從數(shù)據(jù)屬性和設(shè)計(jì)邏輯再審視數(shù)據(jù)可視化

張瑤，魏東

【視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)】

從數(shù)據(jù)屬性和設(shè)計(jì)邏輯再審視數(shù)據(jù)可視化

張瑤，魏東

（中國(guó)傳媒大學(xué)，北京 100024）

提倡關(guān)注數(shù)據(jù)的客觀屬性和數(shù)據(jù)情感，以數(shù)據(jù)思維和設(shè)計(jì)邏輯為基礎(chǔ)重新建立數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型，在此基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的內(nèi)容進(jìn)行問(wèn)題的提出與延展，企圖尋找有價(jià)值、值得被關(guān)注的問(wèn)題，避免設(shè)計(jì)模型成為一成不變的方程式，同時(shí)將設(shè)計(jì)思維與數(shù)據(jù)科學(xué)更好地結(jié)合起來(lái)，為未來(lái)數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)實(shí)踐提供新的視角。再審視包含對(duì)“數(shù)據(jù)”的再審視以及對(duì)“設(shè)計(jì)邏輯”的再審視，在“數(shù)據(jù)”與“數(shù)據(jù)思維”內(nèi)涵的辨析與自定義的推動(dòng)下，以數(shù)據(jù)可視化案例的演繹為依據(jù)，從數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)邏輯的角度，觀察可視化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式具備多樣化的形式，且設(shè)計(jì)形式與數(shù)據(jù)屬性密切相關(guān)。建立以“認(rèn)識(shí)、創(chuàng)建、評(píng)估”3個(gè)階段為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型，避免忽視評(píng)估階段，同時(shí)在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要同步參與這3個(gè)階段。

數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)思維；數(shù)據(jù)可視化；設(shè)計(jì)模型；數(shù)據(jù)情感

新媒體理論家列夫·馬諾維奇（Lev Manovich）將數(shù)據(jù)可視化看作是21世紀(jì)的重要產(chǎn)物，正如攝影和電影對(duì)20世紀(jì)的意義一樣。數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的背后彰顯的是數(shù)據(jù)可視化認(rèn)識(shí)論與美學(xué)范式的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變不僅代表著數(shù)據(jù)類型與獲取方式的變化，更是新媒體擴(kuò)張對(duì)視覺(jué)文化提出的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)常以“大數(shù)據(jù)”“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”為前提進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，越來(lái)越多的管理者和專業(yè)人士基于數(shù)據(jù)可視化提出了決策與觀點(diǎn)。在多方發(fā)展與需求下，一種數(shù)據(jù)可視化的共識(shí)漸漸浮現(xiàn)出來(lái)：在設(shè)計(jì)中用于顯示信息的形式是對(duì)復(fù)雜內(nèi)容的簡(jiǎn)化描繪，而不是純粹的復(fù)雜展示。這似乎為數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)成果劃分了“優(yōu)級(jí)線”，這種由“復(fù)雜”轉(zhuǎn)化為“簡(jiǎn)單的解釋”是數(shù)據(jù)思維的推動(dòng)，以及利用數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)邏輯所產(chǎn)生的結(jié)果。本文試圖將視角融入關(guān)于數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)思維的解釋中，根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性和數(shù)據(jù)可視化的“設(shè)計(jì)邏輯”建立新的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中強(qiáng)調(diào)關(guān)注數(shù)據(jù)的語(yǔ)境和展現(xiàn)形式中的情感要素。

1 以數(shù)據(jù)為核心的術(shù)語(yǔ)

在談?wù)摰健皵?shù)據(jù)可視化”時(shí)，“可視化”與統(tǒng)計(jì)學(xué)中的詞匯常作為辨析詞出現(xiàn)，因?yàn)樗鼈冏鳛樵O(shè)計(jì)手段與理論支撐是實(shí)現(xiàn)可視化的基礎(chǔ)，但鮮少辨析“數(shù)據(jù)”一詞，追其緣由，“數(shù)據(jù)”已被看作是常態(tài)的、附于可視化手段下的、隨著問(wèn)題的提出自然出現(xiàn)的詞語(yǔ)。這種對(duì)“數(shù)據(jù)”的忽視，從數(shù)據(jù)本身來(lái)看，使其僅作為“數(shù)值”存在的狀態(tài)無(wú)法得到更新。從表達(dá)方式來(lái)看，過(guò)于重視“可視化”，忽略了一些以“數(shù)據(jù)”為核心的概念，例如數(shù)據(jù)人文主義。無(wú)論是數(shù)據(jù)思維還是數(shù)據(jù)可視化，一切出發(fā)點(diǎn)都是“數(shù)據(jù)”二字，因此，筆者嘗試對(duì)“數(shù)據(jù)”進(jìn)行辨析，從而降低“數(shù)據(jù)”認(rèn)知的局限性。當(dāng)然，辨析的目的是期望為數(shù)據(jù)的理解提供多個(gè)視角，并以此為基礎(chǔ)來(lái)創(chuàng)建“數(shù)據(jù)思維”的定義與“數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型”。

