2020浙江大学可视化暑期学校-第八天

课程: 可视化交互
讲师: 俞凌云
讲师简介: 西交利物浦大学计算机与软件工程系讲师,研究方向包括科学可视化与交互技术,对揭示用户探索意图的3D交互技术特别感兴趣。
课程简介: 本次课程首先介绍了7种基本交互方法和2种可视化交互模型,然后讲述了可视化任务、技术和设备,最后俞老师阐述了可视化交互领域的现存挑战和展望。

一. 基本交互方法

  • 选择(Select)
  • 探索(Explore/Navigation)
  • 重配(Reconfigure)
  • 编码(Encode)
  • 抽象/具象(Abstract/Elaborate)
  • 过滤(Filter)
  • 关联(Connect)

详细介绍如下:

  1. 选择(Select): 选择感兴趣的数据对象。具体方法有:悬浮提示框、点选、套索等。
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图1 选择示例1——提示框

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图2 选择示例2——点选

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图3 选择示例3——3D套索框选

2.探索(Explore/Navigation): 展示不一样的数据信息,可以在2D、3D空间探索不同角度的信息。探索中的三个基本操作是缩放、旋转、平移。
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图4 探索示例——3D空间探索
  1. 重配(Reconfigure): 展示不同的可视化配置,包括改变数据的排列顺序与位置、选择数据属性的展示与否。
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图5 重配示例——灰尘与磁铁隐喻方法
  1. 编码(Encode): 展示不同的视觉表示,可选择不同的编码方案。
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图6 编码示例——视图切换
  1. 抽象/具象(Abstract/Elaborate): 展示概览或更多细节,以查看不同的数据层次。
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图7 抽象/具象示例——缩放时间范围
  1. 过滤(Filter): 设置约束条件展示部分数据。类似在搜索引擎中输入关键词查询。

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图8 过滤示例
  1. 关联(Connect): 展示相关数据,高亮关联信息,显示关联图表。
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图9 关联示例——刷选展示关联视图

二、可视化交互模型

  1. 概览+细节: 在有限的资源下同时展示概览和细节信息,高亮部分数据,用户的视角可能随时都在改变。
    2.1
图10 概览+细节示例——缩放和点选
  1. 焦点+上下文: 在不失上下文信息的情况下,突出强调用户兴趣焦点部分的细节信息,主要有鱼眼技术。
    2.2
图11 焦点+上下文示例——鱼眼技术

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图12 焦点+上下文示例——科学可视化

三、可视化任务、技术和设备

  1. 可视化交互任务
  • 视图对象操纵
  • 可视化装置操纵
  • 3D数据选择和注释
  1. 交互技术和设备
  • 接触交互:触摸位置和压力感知,存在“胖手指”问题。
  • 隔空交互:隔空手势识别。
  • 混合交互:结合接触交互与隔空交互的优点,应对复杂交互任务。

3.1

图13 直接接触和感知

3.1111

图14 触摸与数据操纵

MK

图15 隔空交互示例

3.12

图16 隔空交互与数据操控

3.22

图17 混合交互与可视化装置操纵

3.23

图18 混合交互与数据选择

四、 研究挑战与未来展望

  • 现已有大量2D数据的交互研究,但3D数据的研究较少。
  • 3D数据集有复杂的特征和结构,导致3D数据的交互更具挑战。
  • 将用户的意图纳入考虑,3D交互技术会更有意义。

3.3

图19 如何有效选择3D子空间
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