人工智能技术在信息可视化设计中的应用探讨

◇王 洋

随着互联网时代的不断发展，人工智能技术、空间技术、能源技术等新型技术兴起，人工智能技术在信息可视化设计中的应用也面临新的挑战。本文主要探讨二者之间的联系，以及人工智能技术在信息可视化设计中的应用。

一、人工智能概述

20世纪70年代以来，世界三大尖端技术兴起，这三大尖端技术是人工智能、能源技术和空间技术。其中人工智能是现代科学技术迅猛发展过程中的必然产物，在不同的领域中得到广泛应用。人工智能是计算机科学的一个分支，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的科学技术。人工智能发展速度迅猛，已经广泛应用于相关学科中，取得了显著的应用成果。人工智能这一技术也逐渐发展成熟，形成了独立的分支，如机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理等，并应用于各种人类无法完成的复杂任务中。

二、信息可视化设计概述

（一）信息可视化设计的理论支撑

人们获取信息的主要方式就是眼睛，即通过眼睛直观地观察事物，进而反馈相关信息至大脑，以此获取信息。可以说，眼睛是信息获取的主要方式，但并不是唯一的方式。其他器官也可以对外界信息进行接收，比如耳朵可以听到声音、鼻子可以识别气味、嘴巴可以感受味道等。根据信息传播理论，眼睛会将视觉信息转化为图像，并将所接收的内容以立体化的方式在视觉皮层上展示，以此促进信息提取率的提升。而信息可视化设计可以将复杂和特殊的程序简单化，将信息转变成图像，方便人们直观观察，便于人们理解和记忆。该设计可以直观地进行数据展示，使人们看到表面现象下的深层内涵。

（二）信息可视化设计的研究基础

1987年，美国国家科学基金会召开的“科学计算领域之中的可视化”研讨会提出科学可视化的概念。在信息可视化的发展过程中，科学可视化的产生与发展起了决定性的推动作用。1989年，斯图尔特·卡德、约克·麦金利和乔治·罗伯逊提出信息可视化概念。之后信息可视化设计、数据分析逐渐在数据处理和科学文献统计中广泛应用。在中国综合国力不断增强的背景下，可视化设计的发展成熟度不断提升，在可视化设计领域，图像处理技术和图片生成技术快速发展并得到广泛应用。随着信息可视化设计研究的不断推进，大量数据和研究表示，人工智能技术与信息可视化设计之间存在密切联系，人工智能技术在信息可视化设计中逐渐得到应用。

三、人工智能技术与信息可视化设计的联系

（一）人工智能技术推动信息可视化设计发展

新时代，人工智能的应用领域尤为广泛，并且该技术与云计算、大数据等技术具有很强的关联性。人工智能中智能编程技术的应用和发展是大数据产业发展的基础，而数据是人工智能发展的基石，算法是人工智能发展的重要引擎和推动力，在大量数据资源的支持下，人工智能才能实现更好的发展。通过精细化的数据模型研究，可以发现，人工智能的应用场景与海量数据密切相关。可以说，大数据技术对人工智能的发展具有重要的推动作用。在数字化时代下，以大数据、人工智能等为代表的先进技术已经在信息可视化设计过程中被广泛应用。当前各个行业已经广泛应用大数据和人工智能技术，极大程度推动了行业发展，并为设计企业创新奠定了良好的基础。对于信息可视化设计行业而言，人工智能技术具有两个方面的重要作用。