1.1 數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)，英語(yǔ)為“Data”，于1640年左右被首次使用，來(lái)自拉丁語(yǔ)“Datum”，意為“給予與呈現(xiàn)的事實(shí)”（A Fact Given or Granted），在古典時(shí)期解釋為“在數(shù)學(xué)問(wèn)題中作為計(jì)算依據(jù)的事實(shí)”，在哲學(xué)上解釋為“被認(rèn)為或假定為事實(shí)的事物，是推理或計(jì)算的基礎(chǔ)”，從1897年起被解釋為“收集數(shù)字事實(shí)以備將來(lái)參考”。1946年，“數(shù)據(jù)”一詞首次被用來(lái)表示“可存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)信息”，接著“數(shù)據(jù)處理”“數(shù)據(jù)庫(kù)”“數(shù)據(jù)輸入”等與計(jì)算機(jī)操作有關(guān)的術(shù)語(yǔ)陸續(xù)出現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，文本、音頻、視頻和圖像等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)出物皆屬于數(shù)據(jù)，成為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。目前，“數(shù)據(jù)”一詞在《牛津英文辭典》中有2種解釋：尤指事實(shí)或數(shù)字，收集起來(lái)以供審查和考慮，并用于幫助決策；以電子形式呈現(xiàn)，并可由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和使用的信息。不同時(shí)期，數(shù)據(jù)的側(cè)重點(diǎn)不同，“數(shù)據(jù)”作為詞語(yǔ)出現(xiàn)在人們視野中的時(shí)間較晚，但對(duì)“數(shù)據(jù)”的使用可能從75 000年前石塊記刻（布隆博斯赭石）時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始了[1]，它成為人類記錄和量化世界的第1種方法，代表著一種隱性信息，等待著專業(yè)知識(shí)和工具的塑造和使用。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)保存可以有不同的形式，如符號(hào)、痕跡和工具等，例如中國(guó)的算盤作為工具為數(shù)據(jù)提供了短暫的保存功能。

1.1.1 數(shù)據(jù)作為事實(shí)、符號(hào)與信號(hào)

數(shù)據(jù)的概念是寬泛的，不同學(xué)者對(duì)其進(jìn)行定義的角度也不盡相同。其中較為著名的是基于知識(shí)管理領(lǐng)域DIKW（即數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧）層次結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的解釋，在此背景下數(shù)據(jù)被歸納為事實(shí)、符號(hào)與信號(hào)（Fact、Symbol、Signal）[2]。當(dāng)數(shù)據(jù)作為事實(shí)時(shí)，數(shù)據(jù)是缺乏上下文解釋（語(yǔ)境）、離散、客觀的事實(shí)，可獨(dú)立存在，但數(shù)據(jù)本身不存在意義。有學(xué)者將數(shù)據(jù)描述為“可以記錄且具有隱含意義的已知事實(shí)”[3]，這里的“意義”和“事實(shí)”分別映射數(shù)據(jù)和信息的聯(lián)系。Stonier認(rèn)為數(shù)據(jù)是一系列不相關(guān)的事實(shí)和觀察，可以通過(guò)分析、交叉引用、選擇、分類、匯總或以某種方式組織數(shù)據(jù)來(lái)轉(zhuǎn)化為信息，而信息是通過(guò)關(guān)系連接來(lái)賦予意義的數(shù)據(jù)[4]。數(shù)據(jù)作為符號(hào)源自數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存符號(hào)，符號(hào)包括文字、數(shù)字、圖表和圖像（靜態(tài)和/或視頻），它們是溝通的基石[5]，以記錄為目的。數(shù)據(jù)作為信號(hào)大多是主觀的，與人的感官感知相關(guān)，信號(hào)包括對(duì)光、聲音、氣味、觸覺(jué)等的讀取。如果信號(hào)能夠被“用戶”解釋，那么數(shù)據(jù)即是可以被感知的，這就需要對(duì)數(shù)據(jù)的承載媒介進(jìn)行考慮，考慮除視覺(jué)外其他的感知形式。

