1.1　读图时代呼唤信息可视化

大约从21世纪伊始，书本中冰冷的文字被配上热闹的插图，读书人重新回到了儿童时代的看图识字。图像取代文字成了“沟通之王”，现代人仿佛又过起了祖先象形指事的文化记录生活。各种各样的图像如花海一样淹没了信息时代的人们，读图已经成为风尚，甚至成为日常生活中不可或缺的一部分。铺天盖地的图像带领人类进入“读图时代”。然而，“读图时代”也会带来种种负面影响，图像浅显易懂，使人们只能被动接受，而不像面对文字时还须主动思索。人们往往只注重图像的视觉效果，而忽视了图像背后的信息价值。于是，信息可视化孕育而生，通过图表的可视化展现，传递出数据所蕴含的“信达雅”（数据可信、表达清晰、展现美观），这项技术将为读图时代带来新的活力。

1.1.1　读图时代的诞生与影响

“读图时代”是指随着科学技术的发展和生活节奏的加快，现代人自愿或被迫进入的一个时代。在这个时代里，文字已经不能满足人们对知识和信息的渴求，需要图片不断刺激我们的眼球，激发我们的求知欲，触动我们麻木的神经。

读图时代最早在报纸、期刊等平面媒体上表现出了它的特征。19世纪，由美国著名报人普利策和赫斯特发起的一轮报纸“黄色化倾向”竞争，可以看作读图时代在报纸上高潮运动的到来（见图1.1），这次运动似乎颠覆了图像在人们心中的美好形象。大幅煽动性的彩色照片、绚丽刺眼的色彩、滑稽肤浅的内容……都让人们觉得图像“爆炸”了，而文字从“王者”变成了“懦夫”。

在我国，第一个提出“读图时代”概念的是花城出版社编辑钟洁玲。1988年，花城出版社出版《红风车经典漫画丛书》，以图文并茂的形式，展现了当时的风云人物和思潮，如图1.2所示。为宣传此书，钟洁玲提出“读图时代”这一概念。那时的“读图”，指的是读者爱好阅读以图形或图片为主的图书资料。互联网时代，图片在原有基础上，发生了很多变化。期刊、网络平台等“读图”载体多样，艺术、漫画等图片类型也更丰富。当下的“读图时代”，具备了特有的时代含义。

在现代社会中，图片已经成为人们获取信息、了解世界的重要渠道。图片以报纸、书籍、网络等为载体进行传播，具有丰富的信息、生动的画面和直观的视觉体验。如今，很多人已不再花大量时间进行文字阅读，而是习惯快速浏览图片，并结合标题对自己感兴趣的内容进行阅读。对于新闻图片来说，我们经常可以看到一张巨幅照片占据了几乎整个报纸版面，优秀的新闻图片会以强烈的现场感、视觉冲击力和极强的时效性来吸引读者。网络、电影、电视中的图像就更多了，甚至广告、漫画、图书、期刊等，可以说只要有人的地方，就会留下“读图时代”的痕迹，可以说图片已经以不可挡之势充斥在我们周围。

然而，也许你不禁要问，为什么我们会来到“读图时代”？

首先，科技的进步、网络的普及促进了“读图时代”的到来（见图1.3）。图像采集、处理技术的进步使平面媒体可以自由、准确地使用图像。清晰、流畅的图像带给受众前所未有的美感，媒体认识到了图像对于受众强大的吸引力，从而越来越广泛地使用图像。较之报纸、期刊等平面媒体，网络的普及带给阅读者的是更加广阔的信息空间和更加便利的接触途径。网络上提供给人们的信息量大大超过了报纸、期刊所能提供的信息量，且价格更为低廉、用时更为节省、形式更为新颖、获取更为便捷。网络的普及给图像的广泛传播提供了可能，可以说，网络改变了图像的命运，为图像的迅速传播提供了便利的途径。