1.促进信息传播

在新媒体时代下，大众传播形式日益丰富，传统的信息传播方式无法满足大众对信息传播的实际需求，其主要存在以下三点不足：第一，信息传播流程复杂度较高；第二，信息传播形式会受到社会不稳定因素的影响；第三，受众很难依据自身喜好选择自己喜欢的网络信息资讯。人工智能技术的发展，极大程度地对单向信息传播形式进行了改变，多样化的信息传播形式为群众提供了信息选择的机会。当前，受众的文化素养不断提升，传统单一的信息传播形式已经不能满足受众的信息需求。人工智能技术的发展，能够改变传统的信息传播方式，推动新媒体的发展。从实际需求出发，准确对受众进行定位，利用人工智能技术，创新信息可视化设计形式，能够增强受众与信息之间的互动性。新媒体时代，人工智能技术发展迅速，信息传播形式十分多样，信息可以文字、图片、视频、音频等形式呈现，从而得到广泛传播。借助人工智能技术进行信息可视化设计，可以提升信息传播效果，扩大信息传播范围。在人工智能技术的加持下，会形成多样化的信息可视化设计语言，吸引受众的注意力。

在信息传播领域，人工智能技术的作用主要体现在以下三个方面：第一，改变信息可视化设计的传播载体，即设计师不需要拘泥于对客观事物的再现，可以将关注点放在真实情感的表达上；第二，创新传统的信息可视化设计模式，以全新的信息可视化设计方式对原本的信息传递方式进行改变，有利于提升受众的视觉体验；第三，人工智能技术的应用，可以拓展信息传播空间，创造更好的信息传播环境。

2.促进信息可视化设计朝个性化方向发展

依靠人工智能技术进行信息可视化设计，可以提高信息可视化设计质量，增强其多样性、创新性，使其朝个性化方向发展，从而满足不同领域的实际需求。人工智能技术的应用，能够在极大程度上为设计师和受众带来独特的体验，给设计师带来设计灵感，丰富信息可视化设计形式，提升设计师的设计水平，满足受众的实际需求。因此，应合理应用人工智能技术，从受众的实际情况出发，优化信息可视化设计形式，进行智能化设计。相对于平面的信息可视化设计，基于人工智能技术的信息可视化设计更具立体感，更容易吸引受众的注意。但是，当前人工智能技术在可视化设计中的应用还处于初步发展阶段，所以必须不断加强对这方面的研究。

（二）信息可视化设计为人工智能发展提供支撑

信息可视化技术与可视化设计在提高人工智能基础数据质量和可解释性方面发挥了巨大作用。高质量训练数据是高性能人工智能应用的必要前提。针对异常检测、数据标记等需要大量人工劳动的任务，可视化分析技术可以提高其完成效率。信息可视化设计还可以提升机器学习的透明度，增强人对大规模复杂机制的认知能力。各领域在基于可视化的深度学习解释方法方面进行了大量的研究工作，如患者未来状态预测、机器人训练策略制定以及自然语言处理等工作。

四、信息可视化设计在实践中的应用

（一）体育产业中的信息可视化设计

在科学技术不断发展的背景下，信息可视化设计在体育行业得到广泛应用，比如在进行体育赛事观看的过程中，传统的数据统计形式无法让用户直观地了解体育比赛情况。但是将基于人工智能技术的信息可视化设计应用于体育赛事中，可以整合相关数据，更好地展现比赛情况，直观化地展示比赛数据。利用人工智能技术对体育信息进行可视化设计，有利于提升观众的观看体验，满足观众的信息需求。

（二）社交媒体中的信息可视化设计

社交媒体属于信息在线共享平台，可以帮助用户在不同地点和不同时间进行信息共享和信息交换，促进信息传播。社交媒体上的信息可视化设计涵盖多元化信息可视化设计、关键字信息可视化设计和主题信息可视化设计。将基于人工智能技术的信息可视化设计应用于社交媒体中，使社交媒体上的信息以多种可视化形式呈现，可以吸引人们的注意力，促进信息扩散和传播。但社交媒体中的信息可视化设计也面临一些困境，存在一些问题，这些问题并不能仅仅依靠技术进行解决，需要在运用先进技术的基础上，促进信息可视化设计和社交媒体的深度融合，充分发挥社交媒体的优势，从而推动相关问题的解决。