1.1.2 大數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的類別和體量影響著設(shè)計(jì)的目的、方法和形式。“大數(shù)據(jù)”以數(shù)據(jù)量、速度和多樣性等特征區(qū)別于一般數(shù)據(jù)類型[6]，在進(jìn)行捕獲、整理、管理、處理等活動(dòng)時(shí)都需要計(jì)算機(jī)的支持。每天，人們會(huì)創(chuàng)建數(shù)萬(wàn)億字節(jié)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)自于氣候、社交媒體網(wǎng)站、購(gòu)買交易記錄、GPS信號(hào)等渠道，不斷產(chǎn)生的、擁有龐大體量的數(shù)據(jù)可以被稱為“大數(shù)據(jù)”。大數(shù)據(jù)提取技術(shù)的成熟、可訪問(wèn)性的增強(qiáng)及海量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所引發(fā)的美學(xué)挑戰(zhàn)等，使“大數(shù)據(jù)”成為目前“數(shù)據(jù)可視化”研究的主要內(nèi)容。與大數(shù)據(jù)相對(duì)的是小體量的數(shù)據(jù)，典型的是個(gè)人數(shù)據(jù)，個(gè)人數(shù)據(jù)被看作是個(gè)人日常生活中產(chǎn)出的內(nèi)容——一段旅程、一段聊天記錄、一段社交關(guān)系。個(gè)人數(shù)據(jù)所展現(xiàn)的獨(dú)特視角與人文關(guān)懷同時(shí)也可以作為數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)實(shí)踐的素材與主題。

綜上，可以發(fā)現(xiàn)：數(shù)據(jù)即事實(shí)、符號(hào)與信號(hào)；當(dāng)今世界所依賴的數(shù)據(jù)，本質(zhì)上更具計(jì)算性，但它們既不能理解也不能模擬人們大腦進(jìn)行工作，因此在傳達(dá)時(shí)，需要考慮用戶的思考方式與感知行為；“數(shù)據(jù)”往往與“信息”捆綁，從啟蒙運(yùn)動(dòng)到近代，數(shù)據(jù)一直是信息的載體。相同的數(shù)據(jù)在不同的背景下會(huì)產(chǎn)生不同的含義，為了更好地提取或推斷信息，需要考量數(shù)據(jù)語(yǔ)境這一因素。

1.2 數(shù)據(jù)思維

“數(shù)據(jù)思維”既不是一門學(xué)科，也不是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支科目。該術(shù)語(yǔ)由馬里奧·法里亞（Mario Faria）和羅格里奧·帕尼加西（Rogerio Panigassi）于2013年創(chuàng)建?！皵?shù)據(jù)思維”沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的概念與訓(xùn)練步驟，對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了自己的看法。凱倫·斯萬(wàn)（Karen Swan）認(rèn)為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及這種轉(zhuǎn)換所支持的論據(jù)是數(shù)據(jù)思維的核心，他指出了3類數(shù)據(jù)思維：制定和回答基于數(shù)據(jù)的問(wèn)題；使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)、工具和表示形式；開(kāi)發(fā)和評(píng)估基于數(shù)據(jù)的推理和解釋[7]。這三大類數(shù)據(jù)思維在一定程度上適用于描述數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)流程中數(shù)據(jù)思維的過(guò)程，從選擇與數(shù)據(jù)相關(guān)的主題開(kāi)始，有序、合理地組織數(shù)據(jù)和信息，最后基于顯示內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估與結(jié)果推測(cè)。王漢生[8]對(duì)“數(shù)據(jù)思維”進(jìn)行解釋時(shí)，引入了“回歸分析”，將回歸分析喻為“道”和“術(shù)”，在“道”的層面上，回歸分析是一種思維方式，在它的指導(dǎo)下可以將“業(yè)務(wù)問(wèn)題”轉(zhuǎn)換為“數(shù)據(jù)可分析的問(wèn)題”；在“術(shù)”的層面，回歸分析是一種可以運(yùn)用的分析工具，這種思想指導(dǎo)與操作落地的結(jié)合是筆者所認(rèn)同的。2位學(xué)者分別從微觀（具體類型）與宏觀（概括性總結(jié)）的角度進(jìn)行了關(guān)于數(shù)據(jù)思維的描述。

在此基礎(chǔ)上，筆者對(duì)數(shù)據(jù)思維進(jìn)行了自定義：數(shù)據(jù)思維（Data Thinking）是“將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息”或“通過(guò)數(shù)據(jù)操作使信息清晰傳達(dá)”的“上層建筑”，待解決的問(wèn)題與事件可以使用“數(shù)據(jù)分析”的方式來(lái)處理與表現(xiàn)?；趧?chuàng)建的模型（見(jiàn)圖1），在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中可將“數(shù)據(jù)思維”細(xì)化為：根據(jù)“認(rèn)識(shí)、創(chuàng)建和評(píng)估”3個(gè)步驟進(jìn)行的思維指導(dǎo)，認(rèn)識(shí)——用數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)物理世界的對(duì)象與聯(lián)系；創(chuàng)建——對(duì)象（數(shù)據(jù)）關(guān)系結(jié)構(gòu)化的表達(dá)；評(píng)估——基于表達(dá)的結(jié)果，通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行探索與決策?！皵?shù)據(jù)思維”結(jié)合了“識(shí)別、理解、創(chuàng)建、洞察和交流”等能力。值得注意的是，此時(shí)的數(shù)據(jù)思維屬于意識(shí)層面，而非實(shí)踐層面，即數(shù)據(jù)思維并非等同于數(shù)據(jù)可視化模型，可視化的過(guò)程需要設(shè)計(jì)邏輯的參與，例如數(shù)據(jù)可視化模型中包含了關(guān)于數(shù)據(jù)映射（可視化編碼）的創(chuàng)意階段，數(shù)據(jù)思維可以使這種映射內(nèi)容更加豐富、準(zhǔn)確。