其次，图像本身具有直观、便捷、形象生动的特点，这也是促使“读图时代”到来的重要原因（见图1.4）。图像中包含了丰富的信息量，能够引起人们无穷的联想。比如，我们小时候参加看图作文的比赛，面对图像发挥想象力，这种作文形式利用的就是儿童喜欢看图片的心理。一些探险和科普文章，如果缺少图片，就总会使人觉得缺少些什么。再比如，作者想传达给读者某种信息，但是用文字不能准确地表达出来，这时一张图片或许可以解决问题，这就是人们会对那些精心设计的公益广告图片感到叹为观止的原因。

再次，现代生活节奏的加快也使“读图”大行其道（见图1.5）。生活节奏加快，社会竞争激烈，奔波于快速转变着的时间、地点中的人们希望用最少的时间获得最大的信息量。而“阅读图像”能帮助人们尽量节省时间、避免大脑疲劳，于是时尚感十足的“快餐读物”越来越受欢迎。都市快节奏的生活造成整个社会浮躁的心理，而人们浮躁、无聊的情绪使他们沉不下心去读书，对文字产生了排斥感。或许某一文本内容丰富、语言优美、思想深刻、蕴含哲理，但是人们没有时间、没有心情阅读和欣赏，再好的书也只是一堆废纸。人们需要的只是满足他们猎奇心理、改变他们无聊心情的“故事”，能让他们笑一下或者皱一下眉头，这就够了。

最后，媒体、网络刻意迎合读者庸俗、猎奇的心理，使标题夸大其词，使信息充斥眼球，这也是产生“读图时代”不容忽视的原因（见图1.6）。正如法国学者艾柯形容的，我们已被后现代的场景包围，分不清什么是虚假什么是真实。电视、报纸和期刊批量化生产了大批明星，人们在这些产品面前被击溃，不管你接不接受，他们就像活人一样，也像没有生命的物体一样，就在那儿，无法回避。所以虽然我们会对娱乐报道嗤之以鼻，但是当我们看到这样的标题或图片时，还是会不自觉地打开阅读。而且大量信息充斥媒体网络，读者无法分辨哪些有价值哪些无价值，更何况读者也懒得去分辨，于是读者会对自己说：“看张图吧，就什么都知道了。”

接下来我们看一下，“读图时代”的意义，以及它给我们的生活带来的影响。

从媒介产生与发展的历史脉络来看，图片的传播方式经历了十分漫长的历史过程，而这期间图片对我们的生活乃至社会的发展产生了重要的影响。从口语传播摆脱了“与狼共舞”的野蛮状态，到文学传播加速了文明发展与传承，又到印刷传播时代提高了媒介传播效率，再到当下电子传播信息的多元化多层次扩散。媒介方法的不断变革，不但标志着新的文化形态的渐成与转变，同时也标志着一种新型理念的逐渐拓展，更表明了人类思维方式的更新转换。人类最早的“读图时代”是象形文字的使用，一个简约的图形模拟表现物体本身的含义，质朴、形象、一目了然。在相当长的时间里，图片发挥了重要的作用，如图1.7所示。

进入现代之后，“读图”不再是从文字形体中摄取含义，而是自成一体，以大幅图片的形式展现在受众面前。报纸、期刊、电子媒体等媒介中图片层出不穷，为受众展示出了一系列图景，如图1.8所示。解读图片，深入挖掘，已经成为一种风尚，大众习惯开始逐步向“读图时代”靠拢。加拿大传播学家麦克卢汉曾说：“媒介是人的延伸。不同的传播媒介也就是人的不同感官和器官向外部世界的延伸，这个过程不断扩大了人类征服大自然和改造世界的能力”。从这个角度看，图片作为视觉的延伸，通过给人以视觉冲击力，引发人内部心灵的感受；通过多维度地传播社会信息，从而达到图片体验与精神体验的有机结合，眼球与心灵的相互融合。图片以一种非语言符号的方式，在传递视觉信息的同时，表现视觉文化；在生活节奏日益加快、知识碎片化的情况下，满足了受众的需求，丰富了实践生活的方方面面，推进着复杂的社会历史发展。

