用颜色来表示数据,是最常见的可视化方法。但是,这种方法存在一定的局限性,在相应的可视化中可能造成信息的丢失。主要有两个原因:第一是屏幕能够显示的颜色是有限的,比如现在的LCD屏幕基本上用8位或者6位来显示每个颜色通道;第二是人的眼睛能识别的颜色也是有限的。这样,对于一组数值范围很大的数据,就可能无法用足够多的颜色来表示,而造成可视化中信息的丢失。

为了解决这个问题,Niklas Elmqvist等人将在今年6月IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics期刊上发表他们的技术:“Color Lens: Adaptive Color Scale Optimization for Visual Exploration”。他们的思路是,集中可用的颜色,来显示图片上小块区域的数据,这样在这个小块区域中的细节就能最大限度的表示。而对于小块区域的选择和显示,他们设计了名叫色镜(Color Lens ) 的交互工具。上面的图就是应用色镜的一个例子:最左边是一张人手的 X光片;在中间的图中,小方框就是色镜,它对选择区域中的颜色进行了优化,这样我们就可以看到手腕部分的细节;而右边的图,优化了手指部分的显示。这两部分的细节,在最左边的图中并不明显,而通过色镜,则被加强了。

这个技术的基本思路很象图片处理中的爆光调整。而在具体的设计和功能上,这个技术允许调整灰度,热度和颜色值,并且显示数据的直方图,调整颜色的范围,和显示原始的数据内容,下面的图显示了它的界面。

同时,该技术还允许对一张图使用多个色镜,来显示不同的区域的细节,比如下面的图,用四个色镜来显示在原始图片中不清楚的细节。

对于同一个区域,色镜还提供不同比例的放大功能。比如下面的图显示了美国的一组统计数据,色镜能够对不同比例的放大,进行不同的颜色调整,从而最大可能的覆盖和显示数据范围。

由于色镜直接调整颜色,而与具体的应用无关,所以它比较通用,比如可以应用在信息可视化,也可以应用在照片调整上。下面的左图,显示了色镜调整节点连线图。而中间和右边的图,显示色镜能够找到照片中的隐藏细节:中间是原始的图,而右边的图显示了树上刻的字。

总的来说,虽然色镜的基本思路跟已有的爆光调整,直方图调整等技术相似,但是它提供了对具体区域的不同通道的调整,颜色的调整不光和原始的颜色相关,而且也能根据数据进行调整。由于调整范围的缩小,可以允许用户集中有限的颜色尽可能的显示局部细节。虽然,在调整过程中,色镜外的区域信息有可能丢失,但是使用多色镜可以保留多区域信息,使用户能够得到些全局信息。

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