1.2　“看”信息时代的科学与艺术

当我们认为一个可视化效果很美时，这个“美”与传统意义上的审美判断是否有所不同？任何一个优秀的可视化效果，都需要通过科学和艺术的融合来诠释。科学世界是奇特的，由于人们无法直接感知它，所以只能借助各种实验事实、客观现象，靠思维和数学去想象它、把握它。科学中有美吗？至少在大多数人的印象中，科学与美是完全无关的两个名词。我们无法将刻板的事物与美联系在一起，但现代科学发展的事实和科学家的努力告诉我们：科学家与艺术家都在努力追求着美。科学之美属于广义的社会文化美，它是审美存在的一种高级形式，是在理性探索未知的活动和最终的科研成果中所具有的审美价值形式。科学活动的每一次成功发现和每一项创造发明，都会给人们带来精神上的满足和情感上的愉悦，这就是科学之美。

1.2.1　可视化的艺术性以科学为支撑

我们来看一个通过Tableau软件实现的数据可视化作品，如图1.16所示。图中可以看到三个板块，最左方是节目收视板块，这里以柱形图的形式呈现，横坐标代表不同的频道，如CCTV-1、CCTV-2、安徽卫视、浙江卫视等，纵坐标代表对应频道不同节目的收视时长，颜色越深说明节目的收看时间越长，能进一步说明用户喜欢收看这类节目。最右方是用户偏好板块，这里以词云图的方式呈现，我们把不同节目打上扁平化标签，如内地、爱情、国语、娱乐、言情、真人秀等，用户越喜爱某类节目词云所代表的节目类型字体越大、颜色越深。最下方是个性化节目推荐板块，这里以TreeMap的方式呈现，以色块的深浅代表向用户对节目的推荐度高低，如果用户对某类节目的偏爱度极高，那么后台越倾向把相似类型的节目推荐给用户。

在上面这个可视化作品中，蕴含着丰富的科学奥秘。我们以最下方的个性节目推荐板块为例进行分析，从图1.16中我们可以很直观地看到后台为观众推荐节目的倾向性，其中包括综艺类节目、电视剧类节目、电影类节目、新闻类节目等，每类节目所对应的矩阵还可以进一步分割成若干个小矩阵，这些小矩阵对应某类节目中具体节目推荐情况的占比。当把鼠标移到具体的某个节目上时，我们可以进一步看到节目在哪些频道播出、什么时间播出、推荐度，以及为什么推荐这个节目等情况。这是一个非常典型的TreeMap可视化应用，TreeMap适合展现具有层级关系的数据，能够直观体现同级之间的比较。

TreeMap作为一种可视化的重要应用，可以将原本具有树状结构的几何关系转化为平面空间矩形的形式，适合表现具有层级关系的数据，就像地图一样能指引我们发现数据背后的故事。比如，上面的个性节目推荐板块中原始数据结构如图1.20所示，可以想象，如果使用这样的树状结构展示个性节目推荐情况会多么低效，并且还会损失很多信息。

TreeMap完全体现出了科学与艺术的融合之美：在视觉上呈现出了一种秩序的美感，背后有成熟的布局算法支撑。TreeMap由马里兰大学教授Ben Shneiderman于20世纪90年代提出，起初是考虑人类视觉对于面积的识别能力较弱，尤其是在对比细长矩形面积时尤为困难，为了达到最佳的可视化效果，提出了基于Squarified算法的TreeMap可视化视图，如图1.18所示。Squarified算法的核心思想是计算最新放置矩形的长宽比，使计算出的矩形尽量接近正方形，以达到最佳的可视化效果。长宽比越接近1则矩形越接近正方形；当长宽比偏离1时，则视为放弃，需重新调整矩形的插入位置。图1.18向我们展示了Squarified算法在一个面积为24单位的区域中划分6、6、4、3、2、2、1单位矩形的方法。TreeMap的案例向我们展示了技术与艺术的一种融合形式，同时也说明科学家与艺术家一样，都要以自己敏锐的直觉和无穷的智慧探求大自然和人生命历程中的美。

1.2.2　可视化的艺术效果使科学更具魅力

数据可视化借助图形化手段，清晰有效地传达和沟通信息。但这并不意味着，数据可视化就一定会因为要实现其功能用途而令人感到枯燥乏味。现代著名美学家宗白华先生在《略谈艺术的“价值结构”》一文中说道，艺术至少是3种主要“价值”的结合体：①形式的价值，就主观感受言，即“美的价值”；②抽象的价值，就客观言，为“真的价值”，就主观感受言，为“生命的价值”（生命意趣之丰富与扩大）；③启示的价值，启示宇宙人生之最深的意义与境界，就主观感受言，为“心灵的价值”，心灵深度的感动，有异于生命的刺激。

这说明，数据可视化的艺术价值应首先表现为审美价值。审美因素在艺术创作过程的各个环节都不可或缺，是艺术价值结构中最关键、最有魅力的层面，艺术作品如果不经由审美价值而实现了其他价值，那么这类作品就不应归于艺术范畴。

我们来看一个节目类型可视化的案例，根据《中国电视节目分类体系》，电视节目标签体系包括节目类型、结构类型、面向领域、节目基调、影视剧情节、热词、体育项目、娱乐领域、综艺节目细分、戏剧类型、财经分类等18个模块。其中，节目类型有3个级别，从较为严谨、全面的角度将电视节目分为4个大类、53个二级分类与百余个三级分类。除节目类型模块之外，其余模块均为一级分类，致力于多维、灵活地标注电视节目形式，如表1.2所示。

基于节目与节目类型之间的复杂关系，我们通过可视化的方法来进行呈现，如图1.19所示。我们把节目大类作为作品的导航栏，包括电视剧、电影、综艺、新闻、青少年、其他。当我们单击某个节目大类时，可以看到在该类节目中热映的一些节目（用灰色的节点来表示），以及这些节目所具有的节目属性（用蓝色的气泡来表示，气泡上的文字标识节目属性），如对于电视剧类节目，热映的节目有《射雕英雄传》《夏家三千金》《暗花》等，节目的属性有剧情、爱情、国语、动作、偶像、都市等。当我们单击某个节目时，又可以看到节目与节目属性之间的关系，如《夏家三千金》属于爱情、都市、家庭、伦理类节目；当我们单击某个节目属性时，又可以把具有这种节目属性的节目都找到，如当我们单击带有古装属性的气泡时，可以把《射雕英雄传》《神雕侠侣》《鹿鼎记》等显示出来。乍看之下，这张图非常复杂，各种节点混杂在一起，令人眼花缭乱。但对于影视从业人员而言，这个作品就好似一个强大的数据库，通过这张图可以洞察蕴含在其中的大量信息，找到当前所有影视作品之间的复杂关系。

可视化一般有两个目的，即解释（explanation）和探索（exploration）。解释（explanation）是指对数据进行简化，便于与读者交流；探索（exploration）是指发现数据中存在的特殊部分，并对未来进行有针对性的预测。基于节目与节目类型复杂关系的可视化作品，一方面通过构图、色彩、创意、版式，让人能够感受融媒体时代下节目的丰富多彩；另一方面可以通过可视化的艺术效果，使科学更具魅力，呈现出复杂网络中数据的价值。