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信息可视化中交互设计方法探议


□ 覃京燕 朱向未 李丹碧林

信息可视化中交互设计方法探议
覃京燕 朱向未 李丹碧林

  [内容摘要]计算机和因特网的出现,使得信息的传递打破了更多的时空障碍,信息以前所未有的数量和速度呈现在人们面前。信息可视化就是将纷繁复杂的信息更有效地传递给信息受众,并让他们轻松接受的一个重要方式。它将数据转化成视觉的形式,并提供良好的交互体验,以实现“用视觉去思考”的最终目的。
  [关键词]信息可视化/交互设计/信息设计
  
  信息时代的到来,网络快速的发展,大量的信息涌向人们生活的各个方面。一方面,这给人们带来了无限信息,通过便捷自由的途径,人们可以快速获得所需资源。另一方面,信息泛滥也使得人们为之烦恼,不知所措。工程师和设计师逐渐意识到,单纯地提供大量信息及美观界面并不能够很好地帮助人们。问题的关键在于如何让人们快速方便地接收、理解并利用信息。[1]
  因此,信息可视化的研究和应用获得了广泛的关注。信息可视化对数据进行选择、变形、替代等操作,寻找一种匹配的、易于理解的视觉形式,采用自然的交互方式来帮助人们获取有效信息,并发现问题。
  
  一、信息可视化发展和简介
  

  信息开始只是一条条粗糙的原始数据。图表的出现是一大进步,是图形化的开始,其目标是使抽象数据更易于被人们理解。随着技术的进步、网络的发展,各种复杂的图形不断出现,它们能够呈现更多的信息,有助于帮助人们分析、发现信息中隐含的问题。而实时的、动态的交互式视觉可视化形式,更加增强了人们对信息的分析和处理的能力。人们可以通过交互操作,能够自主地对信息进行过滤、筛选,采用合适的方式来浏览信息,并发现规律,寻找解决问题的方法。在NSF的报告《科学计算中的视觉化》(Visualization in Scientific Computing—McCormick and DeFanti,1987)中,“可视化”首次作为一种组织性的次领域(an organized sub field)被提出。该文认为它是一种能够处理大量科学数据集的工具,并能够提高科学家们从数据中发现现象的能力。
  信息可视化的定义为:“利用计算机支持的,交互性的视觉表现物将抽象数据呈现出来以扩大认知能力。”[2]信息可视化的目的是为信息的合理利用提供一种有效的解决方案。它对信息进行筛选,通过相应的计算机算法以一种视觉化的形式显示出来,并提供了一种方便、人性的人机交互方式,最终形成图形的、可交互的界面。(见图1)
  
  
  二、交互设计的基本原则
  
  信息可视化中交互设计的优劣直接影响操作结果和用户感受。信息可视化中的交互设计包括两大部分,一个是数字自交互,另一个是人机交互。本文重在探讨人机交互。人机交互设计要达到两个阶段的目标 :一是可用性目标 ;二是用户体验目标。[3]前者是基本的功能实现,后者是能给用户带来舒适和谐的操作体验。(见图2)
  
  要在信息可视化中实现这两个目标,要求工程师与设计师共同合作。一方面需要对数据的结构、特征有着充分的理解;另一方面需要正确理解用户,满足用户的需要。在数据转化的算法开发中,工程师们往往能够找到独特的算法,从而得到有趣的图形界面。这种新颖的界面,虽然能够体现出数据的关系和结构以及实现的细节,却不能被用户很好地接受。事实上,用户不需要知道数据转换中的实现细节或者系统内部的工作机制,才能来操作交互界面。用户会自我创建一种简洁的解释方式,来完成对界面的理解。[4]这就是用户心智模型。只有当表现模型和用户模型之间相互匹配,这样的交互界面才是简单易用、以人为本的界面。
  建立了良好的心智模型界面,还需要注意其它的交互方面,比如设置便捷的工具,自然的操作方式,提供反馈或建议,以及引导用户等。只有一个细节完善的交互设计,才能提供给用户和谐的操作体验,让用户在使用中达到 “流”的状态——用户能够全身心地关注某种活动,而不会受到外界的干扰。
 
  三、信息可视化中交互设计
  
  信息可视化包含两个过程:一是将数据转化成视觉图形;二是通过人机交互,用户控制转化过程的各个阶段以获取信息。因此,信息可视化中的交互设计应该从原始数据的转换开始,并贯穿于视觉转换、用户操作的全过程。设计时应注意以下几点:
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