数据可视化 第9章 数据可视化中的交互.pptxVIP

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可视化交互概述可视化交互准则可视化交互分类可视化交互技术第9章：数据可视化中的交互

9.1可视化交互概述交互的概念数据可视化系统除了视觉呈现部分，另一个核心要素是用户交互。交互是用户通过与系统之间的对话和互动来操纵与理解数据的过程。快速的交互可以从根本上改变用户理解数据的进程。无法互动的可视化，虽然在一定程度上能帮助用户理解数据，但其效果有一定的局限性。数据可视化中的交互属于可视化与人机交互的交叉领域。

9.1可视化交互概述交互可视化的优点缓解有限的可视化空间和数据过载之间的矛盾。帮助拓展可视化信息中信息表达的空间，从而解决有限的空间与数据量和复杂度之间的矛盾。有限的屏幕尺寸不足以显示海量的数据常用的二维显示平面难以对复杂的数据（例如高维数据）进行有效的可视化能让用户更好的参与对数据的理解和分析可视化分析系统的目的不仅是向用户传递定制好的知识，而且提供了一个工具或平台来帮助用户探索数据，得到结论

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9.2可视化交互准则交互延时交互延时是指从用户操作的发生到系统返回结果所经过的时间，是决定交互有效性的重要因素之一。延时的长短在很大程度上决定了一个可视化系统的可用性及用户体验。用户对延时的忍耐程度随着时间变长而降低，这个降低的过程不是连续渐变的，当延时超过某个阈值时，用户的忍耐度会突然降低，系统的用户体验也就突然变差。不同类型的交互操作，阈值不同。

9.2可视化交互准则交互延时用户对三种不同类别交互操作的延时期望：感知处理：用户感知交互效果的过程。例如，当用户旋转三维可视化中的物体时，其所看到的可视化就需要随之不断的更新。此类交互操作需要在0.1秒内完成。立即反应：用户和可视化系统之间类似对话的交互。例如通过鼠标点击选中可视化一个对象，或者可视化不同视图之间的转换。此类交互操作，用户的忍耐度是1秒。基本任务：用户在交互中指令系统完成一个相对复杂的任务。例如在数据中有哪些信誉好的足球投注网站相关的信息，此时用户对延时的忍耐度大大增加，一般的期望是10秒，在某些情况下甚至是30秒。在设计交互的可视化系统时，需要把那些大的任务尽可能分解为若干可以在10秒内完成的基本任务，增加系统的互动性，优化用户体验。

9.2可视化交互准则交互延时交互延时可以细分为三个部分操作延时：点击一个对象是最慢，鼠标悬停相对较快，鼠标移过最快。反馈延时：与操作延时的区别主要在于用户对于不同信息显示机制的反应时间。系统更新延时：当数据量较小并存放在本地机器上时，更新所需要的时间通常可以忽略。对于大数据，重新渲染整个可视化需要相当长的时间，需要设计更高效的渲染算法。除了三个基本操作以外，交互延时也可能来自接收用户输入。

9.2可视化交互准则交互成本达成目的选择花费的决策成本。生成系统操作花费的系统资源成本。多重输入模式引发的交互流程阻滞。人体物理动作占据的流程执行时间视觉混叠引起的感知阻碍。视图变换花费的解读时间评估解释中的状态转换成本。

9.2可视化交互准则交互场景变化通常情况下，交互操作将引发可视化场景的变化，此时需要依赖于用户的视觉和感知记忆避免交互出错。例如，导航操作，场景跟随视角的变化而变化，用户依靠大脑中构建的感知模型维持方向感。有时用户也要通过对比交互前后的场景得出结论，因此用户需要记住所进行的操作或者对比大脑中形成的前一瞬间的图像记忆，增加了认识负担。

9.2可视化交互准则交互场景变化通常可视化系统通过一些辅助手段将需要用户记忆的信息在系统中保存并显示，以减轻用户负担。在线地图都会在屏幕一角的小窗口里显示当前视图在大地图中的位置。动画常被用来帮助减轻交互中场景变化对用户造成的负担，如渐变式动画。对于需要通过对比交互后场景的区别得出结论的应用，可以让用户能自主地在场景之间来回切换。

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9.3可视化交互分类按低阶交互操作分类按交互操作符与空间分类按交互任务分类选择：标记感兴趣的数据对象、区域或特征导航：展示不同的数据部分或属性重配：展示一个不同的可视化配置编码：展示一个不同的视觉表现抽象/具象：展示数据概览或更多细节过滤：根据过滤条件展示部分数据关联：展示相关数据

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9.4可视化交互技术选择通过鼠标或其他交互硬件对对象进行选择是最常见的交互方法之一。根据交互目的和交互延时的不同，选择方式可以分为鼠标悬浮选择、鼠标点击选择和刷选/框选等。悬浮选择：适用交互延时短，需要重新渲染的元素较少情况。鼠标点击选择：针对需要重新渲染大量的可视元素，需要查询或计算大数据，交互延时相对较长的情况。刷选