圖1 基于數(shù)據(jù)思維和設(shè)計(jì)邏輯的數(shù)據(jù)可視化模型

2 基于數(shù)據(jù)思維和設(shè)計(jì)邏輯的數(shù)據(jù)可視化模型的建立

在設(shè)計(jì)學(xué)科數(shù)據(jù)可視化的研究中，討論視覺(jué)要素與呈現(xiàn)方式的內(nèi)容居多，但也有學(xué)者根據(jù)自身研究的側(cè)重點(diǎn)來(lái)建立設(shè)計(jì)模型，例如陸菁等[9]基于用戶體驗(yàn)進(jìn)行的數(shù)據(jù)可視化模型研究，蘆影[10]在《智造技術(shù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與廣告的計(jì)算創(chuàng)新》中提到的數(shù)據(jù)可視化的一般模型。國(guó)外學(xué)者Kaushik闡述了數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)步驟以及涉及的相關(guān)知識(shí)。首先從所有可用的來(lái)源對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后基于可能產(chǎn)生的聚合意義對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在此之后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形解釋。最后一步，用戶與圖形進(jìn)行交互。該步驟中包含理解給定數(shù)據(jù)的大小和基數(shù)、確定要交流的信息種類，以及根據(jù)目標(biāo)受眾處理視覺(jué)信息等內(nèi)容[11]。這種框架忽視了創(chuàng)建的出發(fā)點(diǎn)和評(píng)估層面，在此基礎(chǔ)上筆者建立了新的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型。與其他的數(shù)據(jù)可視化模型相比，該設(shè)計(jì)框架圖依據(jù)“數(shù)據(jù)思維”與“設(shè)計(jì)邏輯”更加清楚地劃分了流程模塊，并且增加了一般框架圖被簡(jiǎn)化的內(nèi)容。

2.1 認(rèn)識(shí)

認(rèn)識(shí)階段分為“識(shí)別與理解”。“識(shí)別”是對(duì)出發(fā)點(diǎn)的甄別，數(shù)據(jù)可視化的創(chuàng)建既可以從“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”出發(fā)，也可以從“表現(xiàn)事件”出發(fā)，兩者在評(píng)估階段的區(qū)別為：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題專注于設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)問(wèn)題的解決；表現(xiàn)事件更關(guān)注觀察的趨勢(shì)和捕獲的信息，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后再進(jìn)行研究?！袄斫狻贝碇鴮?duì)問(wèn)題或者事件的變化、動(dòng)態(tài)、因果關(guān)系，以及用戶基礎(chǔ)的深入了解與思考。從“認(rèn)識(shí)或者定義”該事件開(kāi)始，以約翰·前田（John Maeda）創(chuàng)造的可視化系統(tǒng)為例。首先，他提出了一個(gè)問(wèn)題：領(lǐng)導(dǎo)者如何有效地管理被領(lǐng)導(dǎo)層，規(guī)范被領(lǐng)導(dǎo)者在分層體系中的工作。這是一個(gè)比較寬泛的問(wèn)題，通過(guò)他對(duì)作品的闡述以及最后呈現(xiàn)的結(jié)果（見(jiàn)圖2），可以推斷出他對(duì)這個(gè)問(wèn)題的“認(rèn)識(shí)與定義”為：領(lǐng)導(dǎo)者這個(gè)角色的關(guān)鍵在于建立原本不可能的聯(lián)系，并且希望一些驚喜的事情可以發(fā)生，能夠用領(lǐng)導(dǎo)力來(lái)連接不同的人。基于對(duì)這一問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，他開(kāi)始量化問(wèn)題、搜集數(shù)據(jù)，例如部門的分布、部門績(jī)效、部門員工的專業(yè)技能等，再?gòu)倪@些數(shù)據(jù)中尋找聯(lián)系，例如跨部門技能（使領(lǐng)導(dǎo)者能夠在第一時(shí)間找到適合跨部門交流的人員），以及與上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行交流的工具等。最后基于用戶主體創(chuàng)建可視化的視角，以領(lǐng)導(dǎo)者的需求為核心建立系統(tǒng)，無(wú)論在等級(jí)制度還是分層結(jié)構(gòu)中，用領(lǐng)導(dǎo)力來(lái)連接不同的人。最后呈現(xiàn)出的作品是他利用Powershop創(chuàng)建的交互式領(lǐng)導(dǎo)者可視化系統(tǒng)。對(duì)問(wèn)題和事件的清楚認(rèn)識(shí)與定義是成功建立數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)，否則在評(píng)估與體驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生不符合預(yù)期的情況，導(dǎo)致“回爐重塑”。

