大数据可视化原理

感知

指客观事物通过人的感觉器官在人脑中形成的直接反映。

认知

指人们获得知识或应用知识的过程，或信息加工的过程，简单说就是我们如何理解和解释看到的东西。

记忆在人类认识过程中起着至关重要的作用，但工作记忆容量十分有限。可视化可以作为外部辅助来增强工作记忆观察物体的变化需要集中注意力在可视化中突出变化，可以减少认知负担

格式塔理论

结构比元素重要，视觉形象首先作为统一的整体被认知。

格式塔理论的八大原则：

1、接近原则

当视觉元素在空间距离上相距校近时人们通常倾向于将它们归为一组

2、相似原则

人们在观察事物的时候，会自然地根据事物的相似性进行感知分组。即通常依据对形状、颜色光照或其他的性质的感知决定分组。

3、连续原则

人们在观察事物时，会很自然地沿着物体的边界，将不连续的物体视为连续的整体。

4、闭合原则

在某些视觉映像中，其中的物体可能是不完事的或不闭合的。只要物体形状足以表征物体本身，人们会很容易地感知整个物体而忽视未闭合的征。

5、共势原则

一组物体具有沿着相似的光滑路径运动趋势或具有相似的排列模式时，将被识别为同一类物体

6、好图原则

人眼通常会消除复杂性和不熟悉性来理解被识别的物体。

7、对称原则

人的意识倾向于将物体识别为沿某点或某轴对称的形状。

8、经验原则

某些情形下视觉感知与过去的经验有关。如果两个物体看上去距离相近,或者时间间隔小，那么它们通常被识别为同一类

格式塔的基本思想：

视觉形象首先是作为统一的整体被认知的，而后才以部分的形式被认知。

数据可视化的核心内容:可视化编码将数据信息映射成可视化元素的技术就是可视化编码。

1.几何标记(图形元素)

指图像中的基本图形元素，即原始的几何图形

元素，例如：点、线、面等。

点：零维标记

线：一维标记

面：二维标记

标记具有分类的性质，因此不同的标记可用于编码不同的数据属性。

2.视觉通道

指用于控制标记的展示特性(外观)。与几何元素的维度无关。

常用视觉通道

位置：水平位置 、垂直位置、水平和垂直位置等

颜色：色调、饱和度、透明度

尺寸：长度(一维尺寸)、面积(二维尺寸)、体积(三维尺寸)

标记确定了可视化的形式(点线面)，而视觉通道则是确定了可视化的外观样式(位置颜色形状)。

视觉通道分为二种类型：

1.定性/分类型：描述信息对象是什么或在哪里。适合编码分类型的数据信息

2.定量/定序型：描述信息对象某一属性的具体数值是多少。适合编码有序型的或数值型的数据信息。

不同视觉通道有不同的表现力和有效性

表现力判断标准

1.精确性：描述人们从可视化中获取的信息结果和原始数据的吻合程度.

2.可辨认性：描述的是如何在给定的取值范围内，选择合适数目的不同取值，使得人们能够轻易地区分这些不同的数值

可分离性：主要描述的是在表达数据的时候，不同视觉通道之间的干扰问题(比如定量型视觉通道的颜色饱和度和定性型视觉通道的颜色色调同时出现会造成干扰问题)

3.视觉突出：指的是人们可以依靠本能的感知能力，在很短时间内发掘出其化所有对象都不相同的对象。

如何合理的使用视觉通道

1.识别数据类型

2.确定想要传递的信息

3.选用合适的标记与视觉通道

4.持续迭代这一过程,完成可视化设计

数据可视化设计原则

1.为用户设计作品

2.为作品的内容分类

3.版式中的元素对齐

4.视觉要素的重复/统一

5.作品内容的对比/强调

6.表述准确、简洁

数据可视化设计技巧

1)建立视觉层次，用醒目的颜色突出数据，淡化其他元素

2)高亮显示重点内容

3)提升不同区域的色阶跨度(比如越来越高)

4)借助场景来表现数据指标(冠军，第二个，第三个)

5)将抽象的不易理解的数字转换为容易被人感知的图表

6)尽量让图表简洁