数据可视化（全彩）（大数据丛书，首次全面细致地梳理了可视化理论，方法、工具与应用案例。马匡六教授、石教英教授鼎力推荐，十二五国家重点图书出版规划项目）...
大數據叢書
數據可視化（全彩）（大數據叢書，首次全面細致地梳理了可視化理論，方法、工具與應用案例。馬匡六教授、石教英教授鼎力推薦，十二五國家重點圖書出版規劃項目）
陳為? 沈則潛等編著
ISBN 978-7-121-21154-6
2013年12月出版
定價：128.00元
668頁
16開
編輯推薦
面對龐雜的大數據，可視化提供了良好的解讀角度與方法，是大數據分析與應用的利器。
本書首次全面、細致地梳理了可視化的歷史，理論，工具與應用案例，旁征博引，圖文并茂，內容翔實豐富，專業嚴謹，是了解可視化知識的不二之選，也特別值得相關從業人員作為案頭參考書備存。
本書入選十二五國家重點圖書出版規劃項目“大數據叢書”，并獲得該領域著名學術帶頭人之一馬匡六教授，石教英教授的專序推薦。
本書同時配備了在線資料提供與更新服務，讀者可以隨時與作者互動，深入探討。
內容提要
全書共有16 章，分為4 篇。基礎篇，闡述數據可視化的基礎理論和概念，從人的感知和認知出發，介紹數據模型和可視化基礎；時空數據篇，介紹帶有空間坐標或時間信息的數據的可視化方法，此類數據通過設備在真實物理空間中采集得到或由科學計算模擬產生；非時空數據篇，描述非結構化和非幾何的抽象數據的可視化，這些數據既存在于真實物理空間，又是社會空間和網絡信息空間的基本表達形式；用戶篇，介紹面向各類數據的可視化在實際應用中共同需要的方法、技術和工具，例如交互和可視化評測方法，以及在具體領域的可視化和應用系統。
本書從研究者的角度，介紹數據可視化的定義、方法、效用和工具，既可作為初學者的領路手冊，也可用于可視化研究和可視化工具使用的參考指南。
目錄
基 礎 篇
第1 章 數據可視化簡介 ............................................................................2
1.1 可視化釋義 ..................................................................................................2
1.2 可視化簡史 .......................................................................................................8
1.3 數據可視化詳解 ............................................................................................................23
1.3.1 數據科學的發展 .................................................................................................23
1.3.2 數據可視化的意義 .............................................................................................25
1.3.3 數據可視化分類 .................................................................................................29
1.3.4 數據可視化與其他學科領域的關系 .................................................................38
1.4 數據可視化研究挑戰 ....................................................................................................43
參考文獻 .........................................................................................................44
第2 章 視覺感知與認知 ..........................................................................47
2.1 視覺感知和認知 ............................................................................................................47
2.1.1 視覺感知和認知的定義 .....................................................................................48
2.1.2 視覺感知處理過程 .............................................................................................48
2.1.3 格式塔理論 .........................................................................................................49
2.2 顏色 ...............................................................................................................................54
2.2.1 顏色刺激理論 .....................................................................................................54
2.2.2 色彩空間 .............................................................................................................58
2.3 視覺編碼原則 ................................................................................................................62
2.3.1 相對性和絕對性 .................................................................................................63
2.3.2 標記和視覺通道 .................................................................................................64
2.3.3 視覺通道的概念 .................................................................................................66
2.3.4 視覺通道的特性 .................................................................................................72
參考文獻 ..........................................................................................................81
第3 章 數據 ............................................................................................84
3.1 數據釋義 ..................................................................................................84
3.1.1 數據基礎 .............................................................................................................84
3.1.2 數據科學及過程 .................................................................................................87
3.2 數據獲取和預處理 ........................................................................................................91
3.2.1 數據獲取 .............................................................................................................91
3.2.2 數據預處理 .........................................................................................................92
3.3 數據組織與管理 ............................................................................................................93
3.3.1 數據清洗與精簡 .................................................................................................95
3.3.2 數據整合與集成 .................................................................................................97
3.3.3 數據庫 .................................................................................................................99
3.3.4 數據倉庫 ...........................................................................................................102
3.4 數據分析與挖掘 ..........................................................................................................103
3.4.1 探索式數據分析 ...............................................................................................105
3.4.2 聯機分析處理 ...................................................................................................105
3.4.3 數據挖掘 ...........................................................................................................108
3.5 數據工作流 .......................................................................................................... 113
3.6 數據科學的挑戰 .................................................................................................. 116
參考文獻 ............................................................................................................... 117
第4 章 數據可視化基礎 ........................................................................120
4.1 數據可視化基本框架 ..................................................................................................120
4.1.1 數據可視化流程 ...............................................................................................120
4.1.2 數據可視化設計 ...............................................................................................124
4.2 可視化中的數據 ..........................................................................................................127
4.2.1 數據認知 ...........................................................................................................127