圖2 前田交互式領(lǐng)導(dǎo)者的可視化系統(tǒng)

2.2 創(chuàng)建

數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)與圖形元素之間的映射，創(chuàng)建階段就是將數(shù)據(jù)編碼為圖形的設(shè)計(jì)過(guò)程。這一階段分為4個(gè)步驟：明確現(xiàn)有數(shù)據(jù)的維度；進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形編碼與圖示標(biāo)注；檢查內(nèi)容與數(shù)據(jù)；考慮最終的呈現(xiàn)形式，可以通過(guò)“互動(dòng)”“動(dòng)態(tài)”“靜態(tài)”[12]與“物理可視化”[13]等形式呈現(xiàn)。在這個(gè)階段需要注意的是，當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息傳達(dá)給人們時(shí)，需要統(tǒng)一的語(yǔ)言，因此在表現(xiàn)形式上，考慮受眾或用戶的文化與生活背景，可以創(chuàng)造恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)隱喻，與最初定義的目標(biāo)保持一致。在保證信息準(zhǔn)確傳達(dá)的同時(shí)，也要注重作品整體的視覺(jué)品質(zhì)，使傳達(dá)的數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)形式與主題之間產(chǎn)生聯(lián)系。

2.3 評(píng)估

第3階段是“評(píng)估”，評(píng)估主要包含2個(gè)層面。首先是對(duì)利用數(shù)據(jù)可視化來(lái)解決問(wèn)題或幫助決策的最終成效進(jìn)行評(píng)估，這是對(duì)產(chǎn)品使用者需求的滿足和開(kāi)發(fā)者效益的論證。若未達(dá)到目標(biāo)，則需要進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)層面進(jìn)行評(píng)估——數(shù)據(jù)的圖形編碼對(duì)用戶體驗(yàn)的影響。如果可視化作品的呈現(xiàn)使人難以找到隱含的“解題規(guī)則”，使人觀察起來(lái)比較困難，或者在形式上產(chǎn)生歧義，導(dǎo)致錯(cuò)誤的推斷，那么，顯然作品需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)化。例如，全球流感病毒基因序列數(shù)據(jù)庫(kù)（GISAID）對(duì)Covid-19疫情數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)圖的變更，避免了后期的誤讀。該層面的評(píng)估會(huì)根據(jù)用戶體驗(yàn)返回第1部分或者第2部分，進(jìn)行重新定義或者形式轉(zhuǎn)換，這一部分往往是模型中容易被忽視的環(huán)節(jié)。值得注意的是，用戶對(duì)數(shù)據(jù)可視化作品的體驗(yàn)又可以分為2個(gè)層面，一是基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，二是情感認(rèn)知（盡管當(dāng)用戶形成更快、更清晰的基礎(chǔ)認(rèn)知時(shí)亦可幫助其形成情感認(rèn)知，但在此提到的情感認(rèn)知更多的是排除基礎(chǔ)認(rèn)知之外的因素）。國(guó)內(nèi)關(guān)于數(shù)據(jù)可視化情感要素的研究多集中于敘事形式，并期望產(chǎn)生共情。以下將基于數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型，從聚焦人文關(guān)懷的“數(shù)據(jù)”與“形式”角度，對(duì)用戶與數(shù)據(jù)可視化作品的關(guān)系進(jìn)行更深層次的探索。

3 數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)形式中的情感訴求

“數(shù)據(jù)”和“形式”分別代表了數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型中的“認(rèn)識(shí)”和“創(chuàng)建”階段。文章分析了數(shù)據(jù)存在的客觀屬性，但數(shù)據(jù)語(yǔ)境所帶來(lái)的語(yǔ)義允許設(shè)計(jì)師尋找數(shù)據(jù)理性中感性的一面。這一思考源于Lupi[14]所提出的“數(shù)據(jù)人文主義”（Data Humanism），數(shù)據(jù)人文主義的重點(diǎn)在于“使用數(shù)據(jù)來(lái)揭示數(shù)據(jù)背后的人類故事”，要求以更人性化的方式看待數(shù)據(jù)，人性化表現(xiàn)在“數(shù)據(jù)的收集、處理、設(shè)計(jì)和展示”等包含同理心和人性處理的環(huán)節(jié)（見(jiàn)表1）。Lupi在“數(shù)據(jù)人文主義”的概念中提出了自己的一套方法論，從其著作與作品中可以清晰地看出她所推崇的理念。筆者將其總結(jié)為：數(shù)據(jù)的語(yǔ)境情感，以及可視化的視覺(jué)情感（見(jiàn)圖3）。