（三）医疗领域的信息可视化设计

大量科学家在探索生命奥秘的过程中同样应用了多种先进技术，如虚拟现实、医学成像、人工智能、大数据等技术，进行了信息可视化分析，开展了相关研究。随着时代的发展，大量新型科学技术被广泛应用于医疗领域，不同技术的应用为医疗领域的发展作出了巨大贡献。如今，信息可视化技术在医疗领域得到广泛应用，在一定程度上保障了患者的安全。比如，三维C T成像、X光扫描等都需要应用信息可视化技术，进行图像处理并显示出来。在互联网时代背景下，大量医疗数据被采集，医疗设备也需要与信息可视化设计相融合，展示患者的健康信息，汇总患者的健康情况，并分析患者病历资料，以提升医疗信息的可视化程度，确保医疗信息准确、真实、可靠。

五、人工智能技术在信息可视化设计中的应用

信息的可视化设计与人们的生活和工作息息相关，已经渗透到人们生活的方方面面，从不同角度分析信息可视化设计有着重要意义。在信息可视化设计中，文本可视化设计属于重要组成内容，涵盖计算机图形学、人机交互、数据挖掘、自然语言处理等内容，是多学科的交叉与融合的结果。当前，信息技术不断发展，线上阅读形式对纸质文本阅读形式造成强烈的冲击，但是互联网中信息量庞大，信息繁杂，虚假信息较多。进行文本可视化设计，可以帮助线上用户高效地浏览文本，在提升用户阅读体验的基础上，缩减用户阅读时间，提升阅读的有效性。进行文本可视化设计时，可以利用人工智能技术，从文本内容中提取关键词，根据不同关键词的出现频率，决定其在文章中的重要程度，并通过有效的排版、形状改变、颜色突出显示和字体突出显示等方式重新展示关键词。当前网络上众多的开源文本均应用了人工智能技术进行可视化设计。但是可视化设计的内容局限于小量文本和静态展示的内容，大数据时代下，需要传达成熟化和规模化的可视化文本信息。

此外，数据之间关系的可视化设计也是信息可视化设计的重要组成部分，能够将数据通过图表等形式呈现在受众面前，使受众快速、直观地了解传达的信息。微软研究院开发的可视化的学术搜索引擎——微软学术搜索（Microsoft Academic Search），可以生成用户的学术合作关系图和研究领域图等，获得了大量学者的好评。

从科学计算可视化设计角度来看，可以依靠大数据技术开展研究，运用卷积神经网络进行信息可视化设计。卷积神经网络属于人工智能领域范畴，是机器学习中的一种算法，常用来分析视觉图像。虽然当前机器学习已经广泛应用于人机交互领域、计算机图形学领域、语音识别领域、数据挖掘领域和信息检索领域，但它模糊的工作机制，使得很多人对于机器学习一知半解，只是把它当作一个工具。而一个透明、可解释的可视化系统，是机器学习领域的学者急需的高效率工具。进行信息可视化设计，能够帮助学习者构建、优化深度学习的数学模型，了解深度卷积神经网络中每个神经元的作用和神经元之间的关系，诊断模型中可能出现的问题，不断优化修改模型。如今，人工智能发展速度迅猛，给信息可视化设计带来了广阔的发展空间。

随着社会的不断发展，信息可视化设计也面临巨大挑战。传统的信息可视化设计已经无法满足用户的需求，尽管技术应用中关于高维数据的可视化设计、分层数据的可视化设计和多变量数据的可视化设计研究在不断深入，但是从视觉设计角度分析，这些可视化设计依然以复杂的形式呈现，直观性不强。

六、结语

人工智能技术的应用，在极大程度上弥补了信息可视化设计的缺陷，促进了信息可视化设计的长远发展，彰显了信息可视化设计的优势。新时代，可以充分应用人工智能技术，进行信息可视化设计，以促进高价值信息广泛传播。