可视化借你一双慧眼
　　
　　2013国考结束后，搜索“国考”关键词，2012年11月25～27日的微博结果显示：与国考相关的话题讨论很多。上图是通过可视化的方式来表现微博上的这些讨论，以颜色来表示情感值，暖色代表积极的，冷色代表消极的。底下的时间轴表示所发微博的数量，如果你对主视图中的某条微博感兴趣，鼠标点击后，细节会显示在右边栏。你也可以对感兴趣的微博内容进行进一步分析。比如@人民日报的微博主题为“求学为了什么”，相关的讨论和分布如下图所示。
　　
　　“这就是信息可视化的一种呈现。”陈思明笑着告诉记者。
　　
　　陈思明是北京大学信息科学技术学院的博士，2011年从复旦大学保研到北大，他开始在可视化与可视化研究分析实验室学习并开展研究。实验室的负责人袁晓如博士是北京大学“百人计划”研究员，2009年开始招收研究生、博士生。北京大学元培班的郭聪正是在本科时听过袁晓如的课后，对新兴可视化学科产生了浓厚的兴趣。2012年顺利保研后，郭聪成为了陈思明的师弟。他们的大部分时间都泡在了实验室里，乐此不疲。
　　
　　三种可视化
　　
　　1854年8～9月，英国伦敦的一些地区爆发霍乱，医生约翰·斯诺（JohnSnow）参与调查病源。他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1：6500比例尺地图上，标出了每个霍乱病死者的居住位置，得到了霍乱病死者居住分布图。通过对这张图的分析，他找到了引发霍乱的那口水井。这是首次以地图为基础的空间分析，也是可视分析的经典案例。
　　
　　随着科技的突飞猛进，尤其是计算机技术的发展，面对爆炸式增长的庞大数据和信息，人们越来越需要可视化的帮助。可视化有三个组成部分，分别是科学可视化、信息可视化和可视分析。科学可视化主要关注科学数据，处理医学、气象环境学、生命科学、考古学、机械等领域具有空间几何特征数据的时空现象，对测量、实验、模拟等获得的数据进行绘制和提供交互分析的手段。陈思明参与的一个项目就是与地震专家合作，把地震信息在地图上呈现出来。比如，每次地震都会记录发生的时间和地点（经纬度），陈思明他们设计出三维的时空地图，纵轴代表时间轴，因此100年间世界各地发生的地震就可以在三维时空中表示出来。以往，专家们只能在简单的地图和折线图中寻找地震的规律与迹象，陈思明他们通过设计新的人机交互手段，让专家方便地在地球漫游，对感兴趣的区域查看地震发生的时空和高维属性上的规律。例如，将时空锁定到汶川地震与2008年5月附近，可以看出一股密集的强震袭击汶川，并且在接连几十天内都有余震。直观的呈现、丰富详实的数据，有利于专家们开展研究，从不同的视角去观察地震的不同维度，“大胆假设、小心求证”。
　　
　　郭聪的研究方向是大屏幕的交互，他的工作对象是实验室的一面显示墙，由32块30英寸高分辨率显示器组成，一台电脑控制4块屏幕，共有8台主机。郭聪首先需要适应电脑并行的环境，通过程序让8台电脑协作，在32块屏幕组成的视屏墙显示完整的信息。郭聪解释：“这就好比，某个男生的浪漫表白，通过设计和安排，一声令下，女生宿舍在某天晚上用灯光组成心形。”在这个基础上，他还要让摄像头捕捉手势和动作，实现对视屏墙上信息的选择、删除、放大、缩小等人机交互操作。
　　
　　“人机交互和计算机并行技术是比较前沿的研究，将它们与可视化和可视分析结合起来，真正做到的人不多。”信息可视化侧重于处理抽象数据集，比如社交网络数据、文本数据、网络通信数据等。就如前文所介绍的微博话题的呈现。实验室里的其他同学就有通过微博数据对北京暴雨、高速路况、交通以及新闻事件等进行分析。可视分析是在可视化领域进一步发展的产物。可视分析通过交互式的用户界面将信息以可视化的方式展现给人，（www.7lizhi.com 感悟人生）发挥人的分析和推理能力，从而发现数据中潜在的规律和模式，比如人们可以对银行的金融活动进行可视化，使金融情报员得以检测和分析金融犯罪。
　　
　　可视化领域中最先发展起来的是科学可视化，接着是信息可视化，近几年，信息可视化和可视分析发展迅速。总的来说，可视化工作最开始需要解决的问题是数据源的获取；然后分析数据特征，利用数据挖掘的方法对数据进行预处理，比如消除噪声数据、数据统计等；得到了处理后的数据，需要选择最优的可视化表达方式对数据进行编码转化，并对可视对象进行布局设计，经过显示过程，将可视化的结果呈现在用户面前。这是一门交叉学科，与计算机图形学、心理学、统计学、人机交互、视觉设计等学科密切相关。
　　
　　如何让这慧眼顾盼生姿
　　
　　“专业学习要求我们熟悉编程，具有良好的数理基础，要有很强的动手能力。”陈思明说，“我们还要学习一些艺术设计的知识，像色彩搭配等。”对于一份可视化论文，设计的创意、颜色的搭配、算法设计的合理性、应用中的良好效果等都是很重要的评判标准。好的研究往往需要长时间深入思考感兴趣的问题，要积累相关工作的背景知识。在完成地震项目的过程中，陈思明就看了大量的地震方面的书，并和专家一遍遍地交流和沟通，理解不同的维度和属性。
　　
　　2012年10月，陈思明和实验室的同学参加了在西雅图举办的IEEEVisWeek大会，他们与来自世界各地的学者、研究者一起交流，面对面的讨论，现场展示，有切磋也有分享。“在会上，有人把飓风过境后的影响，比如城市断电、银行系统崩溃等以可视化的方式呈现出来。让人印象深刻。”陈思明说。
　　
　　对数据的收集让我们无穷接近真实，也赋予我们更好理解它们的挑战和责任。在海量的信息面前，可视化是一图胜千言，让研究者在分析和处理复杂数据时，充分发挥人的推理能力，发现数据中隐藏的规律和模式。可视化犹如一双慧眼，让人们把纷扰的世界看得清清楚楚明明白白真真切切，当然让这双慧眼顾盼生姿的是研究者的创意和设计。