可视化百人谈丨王长波:如何让死板的数据会“跳舞”?

聚焦信息技术领域 为产业发声

可视化百人谈丨王长波:如何让死板的数据会“跳舞”?

导读

数字一经产生,就为我们的经济生产生活发挥了巨大作用。然而,随着社会发展、分工明确,数字逐渐扩大为数据,与此同时,这些数据逐渐成了我们看懂社会现象的“束缚”;大数据时代,数据又变成了海量数据,生活中每天都有成千上万的数据产生,如何对这些数据进行分析利用,如何直观地看懂所需信息变成了我们亟待解决的问题。如何才能让这些死板的数据会“跳舞”?也许可视化可以帮助我们做到。

就此,中国图形图像学会可视化与可视分析专委会与九州连线联合推出“可视化百人谈”,对可视化领域的内容及成果进行专访,以下为九州连线采访华东师范大学教授王长波的采访实录:

可视化百人谈丨王长波:如何让死板的数据会“跳舞”?

王长波,华东师范大学计算机科学与软件工程学院教授、常务副院长

九州连线:进入大数据时代,想要看懂社会现象必然要先看懂数据,可视化无疑是解决这一问题的一大利器,您是否能解释一下什么是可视化?

王长波:一幅画胜过千言万语。可视化技术可以将一些晦涩难懂的数据用更便于人们接受的图形甚至三维方式展现出来。可视化在20世纪80-90年代已经出现,当时被用于解决复杂的科学问题,例如飞机附近涡流现象的可视化。2000年随着娱乐影视的发展关注度有所减少,近5-10年,随着显示设备多样化、数据量的增加、大数据技术的发展以及人们对数据处理的需要,可视化又逐渐热起来了。可视化技术也逐渐走进人们的日常生活,发展成为了一个涉及多个学科交叉的技术,涉及的学科包括计算机科学、统计学、几何学、设计美学、人机交互等。

可视化百人谈丨王长波:如何让死板的数据会“跳舞”?

股票K线图

此外,近年来一些信息数据随着移动端的发展开始走向公众,可视化作为信息走向公众的交互手段,可以让公众知道数据是做什么的,有何意义。比如股市里的K线图,可以让公众更直观地了解信息。如果只是用一堆数据和图表简单地进行展示,股市就变成了对人们可望不可即的存在。

九州连线:近5-10年,随着大数据的发展,可视化变得逐渐热门,那大数据时代的可视化与以往的有何区别?仅仅是数据变多么?

王长波:首先,数据变多只是一个表象。大数据时代的可视化不仅是数据变多,数据还更多元、多维、多形。此外,不同数据之间如何做融合,这对处理方法、速度也提出了挑战。最后,大数据可视化还更加注意人的感知。

现在我们进行可视化研究的时候,会给可视化赋予了更多的含义。可视化不仅仅是展现一个结果,更多的时候它能提供交互的手段,与实际应用紧密结合。

可视化之前做的是“锦上添花”,但现在它不满足于此,它希望“在过程中可视化”,而这些都是传统方法做不了。可视化不仅仅是大数据的后期展示,它在未来很可能成为大数据分析的主要形式。

九州连线:您刚才提到,可视化与人的感知是紧密相关的,能否解释一下二者是如何结合的?

王长波:在数据量变多的时候,我们要显示哪些数据,不显示哪些,这就涉及到了人的感知,也就是分析人们关注的焦点在哪里。比如人们的感知系统可能对部分形状会更感兴趣,可视化技术能将这些区域自动放大,使之更醒目。除了形状、字体、颜色、数字大小,可视化技术还能利用人的视觉特性,对某些特定显示区域进行感知的可视化。除了感知,可视化也与很多其它领域都有关系,比如人机交互、虚拟现实、数据挖掘等。

九州连线:很多人对数据无感,可视化号称可以“让死板的数据跳舞”,您能否解释一下这中间的转换过程?

王长波:“让死板的数据会跳舞”其实是让数据以更适合人们感知的方式进行显示。首先我们要将数据进行预处理、过滤,然后进行数据转换、数据空间的映射,最后再进行图形变换,生成更适合观察的影像和图形。在这些过程中,字体大小、图形颜色等都将根据人们的观察习惯做出相应转变,同时支持人机交互。因此,可视化是考虑了人感知系统及数据交互的直观信息表达。

可视化百人谈丨王长波:如何让死板的数据会“跳舞”?

导航系统示意图

可视化技术在日常生活中很常见,比如我们日常出行用到的导航,上边有红绿黄不同颜色展示着各地的交通状况,可以让我们很直观地了解哪里堵车,这其实就是可视化。在展现形式上,可视化技术可以把我们需要的信息突出显示,比如交通主干道、医院、学校等,而不需要的信息会进行缩小或者隐藏。

九州连线:现在有哪些工具可以实现可视化?它与我们平时在Excel中见到的柱状图、饼状图有什么不同?

王长波:我们日常见到的柱状图,饼状图也是可视化的一种,现在有更多其他形式。

目前的可视化工具可以分为不同层次三大类:

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Excel示意图

第一类是嵌入到其他工具里的可视化工具。比如R语言、Excel这种自带的可视化模块。

第二类是脚本语言控制的可视化工具。比如D3。此外,还有三维可视化工具,如VTK

第三类则是定制化的可视化工具。比如用C++或JavaScript等编程语言定制出符合我们日常研究及产业需求的可视化工具。

网上有句话这样描述:Excel和专业化的工具之间的区别相当于洛阳铲和挖掘机的区别。不过对于我们日常使用而言,前二者可以满足人们的日常需求,如果涉及到一些企业的定制化展示及深入数据可视分析时,就需要用到更专业的可视化工具。比如淘宝展示的实时交易订单数据,这其实就利用到了专业可视化技术。

九州连线:随着大数据的发展,可视化这一领域近些年发展较快,近些年成立了这一领域的社会组织并举办了相关会议,您作为2018年中国可视化与可视分析大会 (ChinaVis 2018) 的大会主席,能否介绍一下ChinaVis 2018?

王长波:ChinaVis是可视化领域爱好者自行发起的,为促进中国及周边地区的可视化与可视分析研究与应用的交流,探讨在大数据时代可视化与可视分析发展的方向与机遇,推动相关研究与应用的发展与进步,推进学科的发展,促进人才培养和交流而成立的组织。目前已经举办了四届,今年是第五届,于7月25-28日在上海举办。

九州连线:是否可以讲一下本届可视化大会与以往有什么不同和亮点?

王长波:今年的会议延续了以往成功的地方。比如专题活动,会围绕一些专题深入探讨;还有前几届探索出来的比较成功的艺术展。因为进行可视化研究,需要跟艺术紧密结合,这一块是不可或缺的。但今年在规模上要比以往更大,往届的会议分别在北京、天津、长沙、青岛举办,每届都有300-400人,今年是第五届,在上海举办,截至26日上午,有512人参会,参会人数再创新高。

可视化百人谈丨王长波:如何让死板的数据会“跳舞”?

另外,今年新增了一些会议内容,以满足多方面人的需求。比如课程,我们目前邀请到了两位教授将详细讲解可视化领域的相关知识,作为会议的前导课程,是免费开放的。此外,我们还增加了博士生论坛,希望他们能有机机会与国内外知名的学者讨论他们的博士研究课题。一个领域需要更多的人才进来,才能扩大、传承。因此,会议还有针对企业的展览,我们想让企业不仅可以参展,还能够在会议中寻找一些产品或人才。希望大家积极参会,并能有所得。

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