數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)第七章-設(shè)計(jì)原則

1七課設(shè)計(jì)原則學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解前意識(shí)的類型正確使用顏色方案了解認(rèn)知格式塔原理理解圖表的有效性和準(zhǔn)確性了解圖形語(yǔ)法能能力目標(biāo)設(shè)計(jì)圖表時(shí)能夠正確使用視覺(jué)規(guī)則設(shè)計(jì)圖表時(shí)能夠保證有效性和準(zhǔn)確性能夠鑒別數(shù)據(jù)可視化圖表的優(yōu)缺點(diǎn)2視覺(jué)感知心理學(xué)認(rèn)為，人類的感知系統(tǒng)由負(fù)責(zé)語(yǔ)言方面和其他非語(yǔ)言方面的的兩個(gè)子系統(tǒng)組成。但是，如果給被試者以很快的速度呈現(xiàn)一系列圖畫(huà)或文字，被試者回憶出圖畫(huà)的數(shù)目遠(yuǎn)大于文字的數(shù)度，這也是可視化有助于數(shù)據(jù)信息表達(dá)的一個(gè)重要理論基礎(chǔ)。但是，人們對(duì)視覺(jué)的感知有一些特定的規(guī)律和傾向，感知心理學(xué)對(duì)其有深入的研究。這里我們進(jìn)行大體的介紹，在我們進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要注意并利用其中的原理，才能設(shè)計(jì)出符合認(rèn)知和有效的可視化作品。前意識(shí)加工小實(shí)驗(yàn)：以下的兩組數(shù)字，你能用多快的速度找到其中數(shù)字9出現(xiàn)的次數(shù)？顯示為紅色的圖里，人們可以用非常短的時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)到9的個(gè)數(shù)，并且和其他數(shù)字的總數(shù)沒(méi)有關(guān)系。但是第一張圖里就要用長(zhǎng)得多的時(shí)間才能完成。這里就用到了前意識(shí)加工。前意識(shí)加工通常需要200到250毫秒，類似于人們從面部表情識(shí)別出情緒的時(shí)間。前意識(shí)加工利用我們的視覺(jué)和感知能力自動(dòng)處理信息，能夠迅速識(shí)別可視化的中元素，這就是為什么紅色的數(shù)字立即變得很顯眼的原因。這里我們用色相作為前意識(shí)的屬性，也可以使用飽和度達(dá)到同樣的效果。下圖中，不論是紅色的線條，還是黑色的線條，都在灰色的線條中非常醒目。3我們還可以利用其他前意識(shí)屬性，幫助我們凸顯信息或是在可視化中引導(dǎo)用戶的視線。基本上我們可以改變包括線條寬度，彎曲度，尺寸或者形狀，都能夠顯得醒目。動(dòng)態(tài)是另一種形式的前意識(shí)屬性，一堆方塊中，其中一塊使用了旋轉(zhuǎn)的效果，就從其他的方塊中凸顯出來(lái)，或者用漸進(jìn)漸出等其他動(dòng)畫(huà)效果，都能有效的引導(dǎo)人們的視線。最后，還可以使用空間位置作為前意識(shí)屬性，在可視化作品中，可以通過(guò)這種方式吸引人們的目光到標(biāo)題，圖例或是注釋的部分。當(dāng)然，前意識(shí)屬性可以在可視化中同時(shí)出現(xiàn)，例如散點(diǎn)圖中可以同時(shí)用顏色和形狀區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的類別。4認(rèn)知的格式塔原理心理學(xué)家研究表明，人們?cè)谟^看的時(shí)候，眼腦首先是將各個(gè)部分組合起來(lái)，使之成為一個(gè)更容易理解的統(tǒng)一體。同時(shí)，眼睛的能力只能接受少數(shù)幾個(gè)不相關(guān)聯(lián)的整體單位。這種能力的強(qiáng)弱取決于這些整體單位的不同與相似，以及它們之間的相關(guān)位置。如果一個(gè)單一場(chǎng)景中包含了太多的互不相關(guān)的單位，眼腦就會(huì)試圖將其簡(jiǎn)化，把各個(gè)單位加以組合，使之成為一個(gè)知覺(jué)上易于處理的整體。如果辦不到這一點(diǎn)，整體形象將繼續(xù)呈現(xiàn)為無(wú)序狀態(tài)或混亂，從而無(wú)法被正確認(rèn)知，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是看不懂或無(wú)法接受。這種理論就稱為格式原理，它闡述了這樣一個(gè)觀念，即人們的審美觀對(duì)整體與和諧具有一種基也就是說(shuō)，我們先“看見(jiàn)”一個(gè)構(gòu)圖的整體，然后才“看見(jiàn)”組成這一構(gòu)圖整體的各個(gè)部分。大腦傾向于把復(fù)雜的視覺(jué)內(nèi)容簡(jiǎn)化為容易理解的整體。至于怎么樣的視覺(jué)表達(dá)，才能使人們更容易理解，更協(xié)調(diào)，更易于被人們接受呢。就是格式塔原理的基本法則：相似性原理人們會(huì)自然的關(guān)注外表相似的物體，不論位置是否相鄰，而把他們聯(lián)系起來(lái)。比方說(shuō)顏色，形狀相似的物體，會(huì)被區(qū)分到一組。如圖，不同的顏色會(huì)被默認(rèn)為不同的分類，不同的形狀也可以表示為不同的類型。在圖表中，我們經(jīng)常用不同顏色或是形狀來(lái)區(qū)別散點(diǎn)圖中數(shù)據(jù)的不同分類，就是利用了這個(gè)原理。5接近性管理當(dāng)視覺(jué)元素在空間距離上相距較近的時(shí)候，人們傾向于把他們歸為一組。并且單個(gè)視覺(jué)元素的個(gè)性會(huì)減弱。如圖，左側(cè)的圖，人們會(huì)傾向于分為左右兩部分。右圖，人們會(huì)傾向于看成字母U，忽略具