信息可视化设计在公共服务中的应用价值研究

胡靓

摘 要：以点、线、色彩来表达数据“信息可视化”的作品不仅具有实用功能，而且具有普遍的审美标准，近几年来在公共服务中体现出了较高的应用价值。例如在新闻传播、教育、医疗卫生等公共服务都有非常多的应用，有很多成功的案例，但在设计上也有需要改进和提升的地方。特别是在数据的视觉呈现上，表达上的微小差异，都可能会影响认知上的偏差，影响人们的决策和行为。本文收集中外案例，采用分析法、归纳法等研究资料，从中发现问题、总结经验，在实际应用中让信息可视化设计更好地发挥其优势，体现其价值。

关键词：信息可视化；公共服务；应用价值

一、绪 论

（一）信息可视化设计相关文献综述

以点、线、大小、色彩来表达数据的形式从19世纪开始就非常普遍，例如我们熟悉的地理图，包括地图、航海图等，都可以看作是可视化的信息图。1989年斯图尔特·卡德（S. Card）、约克·麦金利（J. Mackinlay）和乔治·罗伯逊（G. Robertson）提出了信息可视化的英文术语——Information Visualization①。他们认为信息可视化不仅是信息的传递和感知，还包括了受众对信息的认知，而人的“认知”又包含着其决策和行为。1999年，日本多摩美术大学举行的国际信息设计学术研讨会上正式启用了“Information Design”这一名称。信息设计关注的焦点是信息的呈现方式，以及如何让受众更加有效地理解信息，通过信息设计可以提高人们应用信息的效能。现今，借力于计算机可以处理更大量、更多维的数据，清华大学向帆副教授（2020）根据“Visualization”一词在谷歌（Google Books Ngram Viewer）中的频率变化，认为该词在历史中的演进可以分为三个重大历史阶段。在其中第二阶段（约1900-1960年），统计学将“视觉化”推向了一次巅峰。20世纪90年代至今，正处于“视觉化”词义形成的第三个阶段，人们可以将大量人工难以处理的数据转化为图形。在《信息图表的力量》（2014）一书中，作者认为人们的大脑更偏爱信息图表，这是因为人的视觉感知非常迅速（不超过250毫秒），且准确性非常高，而可视化就含有容易被视觉感知的所谓“前注意属性”的特性，所以它更容易被我们所感知，也更容易形成认知。

美国学者Noah Iliinsky & Julie Steele的《Designing Data Visualizations》一书中提出了三个定义“视觉化”的标准：生成方法、数据量表现和审美加工程度。在《信息设计之美》（Designing Information--Human Factors and Common Sense in Information Design）一书中，作者通过大量案例，概括了诸多信息设计的要素，如色彩、维度、对比、数字、比例尺、版面结构、排版组织、字体等，并通过案例说明了它们如何影响人们对信息的理解。美国建筑师沃尔曼（Richard Saul Wurman）在1975年首次提出信息构建（Information Architecture， 简称IA）的概念，他在其著作《信息焦虑》（Information Anxiety，1989）一书中描述了信息构建的必要性，信息可能是无限的，但信息的组织是有限的。

从公共服务的角度来看，信息可视化设计的作用不仅在于使用图形化的语言，让公众与信息的沟通变得更加流畅和高效，更在于它对人们行为的影响。中央美术学院设计艺术学博士胡小妹在其研究论文《信息可视化设计与公共行为研究》中写道：“信息可视化设计包含着一整套完整的实现路径，它在帮助人们理解大规模数据集合的同时，还能在处理数据与信息的可视化空间内，显示和观察信息属性与意义，让所有被显示对象之间的隐藏关系变得直观和显而易见，实现人与信息的交互，通过信息传递影响公众的意识，从而导向或生成公众的行为。”唐纳德·A．诺曼在《设计心理学》一书中提出心理模型的概念，它是指“人们通过经验、训练和教导，对自己、他人环境以及接触到的事物形成的模型”。在设计的过程中，设计师通过建立心理模型来架构信息时，需要考虑两个层面的意义。首先是通过有效的信息可视化设计为受众提供适当的心理模型，另一方面是设计师需要思考完成的设计是否与受众的认识和理解相契合。这也延伸出我们可以从视觉设计的角度持续讨论的一个话题，即信息可视化设计作品中的隐喻性与主题性。

（二）公共服务中的信息可视化设计

数据的采集、提取和理解是人类感知和认识世界的基本途径之一，数据可视化为人类洞察数据的内涵、理解数据所蕴藏的规律提供了重要的手段。例如在新冠疫情这样的公共事件中，人們对各种信息的渴望是强烈而急迫的，但各种庞杂的信息及数据不仅数量巨大而且逻辑复杂，通过可视化处理之后，可以让普通人更容易理解，使数据更易于使用，强化了数据之间的联系。

