数据可视化中视觉元素的运用

柳 艺

（浙江经贸职业技术学院 浙江杭州 310018）

信息技术的蓬勃发展使人类迈入了“互联网+”时代，新的技术和手段促使传播方式发生了质的变化，人们获取信息数据的手段和方式也愈加丰富和多样化。互联网的快速发展带来了爆炸式增长的数据信息，“大数据时代”应运而生。面对每日激增的庞大数据，“数据可视化”正成为当下炙手可热的新兴领域。数据可视化是关于数据视觉表现形式的研究，旨在将复杂的数据图形化，将无形的数据具象化，将散乱的数据故事化。数据的视觉表现在数据可视化设计中发挥着重要的作用，如何有效并兼具美感地运用视觉元素传达数据的特征和含义，是数据可视化领域的研究热门，也成为视觉传达领域研究的重点。视觉元素的运用在数据可视化设计中起着重要的作用，本文将主要从视觉元素运用的角度探讨和分析数据可视化的视觉表现形式。

数据可视化简述

“大数据时代”中，面对越来越复杂繁多的数据，人们总是难以判断和决策，因此数据的分类、分析与呈现显得尤为重要。数据可视化设计将繁复的数据通过图表、地图、模型、动态图像等更为直观的视觉形式呈现给用户，将量化的数据转换为可视化的图像，凭借其准确、简洁、高效、吸睛的特点，可以帮助用户更好地理解数据结果，从而进行对数据的判断和决策，提升用户体验。如今，数据可视化已应用在人类生产生活的方方面面。近年来，由于金融、医疗、政府、安全、教育等行业在大数据方向上的投入持续增加，数据可视化的需求呈现井喷式增长。在参观视察、展会宣传、办公决策等场景中均会用到数据可视化设计。例如，2020年初爆发新型冠状肺炎疫情时，与疫情相关的各类数据和信息成为了广大群众了解疫情的重要窗口。四川美术学院设计学院数字媒体艺术系师生收集并整理了从疫情开始以来的各项数据，用可视化的方式从不同角度围绕疫情及相关信息进行设计与讲述。《COVID-19重庆市疫情》这一数据可视化作品清晰地呈现2020年2月重庆市感染情况，通过对已公开数据进行样本采集和二次分析，并运用了桑基能量分流图、分层面积图、数据图表等可视化手段加以表达和阐释，直观呈现新型冠状病毒肺炎在重庆的感染情况数据的各项分析结果。

数据可视化设计中的视觉元素

视觉元素，是构成视觉对象的基本单元，主要由形式和信息要素组成。信息要素由图形、文字、形状、形体等内容组成；形式要素由点、线、面、色彩、空间等内容组成。视觉呈现即为通过对各要素之间的有机组合来构建视觉画面的效果。

随着用户需求的不断变化，简单的图表堆砌已经无法满足用户的需求，用户更多地希望数据可视化的呈现形式可以丰富、形象和生动。在数据可视化呈现中加入艺术和设计过的视觉元素，能将复杂的数据信息更加形象、直观地传达给受众。因此视觉元素的运用在数据可视化设计中起着重要的作用。通常来说，视觉效果的呈现过程即视觉元素的构建过程。数据可视化中的信息元素主要有数据、文字、图形、符号、声音等，丰富的视觉元素将信息元素以更精准、吸睛的形式表达，同时也使数据可视化的呈现更具趣味性和鉴赏性。以下将从文字、色彩、动态图形这三点进行探讨，分析视觉元素在数据可视化设计中的作用法则。

文字

文字是信息传递中最常用常见的载体。文字在数据可视化图表或动态图像中是十分重要的信息元素，同时也作为视觉设计的重要元素存在。文字在数据可视化中主要起到两个作用：一是作为辅助图表信息的说明文字存在，二是作为一种符号化的文字，来帮助呈现图像的主题。

当文字起到辅助说明的功能时，文字将对图表中的图形、地图、符号等信息进行解释说明。作为辅助说明的文字通常数量较多，文字会在整体上以“线”的形式存在。线在视觉设计中能够用来表达画面中不同对象之间存在的关系，包括层级关系、引用关系、亲疏关系等。线的形态上的差异也会营造不同的视觉感受，例如曲线因为具有弧度而易塑造柔和、优雅的气氛，水平线具有安静感，垂直线通常代表严肃和秩序感，而斜线则体现透视和动态感。由于线具有明确的方向性，当文字以“线”的形式存在于数据可视化图像中时，文字如同线一般，可简单明了地指明方向，通常会用文字的方向引导受众的视线方向。在动态交互的数据可视化图像中，线性的文字也常被用来作为场景的切换和穿插。

而当文字作为符号化存在时，此时文字通常数量较少，同时整体看起来大多以“点”的形式在画面中分布。点在视觉设计中具有诱导视觉注意力的作用，点在此时成为视觉焦点和中心，可以突出画面主题。点在画面中不同的位置能给观者提供不同的感受，点在画面正中间一般能营造平静、静止的气氛，点在画面中的移动造成位置的偏移，例如位于左上、右上、左下或右下，则能营造出明显的运动感和节奏感。点同时具有平衡画面的作用，对于大片留白的画面，在留白区域添加点元素，能马上起到平衡画面的视觉效果。符号化文字常常具有很强的主旨性和象征性，简短的一个字或一个词即对主题的呈现产生强烈的作用。文字在这种情况下，会起到聚焦视觉信息同时平衡画面的作用，也能在一定程度上起到装饰、丰富、活跃版面的效果。因此在这种情况下，需要考虑到文字的视觉效果呈现，根据文字的主次关系，设计字体、颜色、大小等文本要素，在视觉上进行不同的层次呈现和表达。