表1 Lupi提出的數(shù)據(jù)人文主義的特征

Tab.1 Characteristics of data humanism proposed by Lupi

圖3 數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)形式中的情感訴求

3.1 數(shù)據(jù)的語(yǔ)境情感

數(shù)據(jù)的語(yǔ)境情感來(lái)自于對(duì)數(shù)據(jù)背后故事的觸動(dòng)與共情，例如一位藝術(shù)家將祖母給他講述的寓言故事轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并制作成一個(gè)手工花瓶，在這里數(shù)據(jù)不僅是數(shù)字，更暗含著親情的羈絆。斯蒂芬妮（Stefani）和喬治·盧皮（Lupi）進(jìn)行的為期1年的數(shù)據(jù)繪制明信片項(xiàng)目（見(jiàn)圖4），現(xiàn)已印刷成書《Dear Data》，原明信片被MOMA收藏，這種方式類似于一種“慢數(shù)據(jù)”的傳輸，通過(guò)收集并手工繪制個(gè)人數(shù)據(jù)再以明信片的形式發(fā)送給對(duì)方，同時(shí)把圖形解碼的“鑰匙”放在其中，讓收件人能夠破譯圖形密碼。在這里，數(shù)據(jù)成為情感溝通的橋梁，這個(gè)溝通包含了自我溝通（個(gè)人與生活的溝通）和2人彼此的溝通。這種方式是故事性的、趣味的，在記錄的同時(shí)，也可以發(fā)現(xiàn)一些生活中關(guān)乎個(gè)人的趣事。這種形式對(duì)記錄與溝通的方式來(lái)說(shuō)也是突破性的，數(shù)據(jù)不再沉默了，它開(kāi)始說(shuō)著人類的語(yǔ)言，代表著人性。此話題除了是對(duì)數(shù)據(jù)與情感關(guān)系的思考外，還是對(duì)數(shù)據(jù)的選擇與表現(xiàn)手法的探究，設(shè)計(jì)不一定局限于大數(shù)據(jù)的計(jì)算手法以及計(jì)算機(jī)操作的表現(xiàn)手段，或許回歸身邊的數(shù)據(jù)，嘗試自然、手工的表現(xiàn)手法才能夠帶來(lái)驚喜。

圖4 Lupi的《Dear Data》

3.2 可視化的視覺(jué)情感

視覺(jué)情感關(guān)乎數(shù)據(jù)可視化的創(chuàng)建形式，在滿足使用功能的同時(shí)，從產(chǎn)品的使用場(chǎng)景、用戶的心理與行為習(xí)慣等特征出發(fā)，突破數(shù)據(jù)可視化自19世紀(jì)以來(lái)就存在的常規(guī)的表達(dá)形式。設(shè)計(jì)師Guillaume更新了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)界面的可視化形式（見(jiàn)圖5），在視覺(jué)設(shè)計(jì)中，整體采用了CD光盤的形式，與個(gè)人運(yùn)動(dòng)時(shí)的聽(tīng)歌習(xí)慣建立起了聯(lián)系，打破了原有冰冷的數(shù)據(jù)折線顯示，增加了互動(dòng)環(huán)節(jié)，為跑步帶來(lái)了更豐富的體驗(yàn)。這種設(shè)計(jì)方法所遵循的概念便是數(shù)據(jù)人文主義，關(guān)注用戶體驗(yàn)，在視覺(jué)上能夠有效地處理數(shù)據(jù)與用戶的心理認(rèn)知問(wèn)題。另外，這里所說(shuō)的視覺(jué)，并不意味著產(chǎn)出的形式拘泥于平面或限制在屏幕內(nèi)，也可以是空間化的表達(dá)方式，因?yàn)楦鱾€(gè)知覺(jué)對(duì)人接收和處理信息都有不同層面的作用[15]。

圖5 Guillaume從傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)APP界面到依據(jù)個(gè)人情緒/興趣的運(yùn)動(dòng)界面