不论是新闻传播、宣传领域，还是教育、医疗方面，数据可视化的设计均得到了非常多的应用，其中有可借鉴的案例，也有需要继续研究的问题。设计者要规避误区、付诸实践，做出更好的数据可视化作品服务公众，并对公众的行为产生良性的影响。

二、信息可视化设计在公共服务中的应用价值

（一）信息可视化设计在公共服务中的应用案例

从设计学视角分析数据可视化应用案例，我们可以看到，相比于信息呈现的传统形式，它具有信息阅读效率更高、自主传播效力更强的特点。当下手持电子设备的普及，促使传播媒介及沟通方式发生巨大改变，人们的阅读、浏览习惯也发生了很多变化。应对这种变化，我们对信息可视化设计现阶段的应用也需要进行一些阶段性的分析和总结。

1．数据可视化设计用于传播、教育服务的应用案例

在传统的信息呈现方式中，还未采用可视化设计之前，多是直接引用一些原始数据。而密集的数字、小数点、百分数，加上通篇的专业术语文字，很难让大众在短时间之内理解数字真正的意义，了解文字、数据中所描述的状况。近年来在传播领域，一些新兴媒体开始采用信息可视化的方式进行新闻报道。如腾讯新闻、微博、微信公众号等平台，都采用过热力图这类数据图表表现含有地理信息的内容，清晰、直观地向大众展示了某些地区性的数据变化发展情况。例如，北京大学的数据可视化团队制作的疫情地图，通过图形大小、颜色的变化表现每日确诊人数数据的增减情况。

又如，在教育领域，浙江大学将数据可视化设计用于古诗词课程的线上课堂，使用逻辑清晰的树状结构交互视觉图表，让学生对古诗词的年代、作者及主要作品一目了然，并能进行反复自主学习、检验，对传统课堂起到了较好的辅助作用。

2．数据可视化设计用于公共卫生服务的应用案例

使用可视化的方法呈现动态的、多维度的信息，可以做到层级有序、逻辑关联清晰，降低了信息的复杂度，也降低了大众理解的难度，利于提供公共服务。2014年，《纽约时报》在报道当时的埃博拉病毒时就使用过热力图等图表的表现方式，来回答公众关心的相关问题。其中运用了时间轴的形式回答了具有历史纵深感的纵向对比问题，又用三种不同进展方向的折线图表示了传播的变化趋势以及与措施的关联性，让读者对未来形势有总体的认知。又如，2020年深圳市疾病预防控制中心针对个体病例构建“人（患者）”“事（探亲等活动）”“地（地理位置）”“物（接触对象）”和“时间”相互联系的框架，通过个体病例位置关联进行时空交叠或共现分析，绘制时序图、关系图和轨迹图，快速呈现传播链，支持流行病学调查。

从这些案例中我们可以看出，数据可视化设计可以应用在教育、新闻传播、公共卫生等公共服务领域，提供更易于感知的信息，进行更有效率的传播。它在提供公共服务上扮演了积极的角色，给大众提供了一种新的信息认知方式。

（二）对公共服务对象认知的提升和改善价值

从文献资料中我们可以看到，“视觉化”的标准即生成方法、数据量表现、审美加工程度。这些标准可以作为我们设计及检验可视化作品的一些参考，用在对信息可视化设计的数据逻辑及设计美学提升的研究上，从而更好地为公众服务，改善公众认知，引导公众行为。

1．数据逻辑方面

与功能型产品的出发点不同，信息可视化设计的出发点不是用户与产品接触的使用场景，而是更加关注信息本身的呈现，特别是信息的核心和本质。通过分析、挖掘数据，提炼数据中所隐藏的可以视觉化的部分，然后根据叙述的主题，确定正确的视图。简单的数据可视化以一个基本的可视化视图展现，复杂的情况可以规划多个视图，多个视图有层次、有顺序地展示数据包含的重要信息，表达相应主题。可视化选择的维度由数据的逻辑关系决定，需要由设计者根据所要表现的主题来取舍。另外，刻度的选择也需恰当，一个好的可视化作品应当展示合适的信息量，而不是越多越好。因此我们可以看到，用于大众传播中的信息可视化设计以信息图表居多，而且大多数的可视化仅仅采用一维或二维表达，没有更复杂的维度。而医疗领域则更多需要较为复杂的多维信息可视化表达，尤其是需要呈现时间、空间上的变化，还需要关注信息之间的关联性。

瑞士流行病学家Marcel Salath和图形开发人员Nicky Case创建了一个可操作的流行病学模拟器（图1）。通过这个动态可视化作品，他们不仅向公众解释了流行病学的基础知识，还展示了传播是如何发生和发展的。人们可以根据变量调整，制定可采取的防护措施，观察一段时间内可能出现的各种情况。就像天气预报，人们想知道未来三天、一周甚至十多天的天气情况，这样一来，设计也需要随需求而改变。于是设计者要将该模型的刻度进行可交互的设置，观看者可以自行调节刻度参数。模拟器会根据观看者的调节设置，显示从几天到数年之内的预期结果。

