未來已來,變革中的數據可視化 遇見大數據可視化系列文章之一

月兔Teresa

前言

今天,大數據已無所不在,並且正被越來越廣泛的被應用到歷史,政治,科學,經濟,商業甚至滲透到我們生活的方方面面中,獲取的渠道也越來越便利。通過本系列的前面幾篇文章,我們已經了解了數據可視化的必要性,而目前市面上也已經具備了非常多成熟的BI繪製工具,如畫面,QlikView的的和魔鏡等等。雖然這些工具正在變得越來越自動化,然而,隨着大數據時代的來臨,信息每天都在以爆炸式的速度增長,其複雜性也越來越高;其次,隨着越來越多科學可視化的需求產生,地圖,3D物理結構等技術將會被更加廣泛的使用。所以,當人類的認知能力越發受到傳統可視化形式的限制時,隱藏在大數據背後的價值就難以發揮出來,如果因為展示形式的限制導致數據的可讀性和及時性降低,從而影響用戶的理解和決策的快速實施,那麼,數據可視化將失 其價值。
然而,所幸的是,技術的快速發展和不斷變化的認知框架正在為人類打開新的視野,促使藝術與技術相結合而產生新型的數據可視化形式。

數據可視化的演變歷史

 

一。為什麼數據可視化形式亟待改進

我們每天都在說大數據,那數據到底能“大”到怎樣的程度也許你已經聽說過以下結論:世界上90%的數據是在過去幾年內產生的事實上,過去三十年中,全世界的數據量大約每兩年增加10倍,有專家估計,到2020年的時候,數據的年度產出量會達到4300%甚至更多,這已遠遠超出了著名的摩爾定律理論;所以,面臨著這樣的巨大挑戰,大數據的時代的數據可視化給我們提出了以下要求:

1.以更細化的形式表達數據

首先,讓我們來看一個相對簡單的靜態可視化圖表:

圖1.不安全流產率百分比估計(SciDev.Net 2016)

再來是一個更複雜的可視化圖表:

圖2.1986到2013年間172個國家的移動電話、固話和互聯網的訂購數量與容量(SciDev.Net 2015)

圖1是一個數據量較少的靜態可視化圖表,我們可以通過4根柱狀圖的對比快速得到信息,而顯而易見的,圖2的數據量大大超出了圖1,不僅有一百多個國家的數據變化,還包含不同的年份對比。更龐雜的數據量要求設計者通過更加細化的方式來呈現數據,所以我們可以看到圖2以折線圖為基礎,結合了氣泡的動態變化、語音說明,還包括讓讀者通過交互操作來選擇展示哪些數據,才得以恰當和全面地展示這份數據,從而更完整的講述一個故事。

2.以更全面的維度理解數據

“隨着大數據技術成為我們生活的一部分,我們應該開始從一個比以前更大更去全面的角度來理解事物。”
這句話來自《大數據時代》,作者的原意是在大數據時代我們應該捨棄對數據精確性的要求,而去接受更全面但是也更混雜的數據,筆者認為它同樣可以用來形容未來在數據可視化方面可以進步的方向。
眾所周知,人類的視覺認知能力是有限的,類似下圖這樣的高密度可視化圖形,雖然看似豐富和具有“藝術感”,可中間重疊連接的數據往往導致圖形變得複雜和難以理解。

每個節點代表一個Wiki頁面,每一根線代表頁面之間的連接(維基百科鏈接結構可視化

但是如果像下面這兩個宇宙科普項目這樣:你可以通過放大或縮小星系、調整視角、甚至像飛進了這些星球之間一樣去觀察它們,點擊它們查看詳細介紹等等……這樣一個更”立體”的數據展示是否能更好的幫助你去理解這些信息呢?

通過交互式3D可視化展示探索宇宙中超過十萬顆星球(100000 Stars

通過手勢識別設備來探索開普勒計劃目前已確認的近2300個候選系外行星

如今,人們逐漸已不再滿足於平面和靜態的數據可視化視覺體驗,而是越發想要“更深入”去理解一份數據,傳統的數據可視化圖表已不再是唯一的表現形式,現代媒介和技術的多樣性,使人們感知數據的方式也更加多元。

3.以更美的方式呈現數據

藝術和數據可視化之間一直有着很深的聯繫,隨着數據的指數級增長和技術的日趨成熟,一方面,用戶們對可視化的美學標準提出越來越高的要求;另一方面,藝術家和設計師們也可以採用越來越創造性的方式來表現數據,使可視化更加具有衝擊力。 縱觀歷史,隨着人們接受並習慣了一種新的發明後,接下來就是對其進行一步步的優化和美化,以配合時代的要求, 數據可視化也是如此,因為它正在變得司空見慣,良好的閱讀體驗和視覺表現將成為其與競品所區分的特徵之一。

CNN ECOSPHERE項目將 “里約+20”地球峰會期間的Twitter話題彙集成星球上的一顆顆大樹

 

二.大數據時代的數據可視化具有哪些特徵

在這裡,筆者大概將其整理歸納為以下三點,當然它們並非都是必備特徵:

 

三.典型應用場景

那麼,這些運用新技術的數據可視化目前主要是在哪些場景和形式下使用呢?

