本书系统地介绍了信息可视化的概念、基本技术和应用,主要内容包括：信息可视化概念及案例、信息感知及信息表示、交互式设计、多维信息可视化、图形可视化、案例分析。通过本书的学习，读者可以了解信息可视化的基本概念和知识，同时培养可视化和交互式设计的能力。

信息可视化
交互设计
（原书第2版）
Information Visualization
Design for Interaction Second Edition
（英）Robert Spence　伦敦帝国理工学院 著　陈雅茜 译

信息可视化是计算机科学的新兴分支之一，主要利用图形图像技术对大规模数据进行可视化表示，以增强用户对数据更深层次的认知。
本书是英国著名信息可视化专家Robert Spence教授的代表作，也是世界范围内信息可视化领域最为经典的教材之一。该书结构清晰，内容丰富，案例翔实，系统地介绍了信息可视化的概念、技术和应用。通过本书的学习，读者可以了解信息可视化的基本概念和知识，同时培养可视化和交互设计的基本技能。

本书特色
结构清晰，内容丰富，详细介绍了该领域的主要概念及其重要性，并重点突出了数据描述、数据表示和交互这三个主要概念。
为读者提供大量的实例和案例分析，生动、形象地展示信息可视化的不同应用。
配套的PPT（英文原版）可从华章网站（www.hzbook.com）下载。

DVD中包含大量视频剪辑。

作者简介
Robert Spence　伦敦帝国理工学院信息工程专业名誉退休教授，教授电子工程和人机交互方面的课程。他目前的研究兴趣主要集中在“快速系列视觉表示”这一新颖技术。他是信息可视化领域的先驱研究者之一，提出了许多经典概念。

本书第2版延续了第1版旨在为广大本科生和硕士生提供导论的目标，在结构和内容上相对于第1版做了很大变动。
　　 结构
　　我逐渐意识到如果采用另一种结构，第1版中的素材会给学生和其他读者带来更多的好处。因此（见下面的示意图），在惯有的简介性章节（第1章）之后，我在第2章中用了整章的篇幅，通过一个可视化工具的详细介绍阐明了信息可视化（IV）的三个要素：数据描述（数据的视觉或声觉编码）、数据表示（对已编码数据的选择和布局）和交互（获取不同的数据“视图”）。另外，我认为应该从上下文角度来看待信息可视化（感谢应用需求所带来的各种限制条件），因此我添加了一章包含多个案例分析的总结性章节（第6章）。我希望该章的内容可以说服读者：和其他设计一样，信息可视化的应用在很大程度上也是一门需要交互设计师创造力的技艺。
　　 术语定义和参考文献
　　和很多宣扬信息可视化的定义不同，我特别强调信息可视化和用户对数据的心理模型之间的关系。一个与此类似的观点认为将“视觉”和“可视化”分开会在很大程度上误导读者。需要注意的是，虽然数据的声觉编码并不常见，但也不容忽视。本书提供的术语表反映了我长期关心的一个问题：虽然很多人希望看到信息可视化相关术语的清晰定义，但是很多术语，如“浏览”、“定位”和“查找”等，都没有精确的定义。学生们应该得到更好的解释。如果读者对本书中的任何定义存有异议，那至少我们的讨论又多了一个着手之处。
　　关于参考文献，很多在20世纪60至80年代诞生的信息可视化成果要么未被引用，要么被人遗忘，在本书中我努力通过引用原始参考文献的方式向每个概念或技术的创始人致敬。考虑到本书并不是一本科研专著，因此重要的参考文献应该能帮助有兴趣的学生进行更深层次的学习。他们可以参考Card、Shneiderman和Mackinlay所著的《Information Visualization: Using Vision to Think》（2004版）（信息可视化：视觉思考）一书中介绍的多篇优秀论文。
　　 人类行为
　　第2版和第1版的另一个不同之处在于对人类认知行为的关注。当注视显示数据时，用户经常会有一系列快速的眼球运动，他们对所见进行理解，依据相关经验来决定对数据的下一步观察。所有这些行为都在用户的记忆中不断创建和修改数据的心理模型，有时甚至会修改需解决的问题。如果缺乏对这些人类行为哪怕只是粗略的理解，可视化工具的设计将不能充分利用人类能力或信息可视化潜力。然而，本书的重点在于信息可视化而非人类感知和认知，因此，本书中没有专门的介绍人类行为的章节。我只在非常重要的情况下以及不影响整体结构的前提下，才对相关人类行为进行了介绍，相关文字用仿宋体标明。对人类行为感兴趣的读者可以参考Colin Ware所著的非常优秀的《Information Visualization: Perception for Design》（2004版）（信息可视化：设计感知）一书。
　　 读者
　　关于目标读者群，虽然信息可视化已被证明有着很广泛的应用范围，但是第1版还是主要针对计算机科学方向的大学课程。我希望除了学生之外，不仅软件工程师对信息可视化的了解能帮助他们进行更好的软件设计，其他众多的专业人士，如警官、银行家、经理、在线经销商等，也能从信息可视化应用中受益。我们并不期望他们成为IV专家，但是希望他们的专业知识能在可视化工具的使用和评估中发挥积极的作用。
　　 视觉分析
　　我最近碰到了一个新术语“视觉分析”。一开始我还在想它到底是什么，后来发现原来在过去的30年中我一直在和它打交道。这个“新”术语的定义“基于交互式视觉界面的分析推理科学”显示了该术语和本书的密切联系。另外，这个“新”领域还强调认知科学的重要性，这和我们前面提到的本书中介绍认知科学的文字不谋而合。
　　 教学资源
　　第一次教授信息可视化课程时，我为了组织各种图片和图表耗费了大量时间，对此我仍记忆犹新。因此，对于我所认识的超过50位的第1版用户，我和他们分享了我的幻灯片。这些资料在出版商的网站上可以免费获得。随书发行的DVD里有很多我认为很有用的视频剪辑，它们形象地展示了各种概念和技术。这些视频都比较简短（最短的只有4秒），因此不会影响正常的教学流程。附录中有对各个视频的介绍。
　　 教学方法
　　我相信学习信息可视化的最佳方法是动手设计。因此，我一般不要求学生上交考试论文，而是要求他们完成各种不同难度（从简单但具有挑战性的到非常难）的设计习题。我还要求他们对设计进行改进，把设计结果张贴在教室墙上，这样有助于教师和学生之间的讨论，从而增强教学效果。即使只用彩色铅笔和纸，学生们也能从本书中的设计习题中学到很多东西。
　　我要特别强调第6章中的习题。我在埃因霍温理工大学和其他一些地方都将其作为一个两周的教学成果测试。学生们分成4人小组，要求他们在4天内完成项目，有些组选择了自拟题目。除了体现设计所必需的编程能力，这些练习并不要求学生们有高超的编程技巧，我们检验的是和信息可视化相关的创造力而不是编程能力。第二天后每组做一个20分钟的关于该组最新进展的中期报告，并回答其他同学和教师的提问。为了模拟实际的汇报过程，我要求学生最终提交不超过4页的ACM会议论文格式的报告（不允许出现附录或图片）。