2．设计美学方面

在数据可视化设计中，图形是重要的元素之一。为了让大众更易于阅读，用于传播和教育领域的信息图表以地图、统计图（折线或柱状图等）、热力图、晴雨表、时间轴等為主。而医疗等专业领域中则会采用演化图、关系图、谱系图等多维数据进行关联。图形应能准确地表现数据，便于数据表达，并且要与主题有关联性，还应考虑到是否具有设计美感。同样的图表，选择不同的图形，在视觉呈现上会形成不同的主题调性。色彩的选择也同样重要，合理利用色彩的倾向性对人们心理的影响，可以调动人们的情绪，从而增强可视化设计的传播效果。图形、色彩的选择影响着设计主题的关联性强弱，还有主题的传播力。

Manas Sharma、Simon Scarr图形团队制作的一幅圆形包含关系图（图2），在色彩上没有选择一般数据大屏较为普遍使用的深色底色，避免给人带来较为压抑的心理感受，而是采用了渐变的蓝色点阵为底色，给人以较和缓的感觉，并且通过色彩面积大小对比，凸显了标红的重点地区，让观者将注意力集中在重点地区的数据上。

（三）对公共服务方式的创新价值

随着其他学科的技术发展，信息可视化设计也将会进行技术融合。从本次新冠疫情中数据可视化设计在各领域的应用案例来看，未来的公众服务中可能还会出现更多新的应用方式，信息可视化设计会有新的发展方向，比如视觉与语音结合、扩展数据表现维度等。又或者结合人工智能技术，个性化定制数据。另外还有新的表现形式，如平面图形、色彩结合动画表现，以动态图形及色彩诠释数据不同层面的变化。

信息可视化设计在当下的公共服务中能够达到很好的正面效果，但视觉化只是一种表现手段，核心问题还是要解决怎样更好地获取和解析数据，并且用恰当的视觉形式把它们展现出来。结合前述案例来看，数据可视化设计在应用中也存在着需改善的地方，例如数据量不足或数据不符合公众需要，把简单问题复杂化导致信息过载，过于追求形式而忽视了本质。抑或追求绝对的准确和专业，阅读门槛过高而让人觉得枯燥乏味。对于这些问题，设计师仍可以做出一些针对性的改进。如上所述，信息可视化设计的着眼点在信息和数据上，设计者需要通过自身对信息的消化和理解进行梳理，从中提取出适合进行可视化的主干部分，根据叙述的主题确定恰当的表达方式。之后的应用或许会有越来越复杂的情况出现，这就涉及维度和层次的深度，还有各信息间联系的紧密度等，更需要新的处理方法进行逻辑排序和梳理。例如，按照某一条件进行分类，再以某一种因素为标准进行排序整理，多个维度的数据层层排列。在可视化设计表现过程中，通过控制器按照层级次序展现各个维度的数据所包含的重要信息，最终以动态的形式呈现出整个作品的逻辑主题。在视觉化表现形式上，选择与主题符合的恰当风格、运用适合的色彩等，是可视化作品需关注的另一个方面，也是在将来的应用中需要持续提升的重要方面。例如，在相同的图表上选择不同的图形和颜色，视觉上会产生不同的主题隐喻，更能引起人的注意。并且，视觉上的形式美感与主题统一所带来的舒适感也会使读者更有兴趣阅读。信息可视化设计应用于公众服务时，还需要考虑设计要素的选择和主题表现的关联性、新颖性。如图2所示的圆形包含图，通过色彩及形状的隐喻，让人们联想到培养皿和细胞的样子，使主题有了更直观的表现。

三、总结与展望

可以预见，信息可视化设计发展将会呈现出更加迅速和多样的趋势，新技术的融入会产生出更多的新形式，并能承载和展现更加复杂的数据信息。在应用上，特别是在提供一些公共服务方面，其适用范围也将继续扩大，并会在更多新领域有所应用。从新冠疫情的信息可视化案例中，我们可以看到，从表达内容的维度出发需有不同的表达逻辑和形式，许多案例均根据对疫情数据的加工程度，分析各自表達的数据类型、表达方式、设计特点等，进而找出恰当的、平衡的设计方案，提高信息传达的效果。同时，针对案例中呈现出的新问题，我们可以从数据表现、制图单元多级选择以及可视化设计中要素和比例尺度的选择上，去发现可优化的地方。另外还要注重统计图表和标注信息等元素的设计等。从多方面帮助设计者及读者走出误区，让信息的可视化表达具备讲故事的能力，更简洁、高效地传递信息，实现人与信息的交互。准确、真实的信息也影响着人们的认知，引导着人的行为，人的行为改变也体现出了信息可视化本身的价值意义。

（广州华商学院）

本文系广州华商学院2021年青年学术（社科）科研课题“数据可视化表现形式的设计学研究”（2021HSQX34）研究成果。

参考文献

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