正如前文所述，图片具有生动形象、信息量大的优势，“读图时代”满足了人们在快节奏的生活中对于知识、新闻、故事、娱乐等信息的需求。图像传播渗透在社会的方方面面，对我们的实际生活具有非常重要的意义。例如，一份烦琐的工作文件，如果加入一个树状图，各项步骤就会立刻清晰地展现在我们眼前，可以缩短阅读时间，提高工作效率，如图1.9所示。

然而，“读图时代”也会带来种种负面影响。图像的优点是形象生动、信息量大，但这些优点扩大后恰恰是它的缺点。由于图像的浅显易懂，使人们只能被动接受，而不像面对文字时还须主动思索。文字与其说是表达，不如说是一个人对自己的思考和阅读的归纳；图像虽然直观，但人们面对图像往往缺乏深入的思索和品味。曾有专家忧心忡忡地指出，如果人们把大量的时间消耗在读图上，很容易造成全民阅读水平低下的情况。

另外，图像有很强的冲击力，对人的感官有着强烈的刺激，大量的图片冲击会造成人的感官麻木。设想一下，当读者像翻书一样翻阅成百上千张图片时，由于图片数量过多，真正的优质图片很容易被淹没，难以被读者发现，就算发现了，由于已经习惯读者还会花时间做一些思索吗？

最后，图片充斥电视和网络，现代人为之耗费了大量的时间和精力。我们的儿童是由电视“抱大”的，我们的青少年沉溺于网络游戏和网络聊天中不能自拔。算一算，假如每人每天平均坐在电视和网络前2小时，乘以365天，再乘以14.1亿人，得数会是多少？而这些时间，原本是我们用来读书、和朋友聊天、与家人做游戏、出去旅游、锻炼身体的时间啊！而且一个人天天与电视和网络为伴，恐怕会被冷冰冰的机器思维所主宰。这些年因为沉溺于网络中的色情、暴力、谎言而导致的悲剧还少吗？

1.1.2　信息可视化孕育而生

在“读图时代”生活的我们，面对图像的优点和缺点应该何去何从呢？如何在享受图片带来的视觉放松、感受图片传来的浓浓情意的同时，去挖掘图像背后的故事，理解图像所蕴含的深刻含义呢？于是信息可视化技术孕育而生，通过图表的可视化展现，传递出数据所蕴含的“信达雅”（数据可信，表达清晰，展现美观），这项技术将为读图时代带来新的活力。

首先，我们来了解一下什么是可视化。“可视化”一词源于英文“Visualization”，译为“形象化”“成就展现”等。事实上，将任何抽象的事物、过程变成图形图像等形象化的表示都可以称为可视化。用可视化的手段来呈现信息已不是一个新奇的现象。最初的“可视化”可以追溯到几千年前，如古时洞穴里的绘画，后来的地图、科学图画和数据图等。这些早期的可视化探索与运用在一定程度上以平直的向前方式对计算机形象化产生了重要影响。而可视化研究是一个新兴学科，它展现了一个迄今为止高度非结构化的研究领域，如人机交互、平面设计、管理、建筑等。

当我们理解了什么是可视化以后，信息可视化便不难懂了。确切地说，信息可视化是一个过程，它将数据、文字、图像转化为一种形象化的视觉表达形式，即通过特征性抽离、提炼、整合，将这些内容转化为人们需要的信息，进而充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力，以形象化的姿态呈现给读者，如图1.10所示。这个传达过程也可以看成一个视觉化思考过程，它为阅读者建立起整个知识的逻辑性，简化复杂文络，直接且有重点地带领阅读者思考，目的是利用图形化的信息可视方法，用平易近人、易于理解的方式向受众传达一定的内容信息，提高人们对抽象信息获取的最大能力。