1.大屏

首先,不得不提到的一定的是大屏了。什麼是大屏?顧名思義,就是指通過整個超大尺寸的LED屏幕來展示關鍵數據內容。隨着許多企業的數據積累和數據可視化的普及,大屏數據可視化需求正在逐步擴大,例如一些監控中心、指揮調度中心這樣需要依據實時數據快速做出決策的場所,以及如企業展廳、展覽中心之類以數據展示為主的展示場所,還有如電商平台在大促活動時對外公布實時銷售數據來作為廣告公關手段等等,而具體的展示形式又可能分為帶觸摸等交互式操作或只是作單向的信息展示等等。

雙十一購物狂歡節採用實時數據大屏,帶給觀眾更加準確、震撼和清晰的體驗

 

2.觸摸屏

作為實現交互式數據可視化的方式之一,觸屏設備常常用作控制大屏展示內容的操作設備(其中也包括手機和平板),也可以兼顧顯示和操作一體來單獨展示數據,大大增加了用戶與數據之間的互動程度。

將觸摸屏與3D可視化相結合的微軟黑科技

 

3.網頁

目前應用於數據可視化方面的網頁技術可以說是琳琅滿目,如D3.js、Processing.js、Three.js、ECharts(來自百度EFE數據可視化團隊)等等,這些工具都能很好的實現各類圖表樣式,而Three.js作為WebGL的一個第三方庫則相對更側重於3D方向的展示。

1992-2010年內世界小型武器和彈藥的進出口貿易數據展示(armsglobe.chromeexperiments.com

 

4.視頻

有數據顯示,人們的平均注意力集中時間已從2008年的12秒下降到2015年的8秒,這並不奇怪,當我們在面對越來越多的信息來源時,會自然傾向於選擇更快捷的方法來獲取信息,而人類作為視覺動物天生就容易被移動的物體吸引,所以視頻也是數據可視化的有效展示手段之一,並且視頻受到展示平台的限制更少,可以應用的場景也更廣。不過因為其不可交互的特性,視頻展示更適合將數據與更真實、更藝術的視覺效果相結合,預先編排成一個個引人入勝的故事向用戶娓娓道來。

地球交通路線發展史

 

四.數據可視化的未來

可惜,僅有以上這些展示方式是不夠的,人眼僅僅透過平面的屏幕來接收信息仍然存在着限制,VR、AR、MR、全息投影…這些當下最火熱的技術已經被應用到遊戲、房地產、教育等各行各業,可以預見的是數據可視化也能與這些技術擦出有趣的火花,比如帶來更真實的感官體驗和更接近現實的交互方式,使用戶可以完全“沉浸”到數據之中。可以想象一下,當我們可以以360ᵒ全方位的角度去觀看、控制、觸摸這些數據時,這種衝擊力自然比面對一個個僅僅配着冷冰冰的數字的柱狀圖要強得多。而在不遠的未來,觸覺、嗅覺甚至味覺,都可能成為我們接受數據和信息的感知方式。

DeathTools將新聞事件中抽象的死亡人數數據變成一具具屍體擺放在VR空間中,給用戶更直觀的衝擊

 

結語

感謝技術的飛速發展帶給了我們更多元的選擇,使我們可以運用前所未有的創造性方式來展示數據,但這並不意味着傳統的數據可視化形式會逐漸消逝,畢竟這些新的展示技術和形式目前仍然面臨著較高的製作成本,而傳統的展示形式仍然是解決需要快速輸出的可視化需求時的理想選擇。數據可視化是一門同時結合了科學,設計和藝術的複雜學科,其核心意義始終在於清晰的敘述和藝術化的呈現,這些需要依靠數據分析師和設計師的精心策劃而不是只有炫酷的效果,最終達到幫助用戶理解數據和做出決策的目標,才能發揮它巨大的價值和無限的潛力。

參考資料:
“大數據時代” - Viktor Mayer-Schönberger
數據可視化:對循證決策的貢獻 - SciDevNet
通過增強和虛擬現實可視化大數據:挑戰和研究議程
所有錯誤的傳統數據可視化和VR如何要解決這個問題

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