察、展會(huì)宣傳、辦公決策等場(chǎng)景中均會(huì)用到數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)。例如，2020年初爆發(fā)新型冠狀肺炎疫情時(shí)，與疫情相關(guān)的各類(lèi)數(shù)據(jù)和信息成為了廣大群眾了解疫情的重要窗口。四川美術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院數(shù)字媒體藝術(shù)系師生收集并整理了從疫情開(kāi)始以來(lái)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，用可視化的方式從不同角度圍繞疫情及相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)計(jì)與講述。《COVID-19重慶市疫情》這一數(shù)據(jù)可視化作品清晰地呈現(xiàn)2020年2月重慶市感染情況，通過(guò)對(duì)已公開(kāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行樣本采集和二次分析，并運(yùn)用了桑基能量分流圖、分層面積圖、數(shù)據(jù)圖表等可視化手段加以表達(dá)和闡釋?zhuān)庇^呈現(xiàn)新型冠狀病毒肺炎在重慶的感染情況數(shù)據(jù)的各項(xiàng)分析結(jié)果。

數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中的視覺(jué)元素

視覺(jué)元素，是構(gòu)成視覺(jué)對(duì)象的基本單元，主要由形式和信息要素組成。信息要素由圖形、文字、形狀、形體等內(nèi)容組成；形式要素由點(diǎn)、線、面、色彩、空間等內(nèi)容組成。視覺(jué)呈現(xiàn)即為通過(guò)對(duì)各要素之間的有機(jī)組合來(lái)構(gòu)建視覺(jué)畫(huà)面的效果。

隨著用戶需求的不斷變化，簡(jiǎn)單的圖表堆砌已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的需求，用戶更多地希望數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)形式可以豐富、形象和生動(dòng)。在數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)中加入藝術(shù)和設(shè)計(jì)過(guò)的視覺(jué)元素，能將復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息更加形象、直觀地傳達(dá)給受眾。因此視覺(jué)元素的運(yùn)用在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中起著重要的作用。通常來(lái)說(shuō)，視覺(jué)效果的呈現(xiàn)過(guò)程即視覺(jué)元素的構(gòu)建過(guò)程。數(shù)據(jù)可視化中的信息元素主要有數(shù)據(jù)、文字、圖形、符號(hào)、聲音等，豐富的視覺(jué)元素將信息元素以更精準(zhǔn)、吸睛的形式表達(dá)，同時(shí)也使數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)更具趣味性和鑒賞性。以下將從文字、色彩、動(dòng)態(tài)圖形這三點(diǎn)進(jìn)行探討，分析視覺(jué)元素在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中的作用法則。

文字

文字是信息傳遞中最常用常見(jiàn)的載體。文字在數(shù)據(jù)可視化圖表或動(dòng)態(tài)圖像中是十分重要的信息元素，同時(shí)也作為視覺(jué)設(shè)計(jì)的重要元素存在。文字在數(shù)據(jù)可視化中主要起到兩個(gè)作用：一是作為輔助圖表信息的說(shuō)明文字存在，二是作為一種符號(hào)化的文字，來(lái)幫助呈現(xiàn)圖像的主題。

當(dāng)文字起到輔助說(shuō)明的功能時(shí)，文字將對(duì)圖表中的圖形、地圖、符號(hào)等信息進(jìn)行解釋說(shuō)明。作為輔助說(shuō)明的文字通常數(shù)量較多，文字會(huì)在整體上以“線”的形式存在。線在視覺(jué)設(shè)計(jì)中能夠用來(lái)表達(dá)畫(huà)面中不同對(duì)象之間存在的關(guān)系，包括層級(jí)關(guān)系、引用關(guān)系、親疏關(guān)系等。線的形態(tài)上的差異也會(huì)營(yíng)造不同的視覺(jué)感受，例如曲線因?yàn)榫哂谢《榷姿茉烊岷?、?yōu)雅的氣氛，水平線具有安靜感，垂直線通常代表嚴(yán)肅和秩序感，而斜線則體現(xiàn)透視和動(dòng)態(tài)感。由于線具有明確的方向性，當(dāng)文字以“線”的形式存在于數(shù)據(jù)可視化圖像中時(shí)，文字如同線一般，可簡(jiǎn)單明了地指明方向，通常會(huì)用文字的方向引導(dǎo)受眾的視線方向。在動(dòng)態(tài)交互的數(shù)據(jù)可視化圖像中，線性的文字也常被用來(lái)作為場(chǎng)景的切換和穿插。

