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本课程主要内容可以分为三个章节：

• 数据可视化的基本概念
• 可视化设计的基本原则
• 面向前端的可视化工具

本手册可以作为学生学习数据可视化的“学习指南”，按照手册所列内容，结合扩展资料进行系统的学习和实践。本课程没有讨论更为前沿的可视化课题，比如智能可视化。

什么是可视化

如何一种将数据转换成可视化形式的方式（比如 图标，地图，图标，表格等等）。

它可以分为：科学可视化（将实验数据更加直观的展示）、信息可视化（对抽象数据直观展示）、可视乎分析（对分析结构的直观展示、以及交互式反馈）。

可视化的目的是：记录信息，分析推理，证实假设，交流思想

可视化设计的原则和方法

1. 能够正确的表达数据中的信息二不产生偏差和歧义

   • 透视失真

     如果数字是由视觉元素来表达的，那么它应该与视觉元素的感知程度成反比。我们应该使用清晰、详细和彻底的标签，以避免图形失真和含糊不清。如下的例子：因为可视化的图是 3D 的，因为透视的问题，绿色的图看上去比紫色的大，

     

   • 图形设计 & 数据尺寸

     图形的每一个部分都会产生对其的视觉预期，这些预期往往决定了眼睛看到的东西；错误的数据洞察，产生于在图形的某一个地方发生的不正确的视觉预期推断。例如下面的例子：刻度不均匀，之前一格是20，之后是40，导致会产生误判。

     

   • 数据上下文

     如下：取出一部分和查看整个图表会得出完全不一样的结论

     

2. 准确的展示数据

   • 节省笔墨

   • 节省空间

   • 消除不必要的“无价值”图形

   • 在最短时间内传达最多的信息

   • 最大化数据墨水占比 ——可视化核心的不可去除的部分被称为数据墨水

     

3. 视觉感知

   • 视觉感知是客观事物通过人的视觉在人脑中形成的直接反映

   • 人类视觉系统观察的是变化，而不是绝对值，并且容易被边界吸引

   • 在可视化设计中，设计者需要充分考虑到人类感知系统的这些现象，以使得设计的可视化结果不会存在阻碍或误导用户的可视化元素。

   • 这里我们使用格式塔理论进行设计

     • 就近原则

     在视觉元素在空间距离上相距较近的时候，我们通常将他们归为一组，将数据放在靠近的位置，可以突出他们之间的关联性

     

     • 相似原则

     形状大小颜色强度等属性比较相似的时候，这些问题比较容易被看成一个整体：

     

     • 连续性原则

     人在观察事物的时候会很自然的沿着物体的边界，将不连续的物体视为连续的整体

     

     • 闭合原则

     有些图案可能本身是不完整的或者不闭合的，但是主体有一种使其闭合的倾向，人们就会很容易的感知整个物体而忽略未闭合的特征

     

     • 共势原则

     如果一个对象中的一部分都向着共同的方向去运动，那么这些共同移动的部分就容易被感知为一个整体。

     

     • 对称原则

     对称的元素通常会被视为同一组

     

     • 图形与背景关系

     通常认为构图中最小的物体，更大的是背景

     

4. 视觉编码

   • 这是一种将数据信息映射成可视化元素的技术

     

   • 可视化符号包括：表示元素的括点、线、面等。表示关系的闭包、连线等

   • 视觉通道包括：数量通道：用于显示数据的数值属性（长度高度大小）；标识通道：用于显示数据的分类属性（空间区域，色相，动向）。

可视化工具

D3.JS : https://observablehq.com/@d3/bar-chart-remix

Vega : https://vega.github.io/vega/

G2 : https://d3js.org/

Echarts : https://echarts.apache.org/zh/index.html