我们介绍了很多可视化作品,其中有一部分不仅用来可视化信息,而且还提供人机交互,展示信息的多个方面,从而辅助用户在数据中发掘出有趣的信息。这一类的可 视化作品,根据它的用途,有个特别的名称,叫做可视化分析(visual analytics)。在IEEE Visualization年会中,有专门的visual analytics的分会:VAST。虽然这个分会从06年才开始,但现在已经是可视化年会中最热的部分之一,每年吸引着大量的参加者。与其他的可视化应 用相比,可视化分析有什么特别之处呢?最近的IEEE Computer Graphics and Applications期刊上发表了由纽约大学石溪分校Klaus Mueller教授的题为Can Computers Master the Art of Communication? – A Focus on Visual Analytics的论文。该论文从人机交互的角度讨论在设计实现可视化分析系统中要注意的一些方面。

作者用上面这个图描述了可视化分析的基本过程。左边绿色部分为计算机,右边红色为用户,两者通过中间蓝色框的可视化人机交互连接。数据输入到计算机,然后通 过可视化算法、数据模型和已有知识,展现给用户。而用户通过可视化的结果,应用相应的先验知识,分析和提取新的知识。同时,用户也可以通过人机交互,让计 算机调整可视化来展现数据的不同部分。

不难发现,人机交互是整个可视化分析中的重要部分,它的方式跟人与人的交流很类似,要理解人机交互,我们可以先分析一下人与人交流的过程。在下面这个图中,作者建立了人与人交互的模型:


发送者(sender)通过语言或者非语言的形式(message) 向接受者(re cei ver)传递一个想法(concept)。在传递的过程中可能加入一些干扰或噪音(noise),使接受者不能完全正确理解 (replication) 发送者想表达的意思。所以,两者之间要需要几次反复沟通,直到最后达到共识(understanding)。

这个模型看上去没有特别的新义,符合大家在日常中的交流沟通的经验,但却可以帮助我们理解人机交互的过程。对于计算机而言,它的语言是各种可视化(平行坐 标,散点图,网络图,等等);对于用户而言,其语言是各种交互(菜单选择,鼠标操作,多点触控,等等)。在人机交互过程中,用户反馈消息给计算机,调整计 算机内数据分析模型;而计算机把调整过的模型结果可视化。这个过程不断重复和优化。相比人与人交互,人机交互最后由用户根据自己的知识来判断是否应该结束 交互过程。

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