信息图表设计中形式与功能的关系探究

摘  要：厘清既有文献中信息图表设计形式与功能的关系与创作法则，并通过实践案例验证与对照既有理论并探究新问题。运用文献分析法，案例分析法，并应用实践案例检验理论，从文献理论中归纳信息图表设计中形式与内容的关系及创作方法，通过系列案例研究分析出信息设计的参考准则，并将其作为理论依据在雾霾信息图表设计实践中加以验证，通过设计实践对照既有理论进一步探究信息图表中新的形式与功能。“形式服从功能”的设计思想也存在于信息设计的系统中，信息设计的逻辑性、艺术性、趣味性并存。信息清晰准确传达是信息图表的功能，信息图表设计中形式追随功能的同时，形式也被功能约束，同时功能会限制形式表达。信息设计中形式与功能的创作方法有架构预设、视觉隐喻、版面布局。信息设计过程中，要更多考虑如何美观、简洁、有条理地展示大量的信息，这需要结合信息的认知与交流原则，同时兼顾信息传达的功能。在创作过程中关注功能的部分也验证了不同的功能需要不同的形式表现。在信息易读功能基础上，通过文字版式设计、网格结构、图形分布、色彩表意等形式法则进一步帮助观看者找到信息之间的关联性和层次感。要达到快速有效传递信息的目的，需创造与受众产生情感的纽带，这需要赋予信息图表趣味性。

关键词：信息图表设计；艺术设计；形式与功能；设计实践

基金项目：本文系2020年度江苏省高校哲社项目“南京地标标志设计之意象化符号学探讨”（2020SJA0600）研究成果。

随着大数据与移动网络的快速发展人们面临著大量的信息，图表相比数字和文字更容易被人类理解，也可以更容易与更快速地被人脑认知（Alazmi，2012）[1]。当下对于形式与功能的探讨，大多存在于艺术图像与产品设计的领域，对于信息设计这一交叉学科中形式与功能的关系探讨有所欠缺，值得进一步探討研究。该研究可以更好地将信息图表设计理论与实践相结合，总结经验帮助更多设计者解决信息图表设计中形式与功能的问题，厘清既有文献中信息图表的形式与功能的关系与创作法则，并透过应用实践案例验证理论探讨新发现。

一、研究背景与目的

（一）研究背景

20世纪70年代，英国设计师特格拉姆第一次使用“信息设计”这个词语。其主要使用于传统的基于视觉传达中的产品设计、事件设计等（厉程、杨晔，2015）[2]。信息设计不同于提倡“精美的艺术表现”的平面视觉化，而是更重视“进行有性能的信息传递”为主旨的视觉艺术门类（张志贤，2015）[3]。现代信息设计最常见的形式是图表、资料表和各种宣传材料。信息可视化可以使用图表来改善人类对信息的认知，并增加人类视觉系统和看到趋势的能力（Heer，Bostock & Ogievetskey，2016）[4]。

（二）研究问题与目的

本文的研究问题有：过往文献中关于信息图表设计中的形式与功能的关系与创作方法如何；通过雾霾信息图表设计实践验证理论后的新发现是什么；设计者在信息图表设计实践过程中应如何处理形式与功能的关系。研究目的是梳理出既有文献中形式与内容的关系、创作方法、设计准则。通过雾霾信息图表设计实践进一步对照理论并总结新经验，为未来设计者的信息图表设计实践提供指导。

