Data Visualization (UIUC)

week 1: The Computer and the Human

visualization is an interface between the computer and the human. 因此我们要首先了解human和computer的特点才能做好visualization。

Photorealism

用2D画面表示3D效果常用的技巧

  • occlusion:不透明物体的覆盖关系暗示远近关系(strongest cue)
  • illumination:通过亮度差异暗示平面方向,强调细节
  • shadowing:制造光线的occlusion
  • perspective:大小暗示深度(近大远小)


Fitts’ Law(费茨法则)

当一个人用鼠标来移动鼠标指针时,屏幕上的目标的某些特征会使得点击变得轻松或者困难。目标离的越远,到达就越是费劲。目标越小,就越难点中。

Fitts’ Law鼓励减少距离,增加目标大小以提升用户效率。比如Mac OS将Dock放在最底端、windows开始菜单在左下角。这些区域都是可以被“无限可选中的”,只需要大幅度晃动鼠标就能到达目标区域,相当于增大了目标大小;而右键菜单随时可以触发而不需要将鼠标移向程序主菜单,相当于减少距离。Mac系统中的交互设计更好的应用了费茨法则,因此操作效率更高。

更多应用案例参照:设计法则: Fitts’ Law / 菲茨定律(费茨法则)

Human Retina

  • 对亮度比对颜色更敏感。因为亮度和颜色是分别传输的,感应亮度的神经元数量更大
  • chromatic aberration(色差):因为不同波长的色光有不同的折射率,透镜(人的眼睛)无法将各种波长的色光都聚焦在同一点上。蓝色的波长比红和绿更容易偏离视网膜,使图像看起来模糊,因此应该避免纯蓝色的文本。暖色调更容易聚焦
  • Color Perception:Luminance=31%R+59%G+10%B。Yellow=Green+Red,因此黄色非常亮

Lateral Inhibition(Perceiving 2D)

we see things in context because of these local comparisons that our perceptual system does. 神经系统在处理图像时会放大差异,已便于识别
color context
相同的紫色因为环境色的不同亮度发生了改变
orientation context
左边橙色梯形的斜率是2/5,右边的斜率是5/13。
size context
我们看到的颜色、形状、大小会因为跟环境的对比发生扭曲,因此这些特点有时也会干扰我们正确解读数据。

week 2: Visualization of Numerical Data

Mapping and Chart

数据根据不同维度可分为:连续的-离散的,有序的-无序的。不同类型的数据需要借助不同的图像特征来做map,比如对于数值,位置、长度、角度等一维的特征最明显。
data mapping
在选取图表表达数值时,条形图更合适一些,因为它利用了位置和长度,而线形图是利用了位置而没有使用长度。

High Dimension

高维度展示不易辨别,因此常使用下面的技巧用低维空间表达高维数据,但也经常会引起误导

Glyphs(符号)

Glyphs(符号)
在图标的形状之上增加一些符号提供额外的信息,比如用颜色表示的热力图,这些特征虽然不是表达能力最强的特征,但是也起到了很好的辅助作用

Parallel Coordinates

parallel coordinate
平行坐标系可以展示高维数据,但是只有相邻两个维度的相关性可以直观的被表达,因此需要人工的设置顺序。

Stacked Graphs

stacked graph

  • Central Limit Thereo:当更多的bar被加入时,整体的变化会减缓
  • 不同bar的相互顺序也会影响趋势的视觉感受(Position>Length)
  • 线形图的stacked graph比柱状图的更平缓
  • 可以更改baseline使图像变化更加平缓

感受

非常悲剧,因为这个课有点boring所以一直没跟上节奏,等我有闲情逸致想继续刷的时候发现已经close了。。。总体感觉一般吧,节奏太慢,实用性不是很强,因此就到此为止吧,不打算继续追了。但是里面提到的一些交互设计原理还是挺有趣的,改天有机会直接去研究交互原理了。
感觉coursera上的好课就那么多(比如Stanford系列),在这个已经开始四处收钱的模式下,coursera的教学效率已经大不如前了,所以打算告别coursera一段时间,winter is coming,抓紧时间去做点更高效的事情。