Визуализация: от прошлого к будущему

Сегодня в области визуализации исследуются методы преобразования данных в визуальные образы для лучшего понимания информации. Одно из самых распространенных визуальных представлений – линейная диаграмма – используется уже более тысячи лет. А такие инструменты, как столбчатая и круговая диаграмма, диаграмма рассеяния и гистограмма, были изобретены более двух веков назад.

С тех пор прошло много времени, и прогресс не стоял на месте. Сейчас в распоряжении пользователей – десятки программ, позволяющих визуализировать данные. При этом визуализация давно «перекочевала»  в трехмерное пространство: ученые применяют ее для наглядного представления результатов исследований, метеорологи составляют погодные карты, руководители используют 3D-модели данных для принятия быстрых и эффективных управленческих решений.

Но остановится ли на этом процесс развития технологий визуализации? Конечно, нет. Что нас ждет в будущем? Ответ на этот вопрос можно найти, проследив историю визуализации, ведь не зря говорят: «Без знаний прошлого нет будущего».

Краткий экскурс в историю

Поскольку мы с вами говорим о визуализации, давайте и ее историю представим в наглядном виде – именно так ее изобразил Майкл Фрэндли (Michael Friendly), автор книги Handbook of Data Visualization:

История визуализации

До 17 века – Ранние карты и диаграммы

Первое зерно визуализации зародилось в геометрических диаграммах, в таблицах положений звезд, иллюстрациях частей тела и навигационных картах.

Среди ранних отображений количественной информации есть график перемещения звездных тел, где в двумерной системе координат показано движение планет. Этот график служит хорошей иллюстрацией данного периода:

ранние карты

1600—1699 – Измерения и теории

В XVII веке ученых интересовало, как измерить время, расстояние и пространство. Основной упор делался на карты и навигацию.

Именно в этот период появилась система координат, родилась теория верности и демографическая статистика.

Иллюстрацией того времени может послужить работа Кристофера  Шайнера (Christopher Scheiner), датированная 1630 годом. Позднее Эдвард Тафти использовал для нее термин «маленькие множества», подразумевая под ним повторение одного элемента много раз для отображения динамики и происходящих изменений.

На этом рисунке запечатлены пятна на солнце, наблюдавшиеся в течение месяца:

Визуализация данных

1700—1799 – Новые графические формы

XVIII век – время выхода за рамки «очевидного». На картах теперь стараются отобразить не просто точку географического местоположения, появляются контуры и изолинии.

Примеры эпохи: тематические карты геологических разломов, экономические выкладки и медицинские иллюстрации. Абстрактные визуализации становятся все более распространенными. Начинает накапливаться больше информации о политических и экономических событиях, соответственно возникает необходимость в новых визуальных формах для их отображения.

Ниже – один из первых примеров наложения дополнительных данных на географическую карту:

история визуализации

1850 – Начало современной графики

К этому времени появились основные виды графиков: круговая, столбиковая, площадная диаграммы. Отправной точкой современной графики считается знаменитая визуализация холеры на улицах Лондона, сделанная Джоном Сноу:

Карта холеры

В 1858 году сестра милосердия и общественный деятель Великобритании Флоренс  Найтингейл изобрела первую круговую диаграмму — ее она использовала в Крымской войне с целью показать, что намного больше солдат умерло от болезней (синий), чем на поле боя (красный) или по другим причинам (черный):

круговая диаграмма

1900—1950 – Смутные годы

Начались философские рассуждения и деление людей на «более визуальных» и «более табличных». Британцы считали себя более табличными. Девизом Британской академии в те времена был сбор данных («сбор пшеничных зерен»), а вот визуализация на их взгляд была уже из серии хлебопекарни.

1950 – 1975 – Возрождение

Ученые и писатели начали активно популяризировать идеи визуализации. Подобные труды выходили буквально один за одним. В 1962 году Джон Тьюки написал книгу «Будущее анализа данных», отделив математику от статистики. И если первая не терпит визуализаций, то статистика как раз обретает больший смысл и форму благодаря им.

В это время появляются первые интерактивные визуализации. Примером может служить визуализация Ричарда Бейкера:

визуализация данных

В 1973 году американский ученый Герман Чернов использовал изображения лиц для визуализации данных. Лица Чернова — это отображение многомерных данных в виде человеческого лица, его отдельных частей. Ниже — пример оценки юристами 12 судей по Лицам Чернова:

Лица Чернова

1975 – н.в. – Интерактивная и динамическая визуализация высокого разрешения

Сегодня мы имеем широкий доступ к инструментам анализа и визуализации данных. Ключевыми моментами, которые ознаменовали эпоху интерактивной и динамической визуализации, можно считать возникновение интерактивных систем, возможность взаимодействовать с моделями (в том числе и 3D), увеличение мощности компьютеров наравне с удешевлением технологий.

Безусловно, ключевую роль в этом процессе сыграло появление Интернета и, как следствие, доступ к большим массивам данных.

Яркий пример визуализации этой эпохи – визуализация сети Интернет, сделанная Opte Project:

визуализация интернета

Будущее визуализации

В своей статье Storytelling: The Next Step for Visualization следующим шагом в истории визуализации Роберт Козара (Robert Kosara) назвал повествование. По мнению автора, людям всегда было свойственно связывать факты в истории – это помогает лучше представить информацию и способствует ее запоминанию. Поэтому использование элементов повествования ознаменует будущее визуализации.

А вот Дениэл Киф (Daniel Keefe) и Тобиас Айзенберг (Tobias Isenberg) в научной публикации Reimagining the Scientific Visualization Interaction Paradigm представляют будущее как виртуальное пространство визуализированных данных, где мощные компьютерные методы можно было бы комбинировать с естественными человеческими взаимодействиями и визуальными коммуникациями.

Возможен ли такой сценарий? Время покажет. DataReview будет вместе с вами наблюдать за процессом развития современных технологий визуализации данных рассказывать читателям о самых интересных и перспективных открытиях в этой области!

Лариса Шурига, DataReview

Источники:

  1. Daniel F. Keefe, Tobias Isenberg. Reimagining the Scientific Visualization Interaction Paradigm. IEEE COMPUTER, IEEE, 2013, 46 (5), pp.51–57.
  2. Robert Kosara, Jock Mackinlay Storytelling: The Next Step for Visualization, IEEE Computer (Special Issue on Cutting-Edge Research in Visualization), vol. 46, no. 5, pp. 44–50, 2013.
  3. Infographer.ru
  4. data-art.net
  5. dundas.com

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

закрыть

Поделиться

Отправить на почту
закрыть

Вход

закрыть

Регистрация

+ =