而當(dāng)文字作為符號(hào)化存在時(shí)，此時(shí)文字通常數(shù)量較少，同時(shí)整體看起來(lái)大多以“點(diǎn)”的形式在畫(huà)面中分布。點(diǎn)在視覺(jué)設(shè)計(jì)中具有誘導(dǎo)視覺(jué)注意力的作用，點(diǎn)在此時(shí)成為視覺(jué)焦點(diǎn)和中心，可以突出畫(huà)面主題。點(diǎn)在畫(huà)面中不同的位置能給觀者提供不同的感受，點(diǎn)在畫(huà)面正中間一般能營(yíng)造平靜、靜止的氣氛，點(diǎn)在畫(huà)面中的移動(dòng)造成位置的偏移，例如位于左上、右上、左下或右下，則能營(yíng)造出明顯的運(yùn)動(dòng)感和節(jié)奏感。點(diǎn)同時(shí)具有平衡畫(huà)面的作用，對(duì)于大片留白的畫(huà)面，在留白區(qū)域添加點(diǎn)元素，能馬上起到平衡畫(huà)面的視覺(jué)效果。符號(hào)化文字常常具有很強(qiáng)的主旨性和象征性，簡(jiǎn)短的一個(gè)字或一個(gè)詞即對(duì)主題的呈現(xiàn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的作用。文字在這種情況下，會(huì)起到聚焦視覺(jué)信息同時(shí)平衡畫(huà)面的作用，也能在一定程度上起到裝飾、豐富、活躍版面的效果。因此在這種情況下，需要考慮到文字的視覺(jué)效果呈現(xiàn)，根據(jù)文字的主次關(guān)系，設(shè)計(jì)字體、顏色、大小等文本要素，在視覺(jué)上進(jìn)行不同的層次呈現(xiàn)和表達(dá)。

色彩

在視覺(jué)傳達(dá)中，色彩是對(duì)各種顏色的整合和運(yùn)用，色彩也是最有表現(xiàn)力的視覺(jué)要素。在數(shù)據(jù)可視化的視覺(jué)設(shè)計(jì)中，色彩是不可或缺的重要元素之一。色彩是重要的視覺(jué)符號(hào)中重要的一部分，也是一種視覺(jué)語(yǔ)言。色彩能夠形象生動(dòng)地展示可視化設(shè)計(jì)的整體氣氛，通過(guò)色彩的不同，能直觀、快速地影響受眾的生理和心理。在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中，色彩通過(guò)色相、飽和度、明度和配色方案對(duì)整體的視覺(jué)層次效果產(chǎn)生影響。

色相。色相是不同反射自物體或投射自物體的顏色。不同的顏色可以給人帶來(lái)截然不同的心理感受，不同顏色的組合也能營(yíng)造不同的視覺(jué)氣氛。色相在顏色三要素中，最容易被人類(lèi)感知，色相在人類(lèi)社會(huì)中也有著約定俗成的含義。例如紅色常常代表激情、力量、喜愛(ài)、能量、暴力，藍(lán)色代表平靜、憂郁、沉靜，綠色代表自然、健康、和平……不同的含義自然而然地為畫(huà)面營(yíng)造出整體的氣氛，顏色也因此被賦予了不同的象征意義。色相作為最常用的視覺(jué)元素，在數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)中可以快速抓住受眾的眼球，讓原本單調(diào)復(fù)雜的數(shù)字被賦予不同色相的含義，從而吸引受眾的注意力。

飽和度、明度。飽和度也稱(chēng)為色彩的純度，指色彩的鮮艷程度。飽和度高的顏色較為鮮艷，反之則較為暗淡。在視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)中，飽和度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致整體顏色不均，給人一種失真的感覺(jué)，而飽和度如果偏低也會(huì)造成整體效果不通透、較為暗沉的氣氛。因此色彩的飽和度對(duì)視覺(jué)吸引力影響很大。高飽和度的顏色可以在短時(shí)間內(nèi)吸引受眾的眼球，但是長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)造成一定的視覺(jué)疲勞。而低飽和度的顏色可能并不顯眼，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)吸引受眾的注意力，但在較長(zhǎng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)會(huì)更耐看。所以在數(shù)據(jù)可視化的視覺(jué)設(shè)計(jì)中，合理使用色彩的飽和度十分重要。需要對(duì)畫(huà)面中色彩的飽和度進(jìn)行合理的設(shè)置，這樣才能在整體效果上增加色彩表現(xiàn)力，同時(shí)確保受眾的視覺(jué)舒適性。