接下来，我们看一下在进行信息可视化呈现的过程中，所需要遵循的信息可视化的设计要素。

（1）信息内容充实、精简。原始数据的信息量大、资料繁多，假如直接将这些内容铺放给阅读者，立刻会给阅读者带来视觉疲惫的感觉，在阅读过程中会有许多读者因失去耐心而停止接受信息。即使艰难地完成阅读也会浪费读者大量的时间与精力，人类大脑在面对复杂信息的时候，会自动提取它认为有用的信息，但提取到的是否确实是重要信息是由每个人不同的认知水平决定的。信息可视化就是要在设计的过程中提炼出重要内容，使处于不同认知水平的人们，可以用最短的时间获取到重要信息。由此可见，信息可视化最重要的一个因素就是要用充实而又精简的内容来甄别、筛选重要的信息，这个要素的宗旨就是言简意赅。这里我们举一个例子，表1.1所示为我们从国家统计局官网获取的我国不同地区城市的固定资产投资总额、地区生产总值、最终消费支出、消费者价格指数。

我们想通过这些数据找到哪个城市具有核心竞争力，但由于数据过多，往往不能从数据中直接看到结果，于是我们通过可视化的方法化繁为简，利用简单的气泡图来找到具有核心竞争力的地区，如图1.11所示。在图1.11中，我们以横坐标代表固定资产投资总额，纵坐标代表地区生产总值，以气泡的大小代表最终消费支出。不难发现，在这张图中越靠右上角同时气泡越大的数据点，代表整个城市的竞争力越强。于是我们可以轻松地找到，广东、山东、江苏几个地区具有核心竞争力，而安徽、四川等地区的整体实力则相对较弱。

（2）信息图形美观恰当。美好的事物历来是建立两个陌生关系的第一通道，美的东西总是能够吸引人们的目光。在对信息进行视觉化的设计时，美观的图形可以给人们带来兴趣，让人们产生好奇心，拉近阅读者与信息内容的距离，使读者在主观上更愿意进一步了解设计者想要传递的信息与内容。这里我们举一个例子，在2017年热播的电视剧《人民的名义》中，几个主要人物让人印象深刻，如侯亮平、高育良、祁同伟、蔡成功、欧阳菁等人，我们现在想通过一定的可视化方法把电视剧中复杂的人物关系呈现出来。做社交网络可视化分析，不得不提的是Gephi这个软件，Gephi是一款开源免费跨平台基于JVM的复杂网络分析软件，主要用于各种网络和复杂系统，动态和分层图的交互可视化与探测开源工具。现在我们采用Gephi把电视剧中的人物关系呈现出来，如图1.12所示。在图中，我们以节点代表人物，以节点之间的连线代表人物之间的关系，同时在连线上端以文字方式标识出人物之间的具体关系，用节点的颜色表示节点的中心度指标，即越具有复杂关系的人物越具有核心位置，从图1.12中我们不难发现，侯亮平、高育良、陈海、祁同伟等人是电视剧中的主要人物，而蔡成功、欧阳菁、季昌明、钟小艾等人则是电视剧中的配角。通过这种方法呈现，固然可以清晰简明地传导出复杂网络中的结构，但是并没有实现可视化过程中要求的图形美观。

现在，我们采用另外一种方法，即采用Excel中的插件NodeXL来呈现电视剧中的复杂人物关系，如图1.13所示。我们对比前后两张社交网络图会发现，通过NodeXL实现的社交网络效果更加生动有趣，它不仅表达出了人物间的关系，更重要的是每个节点不再是枯燥无味的气泡，而是换成了人物的脸谱。同时，当我们用鼠标单击到某个关键人物时，与该人物具有紧密关系的人物及其关系也会突出显示。通过这个例子我们会发现，可视化居然可以呈现得如此栩栩如生。

（3）信息视觉层次分明。建立分明的视觉层次可以分为两个方面，一是要有符合人类视觉习惯的版式，比如从上到下或从左至右的视觉走向；二是将信息分类排序，建立一个清晰的路径，让阅读者轻松地找到想要寻找的内容，这类似导视的功能。这里我们来看一个例子，在2008年美国总统大选过程中，有两位重要候选人——奥巴马和麦凯恩，两位重要人物分别是民主党和共和党的参选人，我们想通过可视化把民主党对奥巴马、共和党对麦凯恩的支持情况呈现出来。我们用蓝色代表民主党，用红色代表共和党，可视化的结果显示，红色占据地图的大部分面积，这意味着红色代表的共和党拥有多数选票。然而大家都知道，2008年的美国总统大选，奥巴马最终获胜，当选美国总统。那可视化为什么得到了完全相反的结果呢？