3.3 情感評(píng)估

本次研究暫時(shí)擱置了往常以“美學(xué)價(jià)值和交互行為”為主的情感測(cè)量方法，基于上文提出的情感訴求和數(shù)據(jù)所帶來(lái)的情感表征，情感評(píng)估更應(yīng)該聚焦在“反思層面”，這種“反思”關(guān)注的是情感所能夠激發(fā)的行為——“定醒吾身”。例如，從傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)APP界面到依據(jù)個(gè)人情緒/興趣所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)界面，在用戶使用時(shí)除了能夠帶來(lái)良好的體驗(yàn)外，用戶或許會(huì)被激勵(lì)去主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始關(guān)注自己的健康數(shù)據(jù)。再如斯蒂芬妮和喬治·盧皮制作的個(gè)人數(shù)據(jù)明信片，每一次的記錄都是對(duì)自己生活狀態(tài)、社交關(guān)系和親情來(lái)往的提問(wèn)和反思，在一系列的反饋與用戶追蹤中，設(shè)計(jì)師或許會(huì)開(kāi)始認(rèn)真考慮數(shù)據(jù)可視化背后的情感訴求，以及其帶來(lái)的生活價(jià)值。

4 基于模型關(guān)于個(gè)人心率數(shù)據(jù)的可視化界面設(shè)計(jì)

1）認(rèn)識(shí)。該實(shí)踐源于身邊陳同學(xué)對(duì)心率異常問(wèn)題的關(guān)注，心率異?？赡軙?huì)表現(xiàn)出心律不齊或胸悶頭暈等癥狀，除了先天性和劇烈運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的癥候，針對(duì)這一問(wèn)題，筆者嘗試探索該癥狀與個(gè)人生活習(xí)慣的關(guān)系。為了更有效地認(rèn)識(shí)問(wèn)題，首先與陳同學(xué)進(jìn)行了關(guān)于其日常習(xí)慣的溝通，探索可能會(huì)對(duì)其心率產(chǎn)生影響的重要因素，并很快地確定了她的用戶身份——咖啡愛(ài)好者。喝咖啡已經(jīng)成為一些人的日常飲食習(xí)慣，或許適當(dāng)飲用咖啡對(duì)一般人群來(lái)說(shuō)并不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，但對(duì)具有遺傳性心率問(wèn)題的人群來(lái)說(shuō)，不當(dāng)飲用咖啡所帶來(lái)的心率問(wèn)題會(huì)比較突出。目前，一般的心率檢測(cè)方式為佩戴手環(huán)，通過(guò)設(shè)置手環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)監(jiān)測(cè)，隨后將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳送至手機(jī)界面，界面的心率視覺(jué)表現(xiàn)方式往往為折線圖，這種折線圖是無(wú)差異化的數(shù)據(jù)顯示方式，當(dāng)用戶在某個(gè)時(shí)間查看時(shí)，并不能回憶起或知曉當(dāng)時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的語(yǔ)境。在該問(wèn)題的背景下，從咖啡愛(ài)好者中關(guān)注心率的這部分用戶的視角出發(fā)，數(shù)據(jù)可視化所要達(dá)到的目的為：使用戶關(guān)注心率數(shù)據(jù)，且可視化界面可以突出飲用咖啡后的自測(cè)時(shí)間和心率。盡管飲用咖啡所導(dǎo)致的心率變化問(wèn)題可以觸發(fā)多種數(shù)據(jù)變量：飲用量、咖啡品種（咖啡因含量/萃取率）和飲用時(shí)間等?？紤]到實(shí)際操作的易用性、目的性和用戶體驗(yàn)等問(wèn)題，所需要的數(shù)據(jù)和信息分為以下3點(diǎn)：時(shí)間（分為“日、夜”，用戶可根據(jù)自己的作息調(diào)節(jié)，夜間心率基本維穩(wěn)，對(duì)用戶價(jià)值較弱，而日間的活躍性和咖啡飲用次數(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁└嘈畔ⅲ?、自?dòng)檢測(cè)（用戶可以設(shè)置次數(shù)）和手動(dòng)檢測(cè)（手動(dòng)檢測(cè)適用于用戶喝咖啡后心率異常的情況下）及心率異常（提示用戶其他日常引發(fā)心率異常的因素），從而根據(jù)用戶個(gè)人習(xí)慣創(chuàng)建使用視角。

2）創(chuàng)建（見(jiàn)圖6）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系將其合理地分布在視覺(jué)圖形中。心率代表著心臟的跳動(dòng)、人體的活躍度及生命的未知，咖啡意味著液體的流動(dòng)和沖泡口味的不確定性，這兩者似乎為彼此找到了良好的契合點(diǎn)——激起的水花與心跳的結(jié)合（動(dòng)態(tài)與溫度）。重要信息展示如下：由于夜間心率的穩(wěn)定性對(duì)用戶的價(jià)值較弱，所以將其傳遞的信息放到視覺(jué)的下方，且自動(dòng)檢測(cè)次數(shù)為1次，視覺(jué)上方為日間，是用戶活躍的時(shí)間段，自動(dòng)檢測(cè)4次（包含7：00和23：00，用戶可根據(jù)需求調(diào)節(jié)）。手動(dòng)檢測(cè)會(huì)得到視覺(jué)上的著重突出與標(biāo)記，心率異常也會(huì)得到提醒，這樣的信息分層彌補(bǔ)了原有信息的平均化，從用戶視角來(lái)看，這樣的方式既隱藏又突出了一些信息。在表現(xiàn)形式方面，通過(guò)用戶左右拖拽的交互方式，形成微弱的動(dòng)態(tài)感（來(lái)自用戶評(píng)估中產(chǎn)生的建議）。

