《資訊可視化：互動設計（原書第2版）》——1.2節計算支援

1.2 計算支援

在最近15～20年間，計算機成為推動資訊可視化領域快速發展的重要因素之一。

其主要原因有三。首先，價格不斷降低、存取速度不斷提高的存儲器使得對公司（特别是保險業和制藥業）和政府海量資料的存儲變得現實。其次，不斷提高的計算能力允許對資料子集進行快速互動的選取以支援靈活的探索。第三，高分辨率圖形顯示器保證了資料描述與人類視覺和感覺系統的比對。下面的兩個例子将簡要地展示計算機在這三個方面的優勢。

spotfiretm是一個強大的可視化工具，主要用于制藥業的新藥研制。在藥品研發初期必須對成千上萬種物質的多種屬性進行檢查。将如此大量的資料存入如圖1-7a所示的傳統表格中并不能降低了解的難度。spotfiretm允許經過訓練的使用者選取某個資料子集，系統将其表示為更易于了解的多種視覺形式，使用者可以與之互動以檢查其分子結構（見圖1-7b）。在新藥研制過程中需要用到大量類似的資料視覺描述。

圖1-7 用于新藥研究的表格及對表格資料的視覺編碼（見彩圖）

第二個簡單例子展示了資料視覺描述重組（rearrangement）的價值。圖1-8a展示了對10種玉米品種做7種不同處理（例如噴霧或施化肥等）的實驗結果。黑色和白色方塊分别代表成功和不成功的處理方式。将圖1-8a所示矩陣的部分行和列稍做調整即可得到圖1-8b：從中可以立即發現某些處理方式對特定的玉米品種有效。當然，這些發現會令農業專家産生一些疑問，進而對其他資料做檢查以期對這些發現做進一步的解釋。這個例子說明可視化通常需要對資料的不同視覺描述做反複檢查。本例展示了資料描述的優勢以及合适的算法對互動式探索的幫助，圖1-8隻是其中最簡單的一個執行個體。

圖1-8 對資料的視覺描述進行重組有助于發現新的資訊啟示

通過以上兩個例子的讨論再加上親身經曆，讀者可以體會到在不同的資料子集之間進行靈活切換的價值。安排到旅遊目的地的航班就是這樣一個典型的例子。如果是通過web進行此項操作，使用者将檢視大量的網頁（視圖）以建構心理模型，其中包括可供選擇的航班時刻（“granny能否趕上這麼早的航班？”）、可能的路線（“如果能在比薩稍作停留，看看比薩斜塔就好了”）、總費用、特價資訊、不同的航空公司等。另外還有一些來自工業和商業的例子：新藥研制中的決策判斷（spotfire）、晶片生産線的控制（inselberg, 1997）以及犯罪活動調查（davidson, 1993；westphal and blaxton, 1998）等。在所有這些例子中，現代計算機技術有助于資料多種視圖的生成。這些應用同時也得益于高分辨率的圖形顯示器：在某些例子中（keim et al., 1993），每個像素都被充分利用起來以形成一個友善使用者了解的顯示圖像。

早在30年前人們就已經認識到強大的計算能力和高分辨率顯示器對資訊可視化的重要性。在圖1-9所示的電路圖中，圓形的大小代表部件屬性的改變對電路整體性能的影響（spence and drew, 1971）。在同樣的電路設計背景下，圖1-10所示的即時反應的互動式界面（spence and apperley, 1974）允許設計師通過調節右側的滑塊來手動修改某個部件的屬性，并且可以立即（例如在0.2秒之内）看到該修改對電路性能的影響。該例子是“動态查詢”（dynamic querying）的一個早期應用。