4.2.2 數據類型 ...........................................................................................................127
4.3 可視化的基本圖表 ......................................................................................................129
4.3.1 原始數據繪圖 ...................................................................................................129
4.3.2 簡單統計值標繪 ...............................................................................................134
4.3.3 多視圖協調關聯 ...............................................................................................135
4.4 可視化設計原則 ..........................................................................................................137
4.4.1 數據到可視化的直觀映射 ...............................................................................137
4.4.2 視圖選擇與交互設計 .......................................................................................139
目錄 XIII ?
4.4.3 信息密度——數據的篩選 ...............................................................................140
4.4.4 美學因素 ...........................................................................................................141
4.4.5 動畫與過渡 .......................................................................................................143
4.4.6 可視化隱喻 .......................................................................................................147
4.4.7 顏色與透明度 ...................................................................................................148
4.5 可視化理論發展 ..........................................................................................................148
4.5.1 圖形符號學 .......................................................................................................149
4.5.2 關系數據的圖形表示 .......................................................................................150
4.5.3 圖形語法 ...........................................................................................................151
4.5.4 基于數據類型的研究 .......................................................................................152
4.5.5 基于數據狀態模型的研究 ...............................................................................153
4.5.6 多維關系數據庫可視化分析系統 ...................................................................154
參考文獻 .........................................................................................................155
時空數據篇
第5 章 空間標量場可視化 .....................................................................158
5.1 一維標量場可視化 ......................................................................................................158
5.2 二維標量場可視化 ......................................................................................................160
5.2.1 顏色映射 ...........................................................................................................161
5.2.2 等值線提取 .......................................................................................................162
5.2.3 高度圖 ...............................................................................................................162
5.3 三維標量場數據可視化 ..............................................................................................163
5.3.1 空間數據表達 ...................................................................................................165
5.3.2 空間數據特征計算 ...........................................................................................169
5.3.3 間接體繪制 .......................................................................................................173
5.3.4 規則三維標量場的直接體可視化 ...................................................................178
5.3.5 不規則體數據的體可視化 ...............................................................................201
參考文獻 ..................................................................................................212
第6 章 地理信息可視化 ........................................................................220
6.1 地圖投影 .........................................................................................221
6.1.1 墨卡托投影 .......................................................................................................221
6.1.2 亞爾勃斯投影 ...................................................................................................223
6.1.3 方位角投影 .......................................................................................................224
6.2 點數據的可視化 ..........................................................................................................225
6.3 線數據的可視化 ..........................................................................................................230
6.4 區域數據的可視化 ......................................................................................................235
6.4.1 Choropleth 地圖 ................................................................................................235
6.4.2 Cartogram ..........................................................................................................237
6.4.3 規則形狀地圖 ...................................................................................................238
6.4.4 多元關系地圖 ...................................................................................................239
6.5 地理信息可視化的應用 ..............................................................................................241
6.5.1 地球與生存環境 ...............................................................................................241
6.5.2 城市與日常生活 ...............................................................................................243
6.5.3 地理時空數據 ...................................................................................................246
6.5.4 復雜地理數據的可視分析 ...............................................................................247
6.6 地理信息可視化的其他挑戰 ......................................................................................249
6.6.1 地圖標注 ...........................................................................................................249
6.6.2 地圖綜合 ...........................................................................................................249
6.6.3 在線地圖 ...........................................................................................................249
參考文獻 ................................................................................................250