圖6 關(guān)于個(gè)人心率數(shù)據(jù)的可視化界面設(shè)計(jì)

3）評(píng)估。作品目前處于概念階段，還未進(jìn)行實(shí)際的推廣與應(yīng)用，評(píng)估方式選取了訪談的形式。被訪談?wù)邔?duì)該可視化界面的反饋為：基本上能夠理解界面中的圖例和操作信息；部分咖啡愛(ài)好者表示希望可以在自己飲用了不同口味和份量的咖啡后，能夠手動(dòng)記錄自己的心率變化，做到適度選擇和飲用；被訪談?wù)哌€給予了動(dòng)態(tài)化的交互建議，期望從視覺(jué)中再次捕獲品嘗咖啡時(shí)的情景；非咖啡愛(ài)好者也依據(jù)自身的其他特征給出了感知上的反饋——運(yùn)動(dòng)時(shí)心跳帶來(lái)的快感和刺激感，這時(shí)心率除了與健康問(wèn)題相關(guān)外，也與運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的滿足感掛鉤，這種認(rèn)知為設(shè)計(jì)者開(kāi)拓了新的數(shù)據(jù)可視化思路。

5 結(jié)語(yǔ)

可視化領(lǐng)域甚廣，盡管數(shù)據(jù)擁有著丈量事物的特性，但數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型與其他可視化的出發(fā)點(diǎn)或設(shè)計(jì)目的存在出入。例如音樂(lè)可視化可能會(huì)將主觀感受與視覺(jué)刺激或體驗(yàn)排在第1位，因此本文提出的數(shù)據(jù)可視化模型并非完全適用于其他可視化領(lǐng)域。在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師承擔(dān)著將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息并使之貼近用戶日常體驗(yàn)的任務(wù)，但固化的設(shè)計(jì)流程容易導(dǎo)致作品活力和產(chǎn)品創(chuàng)造力的缺失。本文基于數(shù)據(jù)思維和設(shè)計(jì)邏輯，重新建立了數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)模型，模型主要包含3個(gè)階段：認(rèn)識(shí)、創(chuàng)建和評(píng)估，其核心在于設(shè)計(jì)師能夠利用數(shù)據(jù)思維所介入的3個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生相應(yīng)的觀察力，這些觀察力可以提供新的設(shè)計(jì)視角。同時(shí)，設(shè)計(jì)師需要同步參與到這3個(gè)階段的工作中去，而非停留在“創(chuàng)建”環(huán)節(jié)，這是在實(shí)際實(shí)踐中需要避免的誤區(qū)，因?yàn)檫@3個(gè)環(huán)節(jié)是環(huán)環(huán)相扣的，一個(gè)階段的錯(cuò)位可能會(huì)導(dǎo)致另一環(huán)節(jié)的失敗。另外，需要考量2種情感，分別是數(shù)據(jù)的語(yǔ)境情感和可視化的視覺(jué)情感，這是影響用戶體驗(yàn)和評(píng)估的重要因素?？傊O(shè)計(jì)人員需要擁有跨學(xué)科的思維方式，從而促進(jìn)不同學(xué)科知識(shí)的補(bǔ)充與融合。

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Discussion on Data Visualization from Data Attribute and Design Logic

ZHANG Yao, WEI Dong

(Communication University of China, Beijing 100024, China)

This paper advocates paying attention to the objective attributes and emotions of data, re-establishing the data visualization design model on the basis of data thinking and design logic, moreover, putting forward and extending the problems in the design process, trying to find valuable and worthy problems, so as to avoid the design model becoming an invariable equation, At the same time, the combination of the design thinking and data science better provides a new perspective for the design practice of data visualization in the future. Discussion includes "data" and "design logic". Driven by the differentiation and customization of the connotation of "data" and "data thinking", and based on the deduction of data visualization cases, this paper observes the key links of visualization design from the perspective of data visualization design logic. Data presentation has various forms, and the design form is closely related to data attributes. In order to avoid neglecting the evaluation stage, a data visualization design model based on the three stages of "cognition, creation and evaluation" is established. In the actual design, designers need to participate in the three stages simultaneously.

data; data thinking; data visualization; design model; data emotion

TB472

A

1001-3563(2022)12-0234-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.12.027

2022–01–17

張瑤（1997—），女，研究生，主攻設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)。

魏東（1975—），男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)樗囆g(shù)設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯：馬夢(mèng)遙