信息可视化（Information Visualization）属于跨学科的领域，它的研究方向是将那些大规模的非数值型信息资源的视觉呈现，例如电脑系统中的海量文件、编译器中的一行一行程序代码，以及利用最新的图形图像方法，帮助人类理解数据、分析数据、挖掘数据，等等。
图39 信息可视化在股票信息中的表示方法
举个很简单的例子，我们不能想象股票信息都是以表格形式来呈现的话，那将是一件多么恐怖的事情。传说日本大米商人本间宗久为了记录下每日的大米价格变动而发明的一种图示，记录下价格的涨跌和走势，适时地进行大米交易来积聚财富，这种图示就是K线图。由于它的准确、细致、独特，后来被引入美国股市和期货市场。现在，打开任何一款炒股软件都能看到各种曲线。
信息可视化从定义上来看，包括了数据可视化、信息图形、知识可视化、科学可视化以及视觉设计等多方面的发展和进步。在这个广义的范围上，我们可以把任何事物看作一类信息：表格、图形、地图，甚至于包括文本在内，无论它是静态的还是动态的。信息可视化的目的都在于提供一种手段和方法，让人类可以很容易地洞察其中的究竟，找出问题的答案，发现这之间形形色色的关系，甚至于通过数据挖掘，找到并理解那些在其他形式下不易察觉的事情。不过，从狭义上来说，信息可视化适用于大规模非数字型信息资源的可视化表达，这里的信息相对于科学可视化而言，更侧重于抽象数据集，例如：
（1）非结构化的文本；
（2）编译器等各种程序的内部数据结构；
（3）大规模并行程序的踪迹信息；
（4）WWW网站总体内容导览；
（5）操作系统文件空间；
图40 可以利用趋势图来表示数据，也可以利用社会关系图来表示数据
可视化是这样一个过程，它将数据信息和知识转化为一种视觉形式，充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力。可视化将人脑和现代计算机这两个最强大的信息处理系统联系在一起。有效的可视界面使得我们能够观察、操纵、研究、浏览、探索、过滤、发现、理解大规模数据，并与之方便交互，从而可以极其有效地发现隐藏在信息内部的特征和规律。
目前基于信息可视化的分析都在试图把信息可视化所使用到的技术方法和相关数据、数据库的分析结合起来。最广为人知的用法，就是信息可视化本身成为用户和计算机之间的直接界面的组成部分。这种可视化界面直接或者间接地提高了人类的认知能力：
（1）数据利用可视化的显示，提高了人类工作的记忆能力，这种形式称为增加认知资源的能力；
（2）大量数据利用可视化，减少了数据表达的空间，这种形式称为减少搜索资源的能力；
（3）利于数据模式的管理，例如按照信息自身的时间关系，在空间中对信息进行组织，这种形式称为加强信息模式的识别；(www.xing528.com)
（4）利用数据逻辑的关系，充分展现了信息之间的知觉推理，这种形式称为强化信息的归纳；
（5）利用数据挖掘技术，对大量潜在的事件加以监控，这种形式称为加强潜在知觉的监控；
（6）利用用户界面的视觉设计，提供一种便于操作的，不同于静态图的媒介，形成对于参数取值范围的探索。
信息可视化是一个全新的研究方向，但是其应用领域却由来已久。在科学技术研究工作、数字图书馆、数据挖掘、财务数据分析和市场研究、生产制造过程及其控制和地图信息等领域均能大展拳脚。在美国国家科学基金会（NSF）的报告《科学计算中的信息可视化》中，可视化被设想为一种工具，它能够处理大型科学数据，并且能够提高科学家观察数据中现象的能力。今天，我们讨论的科学可视化是基于物理数据的，例如人体、地球、分子等。计算机用来绘制它们某些可观察的属性。这些信息在本质上是几何的，真是存在的，都是基于物理空间的。而信息不仅如此。
特别是近几年来，人工智能飞速发展，带动了商业数据的大量计算、电子商务的迅速扩张、海量数据仓库的大规模应用，这些广泛的需求，表明可视化的方法和技术，不仅要用于科学数据，而且要应用于抽象信息，要能够揭示抽象信息之间的关系，甚至于其背后的特征。这些抽象的信息，都要通过映射为一种可视化的信息来方便观察和分析，这就是信息可视化的研究范畴。
图41 信息可视化在地图上的广泛应用
信息可视化再结合了科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术等理论和方法后，逐步得到应用，这其中，交互技术显得更为重要。在Robertson，Card 和Mackinlay，1989年发表的文章《用户交互性用户界面的认知协处理器》中指出：“硬件系统的图形性能和速度已经使得在用户界面中探索3D和动画成为可能。为了充分利用这些性能，新的软件结构必须支持复杂的异步交互智能体，并且还应支持流畅的交互动画。”这表明，在计算机速度飞速发展的今天，利用2D和3D动画对象来表示信息和信息的结构，是目前信息可视化的重要研究对象。在这里，我们更加关心的是认知能力提高的方式，而不是图形的质量，无疑交互性和动画成为这些方面更为重要的特征。
随着存储和计算成本的大幅下降，也随着移动技术的大面积铺开，数据仓库的概念越来越得到人们的认同。这些存储在数据库中，和人类大脑中的数据，只有很少一部分是具有几何属性的，而剩下的绝大部分都是不具备几何属性的抽象信息，新的信息可视化技术无疑将对我们提供很大的帮助。作为一个全新的科学领域，目前信息可视化的绝大多数研究工作都还处在发展技术和构建一些有意思的新系统方面，当然也有一些信息可视化的实用工具在慢慢出现。在当前，信息可视化的研究热点集中在：
（1）层次信息的可视化
层次关系是抽象信息中最普遍的一种关系，例如磁盘目录结构、文档管理、图书分类等，绝大多数的表格都是用来表明层次信息的。PC、Mac机上最常见的树形结构，就是层次数据最好的体现形式。采用树形结构时，当数据量比较大时，这种结构就会占据大量的可视化空间。相对于固定不变的屏幕大小，我们必须通过滚动鼠标来查看整个层次，非常不利于查找。
（2）多维信息可视化
在现实的三维世界中，大脑提供给我们的视觉感知脱离不了前后、左右、上下的空间定势。然后超过三维以上的信息很难用大脑去直观地理解了。现实生活中有很多多维信息，例如金融信息、股票信息和数据仓库信息。
（3）文档（文本）信息可视化
现在我们接触信息中，70%以上的都是文档信息，电子邮件、HTML文件、科学论文、报纸书籍等。文档信息作为我们记忆的延伸，一直承担着重要的使命。面对堆积如山的文档，可视化帮助我们从文档信息中获取我们需要的内容和知识，文档可视化主要包括两类：单个文档的可视化和大型文档集合的可视化。
（4）Web可视化
Internet作为信息爆炸的载体，其上的信息量以TB来衡量。遍布在世界各地的网站通过文档之间的超级链接把彼此交织在一起。目前虽然有搜索引擎帮助人们快速找到信息，但是其访问方式却远不能让人满意。Web信息可视化在帮助人们理解信息空间的结构，快速发现所需信息等方面扮演重要的角色。
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