第7 章 大規模多變量空間數據場可視化 ...............................................253
7.1 大規模空間標量場數據的實時體可視化 ..................................................................254
7.1.1 大規模空間標量場數據的單機繪制 ...............................................................254
7.1.2 大規模空間標量場數據的并行繪制 ...............................................................254
7.1.3 時變空間標量場數據加速繪制方法 ...............................................................255
7.2 時變異構空間數據場的特征追蹤與可視化 ..............................................................256
7.2.1 時變空間標量場數據的特征提取 ...................................................................257
7.2.2 異構數據的特征融合 .......................................................................................257
7.2.3 時變空間標量場數據的特征追蹤 ...................................................................258
7.3 空間向量場數據可視化 ..............................................................................................260
7.3.1 圖標法 ...............................................................................................................261
7.3.2 幾何法 ...............................................................................................................263
7.3.3 紋理法 ...............................................................................................................268
7.3.4 拓撲法 ..............................................................................................................271
7.4 空間張量場數據可視化 ..............................................................................................273
7.4.1 張量場的數學描述 ...........................................................................................274
7.4.2 基于幾何的方法 ...............................................................................................277
7.4.3 基于紋理的方法 ...............................................................................................280
7.4.4 基于拓撲的方法 ...............................................................................................283
7.4.5 高階張量場可視化 ...........................................................................................285
7.5 多變量空間數據場可視化 ..........................................................................................287
7.5.1 多變量空間數據場的數據分析與表達 ...........................................................288
7.5.2 多變量空間數據場的可視化與交互 ...............................................................289
參考文獻 ............................................................................................................292
第8 章 時變數據可視化 ........................................................................302
8.1 時間屬性的可視化 ......................................................................................................304
8.1.1 線性和周期時間可視化 ...................................................................................304
8.1.2 日歷時間可視化 ...............................................................................................307
8.1.3 分支和多角度時間可視化 ...............................................................................309
8.1.4 時間屬性的動態可視化 ...................................................................................313
8.2 多變量時變型數據可視化 ..........................................................................................314
8.2.1 基于線表示的可視化 .......................................................................................314
8.2.2 基于圖結構的可視化 .......................................................................................317
8.2.3 時間序列數據的可視化交互 ...........................................................................318
8.3 流數據可視化 .................................................................................319
8.3.1 流數據可視化模型 ...........................................................................................320
8.3.2 流數據處理技術 ...............................................................................................321
8.3.3 流數據可視化案例 ...........................................................................................324
8.3.4 并行流計算框架 ...............................................................................................329
參考文獻 ..................................................................................................331
非時空數據篇
第9 章 層次和網絡數據可視化 ..............................................................336
9.1 層次數據 ...............................................................................................336
9.1.1 層次數據的可視化 ...........................................................................................339
9.1.2 節點- 鏈接法 ...................................................................................................340
9.1.3 空間填充法 .......................................................................................................346
9.1.4 其他方法 ...........................................................................................................351
9.2 網絡數據 .......................................................................................353
9.2.1 網絡和圖 ...........................................................................................................353
9.2.2 網絡數據可視化 ...............................................................................................354
9.2.3 網絡數據的地圖隱喻可視化 ...........................................................................365
9.2.4 超圖及其可視化 ...............................................................................................368
9.2.5 動態網絡數據可視化 .......................................................................................371
9.2.6 圖可視化的視覺效果 .......................................................................................372
9.2.7 圖可視化中的交互 ...........................................................................................378
9.2.8 網絡數據可視化的挑戰 ...................................................................................380
參考文獻 ...................................................................................................381
第10 章 文本和文檔可視化 ...................................................................387
10.1 文本可視化釋義 ........................................................................................................387
10.1.1 文本信息的層級 .............................................................................................387
10.1.2 文本可視化的研究內容 .................................................................................388
10.1.3 文本可視化流程 .............................................................................................388