Robert Spence
2006年6月于伦敦

计算机\多媒体技术

信息可视化是计算机科学的新兴分支之一，主要利用图形图像技术对大规模数据进行可视化表示，以增强用户对数据更深层次的认知。
本书是英国著名信息可视化专家Robert Spence教授的代表作，也是世界范围内信息可视化领域最为经典的教材之一。该书结构清晰，内容丰富，案例翔实，系统地介绍了信息可视化的概念、技术和应用。通过本书的学习，读者可以了解信息可视化的基本概念和知识，同时培养可视化和交互设计的基本技能。
本书特色
结构清晰，内容丰富，详细介绍了该领域的主要概念及其重要性，并重点突出了数据描述、数据表示和交互这三个主要概念。
书中为读者提供大量的实例和案例分析，生动、形象地展示信息可视化的不同应用。
配套的PPT（英文原版）可从华章网站（www.hzbook.com）下载。

　　 随书附赠的DVD中包含大量视频剪辑。

（英）Robert Spence 著：Robert Spence 伦敦帝国理工学院信息工程专业名誉退休教授，教授电子工程和人机交互方面的课程。他目前的研究兴趣主要集中在“快速系列视觉表示”这一新颖技术。他是信息可视化领域的先驱研究者之一，提出了许多经典概念。

陈雅茜 译：暂无简介

信息可视化是计算机科学的新兴分支之一。近年来，随着数据的爆炸式增长，计算机用户面临着信息过载的严峻考验。如何帮助计算机用户更快捷有效地从大量数据中提取出有用信息成为信息可视化的核心任务。信息可视化主要利用图形图像技术对大规模数据进行可视化表示，以增强用户对数据更深层次的认知。
　　本书是英国著名信息可视化专家Robert Spence教授的代表作，也是世界范围内信息可视化领域最为经典的教材之一。本书结构清晰，内容丰富，案例翔实，系统地介绍了信息可视化的概念、技术和应用。通过本书的学习，读者可以了解信息可视化的基本概念和知识，同时培养可视化和交互设计的基本技能。阅读本书需要了解计算机系统的基本背景知识。本书适用于计算机及相关专业本科生、研究生以及相关领域的研究人员和专业技术人员。
　　本书的翻译过程得到了原书作者Robert Spence教授的大力支持，他不仅帮助我厘清了容易出现歧义的内容，还无私地分享了部分教学幻灯片。在此我谨向Robert Spence教授表示最诚挚的谢意。同时我也要感谢培生教育出版集团和机械工业出版社各位编辑的热心帮助。由于水平所限，翻译难免存在不妥和疏漏之处，敬请广大读者予以批评指正。