色彩的明度取決于該色反射的光的強(qiáng)度。不同明度的色彩給人帶來(lái)的感受各不相同。高明度的色彩通常給人帶來(lái)明亮感，而低明度的色彩則給人以低沉感。在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中，可以運(yùn)用低明度的色彩來(lái)表現(xiàn)出沉靜、暗淡的視覺(jué)效果，用高明度的色彩來(lái)表現(xiàn)活潑、向上、輕松的氣氛。

配色方案。在數(shù)據(jù)可視化的色彩設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮色相、飽和度和明度的搭配來(lái)獲得完整的配色方案。配色方案與數(shù)據(jù)相輔相成，目的是更好地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的特征和意義。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和歸類(lèi)，根據(jù)數(shù)據(jù)定性、定量的不同屬性設(shè)計(jì)不同的配色方案。

動(dòng)態(tài)圖形

相對(duì)于采用傳統(tǒng)圖表信息圖，現(xiàn)在更多的數(shù)據(jù)可視化作品結(jié)合了動(dòng)態(tài)圖形運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。加入動(dòng)態(tài)圖形運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)可以為數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)提供更多的可能性。

動(dòng)態(tài)圖形比靜態(tài)圖形可以傳遞更多的信息內(nèi)容，使信息的傳遞更加高效。使用短短的一個(gè)視頻即可呈現(xiàn)出需要多幅靜態(tài)圖表才能表達(dá)的內(nèi)容。例如動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可視化作品《暗潮·暈染——防曬霜對(duì)海洋的影響》，是以聯(lián)合國(guó)的17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)Sustainable Development Goals（SDGs）中的第14條水下生物為主題的數(shù)字可視化設(shè)計(jì)作品，設(shè)計(jì)記錄統(tǒng)計(jì)防曬霜對(duì)不同深度海洋污染影響的可視化數(shù)據(jù)交互界面。這個(gè)視頻短片只有短短2分04秒，作品通過(guò)數(shù)字可視化展示與海洋生物以及人之間的關(guān)系，以此來(lái)提倡人們保護(hù)海洋愛(ài)護(hù)海洋。短片包含了大量的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，這是一張靜態(tài)的數(shù)據(jù)圖表難以呈現(xiàn)和表達(dá)的。而結(jié)合了動(dòng)態(tài)圖形運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)可視化作品也更富趣味性，傳遞給受眾的信息不再是枯燥乏味又紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，而是形象生動(dòng)的動(dòng)態(tài)影像，通過(guò)運(yùn)動(dòng)文字、豐富的色彩、圖形運(yùn)動(dòng)以及音樂(lè)音效的結(jié)合給觀眾留下深刻的印象，也更利于觀眾理解數(shù)據(jù)的含義。近幾年還出現(xiàn)了許多具有交互性的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可視化作品，在這類(lèi)作品中，不僅結(jié)合動(dòng)態(tài)圖形運(yùn)動(dòng)來(lái)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息，更添加了作品的交互功能。例如在線交互式數(shù)據(jù)可視化作品《Who Old Are You?》中，用戶通過(guò)輸入自己的出生日期，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)匹配相關(guān)圖列，同時(shí)可以觀察用戶的整個(gè)人生歷程以及其他人在用戶這個(gè)年齡段所獲得的成就。這些交互式的數(shù)據(jù)可視化作品使用戶在觀察數(shù)據(jù)時(shí)更有體驗(yàn)感和情感上的共鳴，也提升了用戶參與的積極性，有助于數(shù)據(jù)信息的收集和獲取。

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，未來(lái)數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展方向?qū)?huì)朝著“精準(zhǔn)性、易讀性、吸睛性”的方向發(fā)展。面對(duì)越來(lái)越龐大的數(shù)據(jù)體量，如何更高效、準(zhǔn)確地傳遞數(shù)據(jù)的內(nèi)涵是數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)者需要不斷思考的問(wèn)題和方向。數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)與用戶之間的對(duì)話，而豐富的視覺(jué)元素如同橋梁一般，起到了重要的銜接作用。數(shù)據(jù)可視化的主要目的是提升人對(duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)知能力，幫助使用者發(fā)揮數(shù)據(jù)本身的價(jià)值，做出更好的決策或行動(dòng)。設(shè)計(jì)者們要在理解數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，合理運(yùn)用視覺(jué)元素，以“一圖勝千言”為方向，使數(shù)據(jù)“栩栩如生”。