原因在于，地图上色块大小由地理面积决定，不能反映真实权重（选票）。类似地，跨国公司可能会利用这种手段夸大自己在国外的经营情况。一家只在某国几个城市有业务的公司，可能会在报告财务指标时将整个国家涂上颜色。我们重新绘制图形，用地图上的气泡大小来反映人口数量，可以发现蓝色气泡逐渐占据主导。地广人稀的地区不再呈现整片红色，而是零星的小红点。这时我们会发现，民主党人数远远超过共和党人数，可视化结果与事实相符。

（4）信息逻辑条理明确。在人类的认知世界中，人们的视觉易与感知连续的内容形成完整的知识树，而对于碎片化的知识则相对较难。所以，信息可视化设计的成功，必须有清晰且连贯的逻辑布局。比如，当你画一个饼状图、堆叠柱形图或堆叠面积图时，所有数字的总和加起来应该是100。听上去这种简单的错误似乎根本没必要指出，但读者一定会感到惊讶，因为人们经常犯这样的错误。图1.14是来自福克斯新闻的一张图片，你能看出有什么问题吗？这三个扇形的数字加起来不是100%而是193%。在该调查中，很可能是允许一人投多票的，因此饼状图很明显不能体现这一数据的正确选择。另外，如果读者不读这些数字，只是观察饼状图的大小，就会有这样一个印象：每位候选人得到的支持都是近三分之一，这又是一个错误的结论。为了避免这样的错误，作者要仔细检查图中的数字并确保自己使用了标准的工具。标准的工具不会做出这样的错误饼状图。

（5）可视色彩鲜明合理。数据可视化是一个用各种视觉变量把数据进行编码、再现的过程，如把数据转换成位置（散点图）、长度（柱形图）、面积（比例面积图）、颜色（热力图）等。其中，颜色是所有视觉变量中最富于变化的一种。在色彩学上计算出来的色彩数大约有750万种，一般人可以分辨出3000～5000种颜色。色彩主要分为色相、纯度和明度三大要素，如图1.15所示。色相，即色调，红色、黄色、绿色、蓝色、紫色是五大主色。纯度，即饱和度，指色彩的纯净程度，纯度越低越接近灰色。明度，即亮度，指色彩的敏感程度，明度越高越靠近白色。

在可视化作品中，设计者往往会有一定的颜色偏好，形成一定的颜色“风格”。实际上，颜色不仅塑造了作品的风格，还包含很多“隐喻”。颜色利用得当，会给整个作品加分不少，否则那些吸引人的色彩可能会毁掉整个可视化作品。《美国水资源协会杂志》利用可视化方法展示了美国各州水资源蒸散总量情况，然而由于色相差异与实际数据差异不匹配，导致可视化中的颜色陷阱。这幅图运用了很多颜色，视觉上也很美观。但是图中有一个比较严重的问题，它将美国划分为两个部分，右边是深绿色和蓝色，而左边是浅绿色、黄色和橙色，因为左边和右边的颜色色相相差较大，很容易使读者认为美国东西部水资源蒸散总量情况相差很大。而实际上，色相变动非常大的部分对应的数值变动非常小。这幅图很容易误导读者，读者会根据色相的差异判定美国东西部水资源蒸散总量情况差异非常大，然而事实并非如此。

总之，信息可视化所呈现的内容不仅是数据的罗列，而是一个完整的系统，一个包含数据分类、逻辑关系、阅读习惯和视觉体验的系统，任何数据和信息在进行可视化展示后，都应该是生动有趣且富有亲和力的。可视化分类法被用来实现用户需求与相关可视化技术的匹配。在研究人员进行可视化技术的研究，以及用户进行可视化方案的设计时，首先应确定用户需求，然后以可视化分类法为指导，从现有的可视化方法中选取合适的可视化方法。