陈雅茜
2011年8月

出版者的话
译者序
序
前言
致谢
作者简介
译者简介

第1章　 什么是可视化 1
1.1　 可视化 3
1.2　 计算支持 4
1.3　 人类用户 7
1.4　 信息可视化的价值 8
1.4.1　 诈骗案 8
1.4.2　 芯片设计 8
1.4.3　 制药业 8
1.5　 相关领域 8
1.6　 术语 9
习题 10
第2章　 基本概念 11
2.1　 任务 11
2.2　 问题的本质 11
2.3　 数据 11
2.4　 表格表示 12
2.5　 条形图 12
2.6　 交互式对象选择 12
2.7　 总图 13
2.8　 多属性 13
2.9　 细节 14
2.10　 显著对象 14
2.11　 交互式属性选择 14
2.12　 空间局限性 15
2.13　 过滤 16
2.14　 小结 16
2.15　 定位帮助 17
2.16　 在信息空间中的移动 17
2.17　 感知与解释 19
2.18　 总结 19
习题 19
第3章　 数据描述 20
3.1　 数值编码 21
3.1.1　 单变量数据 21
3.1.2　 双变量数据 25
3.1.3　 三变量数据 31
3.1.4　 超变量数据 41
3.2　 关系编码 52
3.2.1　 线段 54
3.2.2　 图和图表 59
3.2.3　 树的描述 63
3.3　 设计支持 69
习题 70
第4章　 数据表示 72
4.1　 空间局限 73
4.1.1　 滚动 73
4.1.2　 总图+细节 73
4.1.3　 变形 76
4.1.4　 抑制 83
4.1.5　 缩放和平移 87
4.2　 时间局限 89
4.2.1　 快速序列视觉表示 89
4.2.2　 空间和时间资源 92
4.2.3　 表示模式 95
4.2.4　 手动控制 96
4.2.5　 人类视觉行为模式 97
4.2.6　 交互设计 98
习题 99
第5章　 交互 101
5.1　 交互框架 106
5.2　 连续式交互 107
5.3　 渐进式交互 111
5.3.1　 离散信息空间 111
5.3.2　 定位 112
5.3.3　 敏感度 112
5.3.4　 残留物 116
5.3.5　 气味 119
5.3.6　 我现在在哪里 121
5.3.7　 支持定位的设计指导原则 124
5.4　 被动式交互 124
5.4.1　 静态显示 125
5.4.2　 浏览 125
5.4.3　 动态显示 126
5.5　 混合型交互 128
5.6　 交互动态性 131
5.6.1　 心理模型 131
5.6.2　 盲视 133
5.6.3　 视觉要素 133
5.7　 交互设计 134
习题 135
第6章　 案例分析 136
6.1　 小型交互式日历 137
6.1.1　 时间规划 137
6.1.2　 设计哲学 138
6.1.3　 背景 138
6.1.4　 日历视图 140
6.1.5　 交互控制 140
6.1.6　 搜索 140
6.1.7　 可用性研究 141
6.1.8　 观察 142
6.1.9　 满意度和偏好 143
6.1.10　 可用性 143
6.1.11　 主要参考文献 144
6.1.12　 其他参考文献 144
6.2　 从多个对象中选取一个对象 144
6.2.1　 问题定义 144
6.2.2　 任务 144
6.2.3　 已有解决方案 145
6.2.4　 条形图 146
6.2.5　 预示 146
6.2.6　 EZChooser 146
6.2.7　 敏感度 148
6.2.8　 相关工作 149
6.2.9　 评估 150
6.2.10　 评论 151
6.2.11　 主要参考文献 151
6.2.12　 其他参考文献 151
6.3　 基于锁眼的网页浏览 151
6.3.1　 寻找新闻 151
6.3.2　 问题定义 152
6.3.3　 解决方案 153
6.3.4　 RSVP浏览器 154
6.3.5　 系统设计 155
6.3.6　 评估 156
6.3.7　 讨论 158
6.3.8　 评论 158
6.3.9　 主要参考文献 158
6.3.10　 其他参考文献 158
6.4　 通信分析 159
6.4.1　 命令和控制 159
6.4.2　 系统要求 159
6.4.3　 MIND工具 159
6.4.4　 探索式分析 160
6.4.5　 情景 160
6.4.6　 结论 161
6.4.7　 主要参考文献 161
6.5　 文档银河 162
6.5.1　 大型文件集合 162
6.5.2　 背景和需求 162
6.5.3　 早期工作 162
6.5.4　 设计决定 164
6.5.5　 交互和查询 166
6.5.6　 布局 167
6.5.7　 评估 168
6.5.8　 主要参考文献 169
6.5.9　 其他参考文献 169
习题 169
术语 171
关于视频 174
参考文献 188
索引 198