2019浙江大学可视化暑期学校-第二天

课程:视觉与感知
讲师:孙国道
讲师简介:浙江工业大学计算机科学与技术学院副教授。在可视化领域相关期刊和会议发表论文20余篇,曾获浙江省科技进步一等奖。
课程简介:本次课程介绍了可视化中视觉感知和认知的基本概念、可视化中图形形状的应用,此外还介绍了颜色的基本原理以及用于选色的一些工具。

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图1 本次课程内容概要

1.视觉感知
孙国道老师首先介绍了视觉感知和认知的定义。感知是人们为了理解和表现环境,对于感官信息的组织、识别和解释。认知是一组包括了关注、记忆、培养和理解语言、解决问题和做出决定的心理过程。
之后,孙老师使用多个实例来说明了可视化如何增强人们认知能力。其中一个例子:当人们专注于计数传球次数时,大部分人都会忽略在球员中走过去的大猩猩。该现象表明:记忆在人类认知中扮演着重要的角色,但是有效的记忆是非常有限的。而可视化可以作为一个额外的辅助工具来帮助人们增强这种有效记忆。另一个例子:将两张相似度极高的图片以极短的时间间隔交替播放,人们很难观察出两张照片的相异处。该现象表明:为了观察对象某处的变化,必须将注意力集中在这一点。将这些变化在可视化中变得更突出显眼可以减轻认知压力。
此外,孙老师还介绍了视觉的恒常性原理和颜色的相对性原理。

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图2 恒常性

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图3 相对性与绝对性,A和B颜色实际上是相同的

2.认知
人们的已有经验和知识会影响到之后的认知过程,视觉来源于输入,如Polyshyn所说,“当你观察某个事物时,你观察到的东西取决于它本来是什么。但你认为它是什么则取决于你对它了解多少”。

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图4 不同的人对于相同图形的认知不同

3.形状
在可视化过程中,利用格式塔原则,使用合适的形状可以有效地展现事物特征。

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图5 格式塔原则

4.颜色
介绍了目前人们广泛使用的三种颜色系统,以及它们之间的区别和转化。

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图6 三种颜色系统

5.选色工具
介绍了一些用于选择颜色的工具,有ColorBrewer, Color Farm, Colorgorical, I want hue, Color Hunt, Ambinace, Color Wheel等。

colorbrewer

图7 选色工具ColorBrewer

6.可视化编程库
介绍了很多可视化编程库,D3, Vaga/Vaga Lite, ECharts, Antv/Datav。结合实际的编程例子,着重讲解了D3的基础入门和进阶技巧。

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