色彩

在视觉传达中，色彩是对各种颜色的整合和运用，色彩也是最有表现力的视觉要素。在数据可视化的视觉设计中，色彩是不可或缺的重要元素之一。色彩是重要的视觉符号中重要的一部分，也是一种视觉语言。色彩能够形象生动地展示可视化设计的整体气氛，通过色彩的不同，能直观、快速地影响受众的生理和心理。在数据可视化设计中，色彩通过色相、饱和度、明度和配色方案对整体的视觉层次效果产生影响。

色相。色相是不同反射自物体或投射自物体的颜色。不同的颜色可以给人带来截然不同的心理感受，不同颜色的组合也能营造不同的视觉气氛。色相在颜色三要素中，最容易被人类感知，色相在人类社会中也有着约定俗成的含义。例如红色常常代表激情、力量、喜爱、能量、暴力，蓝色代表平静、忧郁、沉静，绿色代表自然、健康、和平……不同的含义自然而然地为画面营造出整体的气氛，颜色也因此被赋予了不同的象征意义。色相作为最常用的视觉元素，在数据可视化的设计中可以快速抓住受众的眼球，让原本单调复杂的数字被赋予不同色相的含义，从而吸引受众的注意力。

饱和度、明度。饱和度也称为色彩的纯度，指色彩的鲜艳程度。饱和度高的颜色较为鲜艳，反之则较为暗淡。在视觉传达设计中，饱和度过高会导致整体颜色不均，给人一种失真的感觉，而饱和度如果偏低也会造成整体效果不通透、较为暗沉的气氛。因此色彩的饱和度对视觉吸引力影响很大。高饱和度的颜色可以在短时间内吸引受众的眼球，但是长时间则会造成一定的视觉疲劳。而低饱和度的颜色可能并不显眼，无法在短时间内吸引受众的注意力，但在较长的时间区间内会更耐看。所以在数据可视化的视觉设计中，合理使用色彩的饱和度十分重要。需要对画面中色彩的饱和度进行合理的设置，这样才能在整体效果上增加色彩表现力，同时确保受众的视觉舒适性。

色彩的明度取决于该色反射的光的强度。不同明度的色彩给人带来的感受各不相同。高明度的色彩通常给人带来明亮感，而低明度的色彩则给人以低沉感。在数据可视化设计中，可以运用低明度的色彩来表现出沉静、暗淡的视觉效果，用高明度的色彩来表现活泼、向上、轻松的气氛。

配色方案。在数据可视化的色彩设计中，需要综合考虑色相、饱和度和明度的搭配来获得完整的配色方案。配色方案与数据相辅相成，目的是更好地呈现数据的特征和意义。在设计过程中，需要对数据进行深度分析和归类，根据数据定性、定量的不同属性设计不同的配色方案。

动态图形

相对于采用传统图表信息图，现在更多的数据可视化作品结合了动态图形运动的设计。加入动态图形运动设计可以为数据可视化的呈现提供更多的可能性。

动态图形比静态图形可以传递更多的信息内容，使信息的传递更加高效。使用短短的一个视频即可呈现出需要多幅静态图表才能表达的内容。例如动态数据可视化作品《暗潮·晕染——防晒霜对海洋的影响》，是以联合国的17个可持续发展目标Sustainable Development Goals（SDGs）中的第14条水下生物为主题的数字可视化设计作品，设计记录统计防晒霜对不同深度海洋污染影响的可视化数据交互界面。这个视频短片只有短短2分04秒，作品通过数字可视化展示与海洋生物以及人之间的关系，以此来提倡人们保护海洋爱护海洋。短片包含了大量的数据信息内容，这是一张静态的数据图表难以呈现和表达的。而结合了动态图形运动的数据可视化作品也更富趣味性，传递给受众的信息不再是枯燥乏味又纷繁复杂的数据信息，而是形象生动的动态影像，通过运动文字、丰富的色彩、图形运动以及音乐音效的结合给观众留下深刻的印象，也更利于观众理解数据的含义。近几年还出现了许多具有交互性的动态数据可视化作品，在这类作品中，不仅结合动态图形运动来呈现数据信息，更添加了作品的交互功能。例如在线交互式数据可视化作品《Who Old Are You?》中，用户通过输入自己的出生日期，数据库实时匹配相关图列，同时可以观察用户的整个人生历程以及其他人在用户这个年龄段所获得的成就。这些交互式的数据可视化作品使用户在观察数据时更有体验感和情感上的共鸣，也提升了用户参与的积极性，有助于数据信息的收集和获取。

随着大数据时代的来临，未来数据可视化的发展方向将会朝着“精准性、易读性、吸睛性”的方向发展。面对越来越庞大的数据体量，如何更高效、准确地传递数据的内涵是数据可视化设计者需要不断思考的问题和方向。数据可视化是数据与用户之间的对话，而丰富的视觉元素如同桥梁一般，起到了重要的衔接作用。数据可视化的主要目的是提升人对数据的认知能力，帮助使用者发挥数据本身的价值，做出更好的决策或行动。设计者们要在理解数据的基础上，合理运用视觉元素，以“一图胜千言”为方向，使数据“栩栩如生”。