二、文献探讨

（一）信息图表设计的概念

信息设计作为信息可视化的一种重要的表现手段，其包含信息图表（Infographics）、信息图（Infogram）、信息可视化（Information Visualization）、信息设计（Information Design）、信息架构（Information Architecture）、信息科学（Information Science），其流程轴层层递进[5]。其目的是用快速和清晰的方式传达信息和提供信息，使得目标受众能够观察、探索以至立即理解大量信息。其本质是设计师根据信息内容理解，并结合多学科知识，运用图形语言传达主题内容（Smiciklas，2017）[6]。信息设计具有跨领域学科属性，它通过合适的媒介载体和实验将复合性的内容、故事或数据进行记录、展示和保存，具有复合性、跨学科性、实验性的特点。复合性（Complexity）指设计师具备的整合、编辑、分析的综合能力；跨学科性（Interdisciplinarity）即这个学科受不同学科影响，结合不同学科的方法和准则进行表达；实验性（Experiment）则是在这个学科领域范畴内。鲁晓波和卜瑶华在《包装工程》上发表的论文《信息设计的概念与方法研究》中提到信息设计是结合平面设计、技术性与非技术性的创作、心理学、沟通理论和文化研究等诸多跨专业学科[7]。因其受丰富的信息量快速增长的影响，设计师需尝试不同的概念和视觉形式（Schuller，2007）[8]。所以从某种程度上来说，信息设计是通过将数据进行重塑或转译的手法，以适当的载体和实验整合转变为易使用和易理解的信息，展示给受众其独特的美感（易敏哲、林廷宜，2018）[9]。Pettersson（2002）认为，信息设计在前期就需要进行分析项目与规划方案，在此基础上才能展示出良好的效果[10]。Harrison，Reinecke和Chang（2019）的研究表明，信息图表的第一印象是主要基于颜色和视觉复杂性的吸引力。通过研究，人们发现“可理解”“简单”“视觉”“颜色”“易读”都能获得更多的关注率，但并非所有信息都是平等的，有些信息比其他信息更有价值[11]。通过始终如一地使用格式、位置和元素，设计师可以将隐藏信息添加到他们的设计实践中，以便目标受众可以理解他们想要传达的内容，并选择一种图形形式在图表设计中使用，例如合适的字体、形状、规则和颜色。一个优秀的设计师可以使用合适的形式语言创建一个恰当的信息图表（Morris & Wocknitz，2013）[12]。除此之外，信息可视化也是对于信息数据视觉化的说明，其对象的数据量更加庞大，Moere和Purchase（2011）认为信息可视化是支持人们分析和了解大型复杂数据的手段和工具之一[13]。Lankow，Ritchie和Crooks在2016年表示，信息可视化是将数据和想法的视觉化，把复杂的信息知识快速，清晰地传达给的目标对象[14]。信息可视化是设计师用来帮助他们向目标受众快速清晰展现复杂故事的一种工具，可以结合文本、图表、图像等形式语言表现。提出信息可视化有三个功能：1.向读者传达数据的信息描述；2.提供不同的视觉探索；3.使用数据作为自我表达。于此同时，信息设计通过类型、颜色、图形、图像、时间、亮度、材质和原料等图形元件的重组吸引受众视觉感官，其功能是清晰传递内容信息，达到提醒、解释、娱乐或指示的目的。可见信息设计功能绕不开对受众的信息有效传达，但同时要兼具清晰醒目的视觉特质，这需要设计者对信息设计的形式语言进行设计把控。

（二）信息图表设计中的形式与功能

文中探讨的形式与功能指信息图表设计中形式与功能的关系，以及信息图表设计中形式与功能的创作方法。Cairo（2012）认为，“功能约束并引导形式”，信息可视化不是艺术家展现自己内心世界和感受的手段，因此信息可视化在功能性、客观性、精确度和美观度是存在冲突的[15]。Kirk（2012）则认为，信息图表最后呈现效果应在美学上具有吸引力和资讯传递功能，良好的美学可以使观者产生批判的情绪和心理反应，在做信息视觉化的时候，形式也应被格外关注[16]。此外，Moere和Purchase（2018）认为，即便设计师知道最有效的形式并不美观，还是会换用具有艺术性和有吸引力的视觉形式去和观众沟通，这类信息图表形式感强烈，却不易于观看者理解信息，因此会产生信息传达内容的缺失。若设计过程不能正确地表传达信息，或者设计不合适的主题，不管它是否具有美感吸引力，都不能被认为是高质量的作品。Tufte的早期观点（1997）则进一步认为，信息图表是功能性艺术，是结合艺术和信息来传达清晰的内容主题。信息图表设计的功能取决于所使用数据的内容与主题，不能过分忽视或过分强调形式，需视觉艺术性与功能传播性兼备[17]，其关系如图1。

