可视化的类型学方法论丨大简学苑

这是一篇关于可视化理论架构的文章，和通讯作者Tamara Munzner在09年提出的可视化设计与评估的嵌套模型[1]相匹配，描述了从抽象任务到具体算法的可视化设计过程。文章从why, how, what三个层面对可视化任务进行抽象的分类，其中why指明任务的目的和目标（展示、发现、兴趣），how说明达到目标所用的方法（可视表达，数据操作、交互），what通过输入和输出对不同层次任务进行串联。基于这种分类，文章对已有可视化系统、方法进行回顾和分类。

如下图所示，可视化的设计自顶向下分为4个层次：

首先定义问题和任务，可视化的目的是什么，达成目的需要完成怎么样的任务；

其次达成所需的任务需要什么数据，对数据进行怎么样的操作；

再次对这样的数据进行的操作最终落实到可视化层次需要怎么样的可视编码和交互设计；

最后对于可视化编码和交互设计对应的算法

这篇论文相当于是对上一篇论文的进一步细化，对各个层次所对应的目的、形式、方法所涵盖的内容进行分类，提取任务之间的输入和输出作为任务流的串联，从而解决可视化设计中why、how、what三个问题。

上图why的第一层表达了用户使用或者设计师设计可视化作品的最初目的，无非呈现、探索和把玩三种，另外用户也可能在使用的过程中生成新的可视化内容。所有的可视化任务落实到操作上首先都要找到用户关心的数据点，这种search可以是已知要找什么数据也知道位置在哪里的查找过程，可以是知道数据不知道位置的定位过程，可以是不知道数据但是知道位置的浏览过程，也可以是既不知道数据也不知道位置的探索过程。一旦找到所关心的数据点，用户可以执行识别、对比和概括。

这些任务都对应了方法中的可视编码和交互过程，其中交互分为对原始数据的操作和产生新数据的操作，对应上图的how部分。任务之间以输入和输出进行关联，对应上图的what部分。

做好分类后，本文以这种分类方法对几个系统的任务案例进行尝试分类，这里只展现对Overview系统的分类案例。

话说分类的目的是什么呢？其目的有三：

一是区分类型相似的可视化系统，在整个可视化任务完成过程中哪个环节是不同的；

二是指导设计师对可视化作品的设计，设计师可以将一个可视化作品按层次逐层分解为任务-操作-编码与交互，并通过输入输出将任务串联；

三是评价可视化系统，分类可以将可视化的系统评价细化到具体某个任务的某个层次设计得好或不好。

如上图，系统的两个视图分别生成可视化结果（task 1a和1b），这里生成了新的衍生数据；用户 在两个视图的综合使用下发现数据（task 2），也就是在可视编码中进行导航和选择；最后执行人工标注（task 3），又产生了新的数据。这样，即便我不知道Overview是个怎么样的系统，也能够理解其中的逻辑过程。套上系统和数据的语义就可以设计实现出对应的功能和算法。

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