数据可视化的不同之处

若要进一步理解数据可视化的定义，那么就要和相近的信息可视化、科学可视化、知识可视化和视觉设计这几个概念进行辨析。从广义上来说，如今一般意义上所说的“数据可视化”和“信息可视化”是一个概念，即“数据”（data）和“信息”（information）是等同的。这种等价理念的形成不是一朝一夕的，而是在计算机技术飞速发展、数模转换的理念逐渐被人们所接受的过程中形成的——细究下来，其实“数据＝信息”理论应当被理解为非结构化文本的数据化，而数据本身更多时候依旧是和数字打交道。但是如今在不知不觉中，数据和信息之间的界限变得越来越模糊，两者相互融合，近乎造成了“数据”和“信息”等价的局面。但是从狭义上说，数据可视化是信息可视化发展的结果，两者都源自科学可视化，从而构成由科学可视化而信息可视化及数据可视化的发展过程。

图1-1　数据关系及可视化目标对应关系方法论

科学可视化是指对三维现象的可视化，包括建筑学、物理学、生物学、医学等对于体、面以及光源等渲染和架构，也就是计算机技术对于科学与工程实践的建模和模拟。科学可视化本身是和科学本身一起诞生的，为了科学研究而在纸上描画勾勒图形作为辅助，便构成了最基本的科学可视化。人类从很久以前就本能性地明白了视知觉在理解数据方面的作用。比如达·芬奇著名的《维特鲁威人》^[1]，它就是一幅典型的关于人体黄金比例的科学可视化作品。之后，随着真空管计算机的发明和计算机图形学的建立，科学可视化开始慢慢地掺进计算机技术的洪流中，计算机技术的迅速发展和人们对数据处理的日益苛刻要求也在互相促进和发展，逐渐融合在一起。最终，在1987年的首届“科学计算之中的可视化”研讨会上，由布鲁斯·麦考梅克^[2]、托马斯·德房蒂^[3]和玛克辛·布朗^[4]所编写的美国国家科学基金会报告Visualization in Scientific Computing（《科学计算之中的可视化》）阐明可视化具有培育和促进主体科学突破的潜力。它有助于将计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计、信号处理以及关于人机界面的研究工作统一起来。此报告大大刺激了科学可视化的发展，并马上成为举世公认的一个学科（图1-2）。

图1-2　达·芬奇《维特鲁威人》(www.xing528.com)

从那以后，可视化的发展步伐加快，也逐渐扩张自己的领域。不仅是传统科学，包括商业、财政、行政管理、数字媒体等大型异质性数据集也开始受到可视化的介入。在1989年，斯图尔特·卡德^[5]、约克·麦金利^[6]和乔治·罗伯逊^[7]创造了“Information Visualization”（信息可视化）概念，旨在概括对那些异质性数据提供可视化。之后，随着互联网的发展和大数据时代的来临，人们对数据分析和统计的要求又得到了一个质的飞跃，“数据”概念深入人心。因此，人们也正在逐渐接受这个同时涵盖科学可视化与信息可视化领域、并且在适应数据处理新需求的新生概念“数据可视化”。

数据可视化是一个较为宽泛的概念，也是社会上较通用、易于理解的内容，实际上，更准确的定义应为信息可视化：并非所有信息都能完美地用数据呈现，数据可视化仅仅是信息可视化的一个分支。我们日常生活中使用的众多电子硬件软件，无一不是信息可视化的具现化，从电视电脑播放的视频节目，到手机软件中的地图软件，都是通过可视化手段进行信息传播。而全书中阐述的一些学科使用的科学可视化的方法，是数据可视化这个庞大概念中，更细分的一个产物。

知识可视化如今是“数据可视化”这个大融合中的一个分支，是从数据可视化中派生出来的小领域，是指构建、传达和表示复杂知识的内容关系的一系列手段。关于知识可视化的一个典型例子便是“思维导图”，将众多知识点内的逻辑关系、内在概念通过视觉表征形式构建出来，以达到人对这部分知识的再吸收、再理解。现在数据可视化也吸收了这部分的具体表现方法。

既然是“可视化”，那么如今所说的“数据可视化”——就一定和视觉脱不了关系。于是就提到了一个概念：视觉设计。视觉设计从出生开始就注定和数据可视化水乳交融，因为它们都是关于视觉和信息的领域。视觉设计是针对眼睛功能的主观形式的表现手段和结果，其理论范围包括眼睛器官的生理分析，视觉信号传递的生理分析，视觉经验形成分析理论，视觉心理学，视觉与认知的关系研究，视觉信息分析，视觉哲学，视觉效率，视错心理研究，极端视觉的形态与意识影响分析等。这样看来，如果数据可视化的重心在于如何将数据的意义转换为视觉形式，那么视觉设计的重心便是如何使转码后的视觉形式更完整更自然地被读者解码并接受。可以说，数据可视化和视觉设计的互动是制作数据可视化作品中互补的过程，这就导致无论意识与否，在设计数据可视化作品的时候总是会考虑到视觉设计的因素。

原本数据可视化和视觉设计便是互溶性极好的两个领域，在如今信息爆炸和科学技术的大背景下，这两个领域便受到了人们越来越多的重视和推崇。从知识爆炸到信息爆炸的现代文明进化过程中，社会对于信息可读性的要求越来越高。一个好的信息需要具备以下几种能力：能够整合归一零碎溢出信息，能够在信息洪流中夺人眼球，能够让人迅速理解在海量知识背景下，其所要传达的核心信息。日益发展的统计学、计算机技术、传感器、GPS、人工智能、人机互动技术、虚拟现实技术等，为展现信息的方式提供无限可能性。但是万变不离其宗，信息流动的终端依旧是人脑，而人接收信息时80%依赖视觉，其传导速度是五感中最快的。因此，视觉设计的需求在和数据可视化的碰撞中达到了一个新的高度，而数据可视化也开始注重“淡化数据本身的枯燥性”，在追求直接的美感和艺术中而需要视觉艺术帮助。