（三）信息图表设计的创作方法

对于信息图表设计中形式与功能的创作方法，相关文献也给出了三种参考，即架构预设、视觉隐喻、版面布局。架构预设指信息图表设计中每个标记和设计特征都是出于某些功能原因而设计同时需要考虑形状，颜色，标签的位置或交互式使用选项。视觉隐喻则意味着表达的形式，主题和设计具有特殊的象征意义。郝凝辉在谈到信息图表的设计原则时也提到，在采用隐喻方法图表设计阐释要在确保数据的真实的前提下进行[18]。而版面布局是信息设计中形式排列的重要步骤，信息设计过程中节点围绕中心点进行组织，其位置与到达它的跳数相关。其主要设计功能是清晰准确地展示资料，并且使得目标受众可以感受到信息图表中的主题气氛。为了客观地呈现完整的信息，设计必须尊重事实并准确连贯地反映信息。一方面尽量减少信息丢失，另一方面选择传递最有价值的信息也是重点，判断设计过程信息的有效与无效，无效的信息会分散读者的注意力从而影响信息传达，无法被读者获取甚至导致信息被扭曲。以观看者为本的信息图表设计创作方法旨在提供信息传达工具，以改善设计物、设计师、用户之间的互动关系（Mejía，2017）[19]。郝凝辉在论文中将信息图表的创作方法分为“确定主题—获取信息—信息分类—确定信息单位—确定草图—设计图稿—反复优化”。胡飞与叶震宽在2022年的论文中针对信息设计方法分类，列出了75种图表方法对应“信息加工”“方法属性”“设计流程”三个维度构面，从信息的获取、信息的分析与过滤处理、有价值信息的挖掘提炼、信息的可视化交互，并更细分为“获取—分析—过滤—挖掘—呈现—修饰—交互”7个步骤。Dalton（2016）进一步强调信息图形在向观众清楚传达故事或信息时都有其逻辑和意义[20]，他们将信息图表的创作过程列为：1.设定一个明确的目标；2.选择一种形式；3.考虑目标受众；4.做出一些特殊的意义；5.确保精心设计；6.使用可靠的数据资源。这些文献中提到的关系与创作方法将应用于之后的雾霾信息图表设计实例中，并加以验证探讨。

三、研究方法与研究流程

本文研究方法有文献分析法、案例分析法与使用信息设计实践案例检验理论。首先通过文献探讨信息设计中形式与功能的关系理论根源，通过既有的文献梳理出信息图表设计中形式与功能的关系与创作方法；接着通过案例分析法分析三种不同的信息图表案例归纳出信息图表设计中形式与内容的设计准则；最后得这些理论梳理将应用指导雾霾信息图表设计实践，再通过实践过程与经验总结进一步发现形式与功能的新关系，借此为未来的信息图表设计实践提供参考。故其研究流程如图2所示，是从理论和案例实践中归纳与总结理论，再以信息图表设计实践加以检验与对照理论的过程，从而得到新的实践经验与发现。

四、案例研究的结果与分析

以三组系列案例進一步总结形式与内容的设计准则。一是Giorgia Lupi和Stefanie Posavec 的设计作品“亲爱的数据”（如图3），设计师通过记录了个人资料，收集和绘图，制成信息图表设计，然后以明信片的形式寄给对方。设计师尝试以有逻辑的手绘方式，用有趣和自由的方式设计信息。胡飞与叶震宽在论文中指出，信息设计运用图像、符号与数据更加清晰、高效、有趣地可视化内容中的知识，强调信息传递清晰、有效、有趣。第二个案例是Stefanie Posavec的设计“有机体”（如图4）。她设计了相同的花卉结构，章节按照达尔文的原始文本划分为子代码，这些子代码分为段落“叶”，小的楔形“传单”代表句子，每个句子都是根据其是否延续应用到蓝色版本或是否被删除而不在橙色版本内进行着色。设计师在大约1.5米宽、2.5米高的地方创造了6条大横幅。6条横幅描绘了每一版的标本板，仿佛从一本植物插图中抽出来生长。每张图纸都显示原始图表，表示了树状层次结构的一部分，每个可见形式用于传递数据资料，包括使用颜色、花瓣的弧长、位置和茎序列。在Stefanie Posavec的信息图表中，一切设计和放置都是有预谋和有用的，正如她所说：“我喜欢具有根本意义与逻辑的设计，其中所有的东西都出于某种原因，并且一切资料都有必须存在的原因。”可观察到其设计原因或是依据主题或是依据逻辑。Kirk（2012）认为该方法是基于设计师的判断。这是对个人经验的解释，他认为信息图表设计的关键是确定一些重要的设计目标，这个过程中设计者主观参与很多，因为信息设计的另一个功能是自我表达，所以在不影响信息图表主题适恰性的情况下，设计师会根据个人经验和喜好设定了颜色和规则。但鲁晓波和卜瑶华则有不同观点，为了信息获取与传递更高效，信息设计师更以应该满足信息受众需求的方式进行形式组织、转换和呈现；因此对于设计者而言自我表达与以受众为中心虽有矛盾，但“有趣”却是共性点。第三个案例研究来自August Miller“土豆生命周期”（如图5）。信息图表中显示设计师对规则和颜色的自我定义的重要性。资料应以合乎逻辑且有意义的方式呈现，并且需要在海报中清楚地描述解释土豆生长周期部分，并在设计过程中选择了与主题特质相贴合的视觉图形、字体、颜色。通过三组系列信息图表设计案例总结出可以应用在设计实践中的参考准则有：1.有趣。2.具有意义的形式和符合视觉逻辑的图形关系。3.对选择贴合内容的图形、字体、颜色进行定义。

