信息可视化系统提供了多种交互方式,用户可以选择想要研究的部分信息,也可以自定义信息的呈现方式,如选择不同的视图、改变观测角度、缩放不同层次间的细节,以及操控其他显示参数来获取他们所需要的信息,以此理解并行系统的行为。以下列出了一些非常有名的交互性信息可视化的技术。
(1)放大镜:放大镜是一个可以在视图上移动的过滤器,如图6-10所示。放大镜的突出特点是使用户直接操控图像成为现实,用户可以通过改变视图参数了解信息的不同方面。放大镜交互视图的延伸产物是一种可以在视图上移动放大镜的图,这样就不用担心只关注一个对象时被隐藏的其他细节。其他的直接操控视图常采用拖动或平移视图、选择可视对象、重新定位等方法。Virtue利用虚拟现实技术让用户通过手势控制可视化或直接控制3D滑块,使用户的直接操控有一种更加自然且身临其境的感觉。
图6-10 交互可视化结构之放大镜
(2)“全局+细节”视图:作为放大镜视图的一种,“全局+细节”可以放大某一区域并把放大的区域放在一边,以防该区域挡住整体视图。“全局+细节”视图包含不同尺寸的信息,能从多个层次表现数据信息。与此同时,被细化的视图也在呈现比例上与更大尺寸级别的视图相匹配。不同级别不同尺寸的信息常用级联的方式显示(图6-11)。
图6-11 交互视觉结构之“全局+细节”视图
(3)连接和涂刷:以“全局+细节”呈现的数据集合也可以通过交互方式在连接和涂刷中集合在一起。当一组数据要和其他两组不同的数据一同呈现时,用同一颜色表示同一类型的组件可以呈现和联系“全局”与“细节”这两个视图。也就是说,涂刷作为一种交互方式,用于展现数据间的动态的联系。当一组数据的两个或多个视图被同时展示时,交互的视觉系统(如Devise中的图形光标)可以控制两个系统的协调。
(4)动态查询:与上述3种技术不同,动态查询是可视化交互图的一般范式,用户可以从中得到一组可视化的数据和一组控制组件(如可以选择数据表子集的滑块)。这种通过控制数据和映射的交互性叫作“基于控制组件的间接交互”,用户可以通过预先定义用户界面上的控件来间接对可视化视图进行操控。实际应用中,与计算有关的互动都能够通过这种方式表达出来,例如与数据相关的控制(数据输入、过滤、分组和其他转换),以及可视化映射的界定(如颜色、形式、映射关系的界定)。视图配置的常用控件有滚动条、放大/缩小按钮、滑块、动态查询输入字段,以及选择具体特征的单选按钮。
“焦点+情境”抽象是指计算机可以根据用户的兴趣层次修改可视化视图,而无须用户自己修改。“焦点+情境”这种抽象方式使用户可以在关注细节的同时不会忽略上下文的背景。“焦点+情境”最常用的技术之一是图形化鱼眼视图。这种技术的一些标准算法使得层次关系显示在一个双曲面上,然后再将双曲面映射到视图区域中。“焦点+情境”抽象的另一个例子是由Palo Alto研究中心的John Lamping等人所提出的双曲树。如今,这类信息可视化抽象方法的运用已经为可视化磁盘目录、网站结构和数字化图书馆目录开发出了成熟的产品。
随着社会信息化的推进和网络应用的日益普及,人们被越来越庞大的信息所包围,亟须一种快捷、有效的方式帮助人们发现隐藏在纷繁复杂的信息当中的模式和知识。在探索信息可视化技术的同时,还要充分考虑到用户不断变化的需求和认知局限,将用户体验作为一个重要的因素进行考虑。人机交互研究者们的眼光也不应只局限于对海量信息的存储、传输、检索和分类,还应从提升用户体验的角度更好地发现信息之间的潜在联系,设计能够帮助人们决策、增强人们的认知能力的人机交互方式。