通过文献分析法归纳出信息设计中形式与功能的关系和创作方法，并透过系列案例分析总结出信息设计实践中的参考准则，研究归纳与发现如表1所示。通过既有文献分析出信息设计中形式与功能的关系为功能取决于设计目的，功能限制形式，形式約束与追随功能。信息设计的创作方法有架构预设、视觉隐喻、版面布局。通过系列案例分析出信息设计案例中的参考准则，并其研究结果归纳将用于后面指导雾霾信息图表设计实践中。

五、信息图表设计实践过程

雾霾信息设计实践案例的设计过程分为：（一）观看者调研；（二）数据的收集；（三）数据的分析与处理；（四）数据可视化与版面编排四个主要步骤。通过问卷调研收集到大众对于环境中雾霾的客观视觉印象。其次通过平台收集数据并对有效数据进行分析、筛选、处理，最终图形可视化数据并进行版面的布局安排。首先对观看者进行调研：对观看者族群进行用户前调。观看者受测人数为100人，其中性别男48人，女各52人，年龄跨度为18～57岁。问卷问题一：您对于雾霾的第一视觉印象如何？问题二：哪种颜色最能代表对于雾霾的印象？研究结果如图6与图7所示。在第一个问题中，61%的观看者对雾霾的第一印象是沉闷，23%的观看者对雾霾的第一印象是压抑，8%的观看者对雾霾的第一印象是脏乱，6%的观看者对雾霾的第一印象是混乱，剩余2%选择其他印象。在第二个问题中，66%的观看者认为最代表雾霾的颜色是深灰色，21%的观看者认为最代表雾霾的颜色是浅灰色，9%的观看者认为最代表雾霾的颜色是淡蓝色，剩余4%的观看者选择了其他颜色。这些观看者对雾霾视觉意象的调研结果将用于启发后续创作中的形式表达，避免设计师在信息图表设计过程中陷入主观形式偏好，同时又不失去图表语言的趣味性。之后的雾霾信息图表实践创作过程会以深灰色与浅灰色作为主要搭配色彩，且在视觉风格上尽可能营造沉闷与压抑的感觉，这样的形式安排更会以观看者为中心，提高信息设计作品信息准确传递的功能，这与文献中“以用户为中心”的信息设计原则相吻合。

受众观感调研过后是对数据进行收集与筛选，数据资料来源于官方平台http：//datacenter.mep.gov.cn/index，收集所需年份和日期的雾霾数据，包含总数据、平均资料和pm2.5数据，选择的资料是从2014年1月至2017年04月。设计师需筛选出每个月的平均数值、最大值、最小值、方差，并在数据信息可视化中表现人们可以观察到一个总的数值变化与趋势，进行对比能明显地观察出各个月份的雾霾情况的严重程度，从而将其着力表现。其次是对数据分析与可视化处理，根据Baer与Vacarra（2008）的观点，信息设计是将复杂且混乱的、无架构组织的数据，转变为有意义的、有价值的信息。在数据案例分析过程中[21]，数据最大的几个月份被挑选出来，例如2014年10月、2015年11月和12月、2016年12月。根据设计目的，选择时间最久的4个月份做突出展示。在主图表最外圆环里，每个月份平均划分为31天。数值单位为μg/m3（comgsm3），在每个区域里按照数据填上不同的颜色，表示不同的空气等级（如图8）。使用上文总结的隐喻设计方法，结合之前调研受众观感的视觉印象，在颜色上选取深灰色与浅灰色呈现出雾霾灰蒙蒙视觉特征，且营造沉闷感与压抑感。主海报根据设计功能，展示信息的变化，使得观看者能快速地读取重要的信息，也能简单地进行分析。主次海报则不需要将具体的分区，以不同的扇形和圆形表现出来也不需要包含太多的额外的信息（如图9）。其次不同空气品质等级分别代表什么意思也需要被标注，次海报2也使用了不同的视觉形式，遵守数值区分原则设计，将不同颜色等级的圆形放置在对应的数值位置上。次海报3使用与主海报相同的视觉化方式展现，并要严格地使用单位和数据规则，并保持每个月的数据图形的准确性。在信息图表设计过程中使用数据计算软件，使信息图形有逻辑地呈现，保证信息设计的准确性。在信息图表总图的第一部分信息展示中，使用的是相同的主图形，但是形式跟主海报是完全不一样的（如图10）。这一形式取决于功能的不同，需要保留所有的单位、扇形区分和单位圆环，同时需要将每部分用小图标额外地进行说明，这也与信息图表设计中“形式跟随功能”的原则相吻合。主海报中不同的部分和信息应加少量的文字说明，其目的是需要让目标受众快速获得知识，此时应尽量简化文字，将信息通过图表化、图像化转换为视觉图示模块的信息源，其最终目的是提高信息传播的实际效能，突出该信息图表设计的逻辑性与关联性。

六、研究讨论

信息设计整体需要有逻辑性，目标受众可以较好地理解和找到需要的信息。研究分析发现对于对信息图表设计而言，整个视觉图表版面是观者与信息进行互动的界面，这个版面需要对信息进行整理和提炼后才能被用户所理解，包括所运用的图表类型、色彩、文字及各个元素的比例、定位等。通过整个设计实践过程中，发现在信息设计里，只有被理解的信息才是有用的信息；就功能而言，首先要做的是对原始信息的筛选、过滤与梳理，将繁杂庞大的信息毫无保留地推向受众是不合理的，信息应先被提炼筛选后再被设计的清晰易懂。设计创作过程首先是收集与分析数据，设计师的数据管理是设计过程的重要部分。设计者在创建视觉化作品时，大部分时间应该用于处理数据，而不是使用表格（Bigelow，etal，2014）[22]。设计者在进行信息图表设计时，需根据设计目的，找出需要的信息与适合的类型，构建合理的路径、层级、结构。这不仅需要设计师对信息结构和特征进行充分的理解，还需要考虑满足观看者的视觉感官需要。信息图表设计结构严谨的前提是需要设计者构建清晰的思路与逻辑架构。Moere and Purchase（2011）也秉持观点认为，“对于视觉形式的不同的作品，即适当性、吸引力、美感、有效性，若没有理性的架构逻辑，就很难客观地讨论或比较它们，这是信息设计作品深度所在。”所以当设计者发现一些视觉形式当下很受欢迎，但却在信息传递上有欠缺时，视觉设计师往往依据主观偏好选择流行的形式，这样的信息图表设计作品的适恰性存在争议。胡飞与叶震宽论文中提出认为信息设计的目的是考虑受众使信息清晰而有效的传递，并让信息设计更符合受众的预期及偏好，当面不同的受众采用不同的方法，这与信息设计“以用户为中心”的设计原则相吻合，强调设计者和观者的感性认知同样重要。李乐山（2007）则认为通过前期问卷调研出大多数人对于设计对象的视觉偏好更为客观，观者的问卷调研可以在一定程度上摆脱设计者的审美偏好[23]。与此同时，信息图表设计相较于艺术设计更具有理性感、内在逻辑感，设计者除了形式表达也是内容的翻译者。传统的“形式服从功能”的现代主义设计思想依然存在于信息设计的系统中，但随着信息设计的多样化，富有艺术性的信息设计也层出不穷。信息设计既不是完全理性图表生产工具，也没有完全追随浪漫的感觉，而是介于两者之间。设计者在进行信息图表设计时既要对信息进行理性的处理编排，同时要选择合适美观且有趣的表现形式，才能兼顾信息图表设计的形式与功能。

七、结语

研究从文献理论中归纳信息图表设计中形式与内容的关系及创作方法，通过系列案例研究分析出信息设计的参考准则，并将其作为理论依据在雾霾信息图表设计实践中加以验证，其研究总结与新发现如下：信息的清晰准确传达是信息图表的功能，信息圖表设计中形式追随功能的同时，形式也被功能约束，同时功能也会限制形式的表达。信息设计中形式与功能的创作方法有架构预设、视觉隐喻、版面布局。在信息设计过程中，要更多考虑如何美观、简洁、有条理地展示大量的信息，这需要结合信息的认知与交流原则，同时兼顾信息传达的功能，在创作过程中关注功能的部分也验证了不同的功能需要不同的形式表现。信息图表设计者在设计过程中需理解设计对象主题后，恰当且客观的表达形式偏好。故设计者在确保恰当准确传达信息的基础上，需先对信息的类型、信息路径、信息层级、信息结构进行合理的分类与布局，这样操作可确保信息图表内在构架的准确性、逻辑性与完整性。在信息易读功能基础上，通过文字版式设计、网格结构、图形分布、色彩表意等形式法则可进一步帮助观看者找到信息之间的关联性和层次感。研究发现若要达到快速和有效传递信息的目的，并吸引目标受众，就要创造与受众产生情感的纽带，这需要赋予信息图表更多趣味性。

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作者简介：裴凌暄，江苏第二师范学院美术学院讲师，台湾地区中原大学设计学博士生。