10.2 文本信息分析基礎 ....................................................................................................390
10.2.1 分詞技術和詞干提取 .....................................................................................390
10.2.2 向量空間模型 .................................................................................................390
10.2.3 主題抽取 .........................................................................................................392
10.3 文本內容可視化 ........................................................................................................393
10.3.1 基于關鍵詞的文本內容可視化 .....................................................................393
10.3.2 時序性的文本內容可視化 .............................................................................397
10.3.3 文本特征的分布模式可視化 .........................................................................400
10.3.4 情感分析可視化 .............................................................................................403
10.3.5 文檔信息檢索可視化 .....................................................................................405
10.3.6 軟件可視化 .....................................................................................................406
10.4 文本關系可視化 ........................................................................................................408
10.4.1 基于圖的文本關系可視化 .............................................................................408
10.4.2 文檔集合關系可視化 .....................................................................................409
10.5 文本多層面信息的可視表達 ....................................................................................413
10.6 總結 ....................................................................................................415
參考文獻 .................................................................................................415
第11 章 跨媒體數據可視化 ...................................................................418
11.1 圖像 ...............................................................................................418
11.1.1 圖像網格 .........................................................................................................418
11.1.2 時空采樣 .........................................................................................................419
11.1.3 基于相似性的圖像集可視化 .........................................................................420
11.1.4 基于海塞圖的社交圖像可視化 .....................................................................422
11.2 視頻 ..................................................................................................422
11.2.1 視頻概要可視化 .............................................................................................423
11.2.2 視頻立方 .........................................................................................................424
11.2.3 視頻可視摘要 .................................................................................................426
11.3 聲音與音樂 ................................................................................................................427
11.3.1 聲樂波形可視化 .............................................................................................429
11.3.2 聲樂結構的可視化 .........................................................................................429
11.4 超媒體 ..........................................................................................432
11.4.1 微博可視化 .....................................................................................................434
11.4.2 社交網絡可視化 .............................................................................................441
11.4.3 數字生活可視化 .............................................................................................450
參考文獻 ................................................................................................453
第12 章 復雜高維多元數據的可視化 ....................................................456
12.1 高維多元數據 ............................................................................................................457
12.1.1 空間映射法 .....................................................................................................458
12.1.2 圖標法 .............................................................................................................467
12.1.3 基于像素圖的方法 .........................................................................................469
12.2 非結構化與異構數據的可視化 ................................................................................472
12.2.1 非結構化數據 .................................................................................................472
12.2.2 異構數據 .........................................................................................................474
12.3 大尺度數據的可視化 ................................................................................................477
12.3.1 基于并行的大尺度數據高分辨率可視化 .....................................................477
12.3.2 大尺度數據的分而治之可視化與分析 .........................................................480
12.4 數據不確定性的可視化 ............................................................................................483
12.4.1 不確定性的基本定義 .....................................................................................484
12.4.2 不確定性的來源 .............................................................................................484
12.4.3 不確定性的可視化方法 .................................................................................485
參考文獻 ..............................................................................................498
用 戶 篇
第13 章 可視化中的交互 ......................................................................504
13.1 交互準則 ............................................................................................505
13.1.1 交互延時 .........................................................................................................505
13.1.2 交互成本 .........................................................................................................507
13.1.3 交互場景變化 .................................................................................................508
13.2 交互分類 ..........................................................................................509
13.2.1 按低階交互操作分類 .....................................................................................509
13.2.2 按交互操作符與空間分類 .............................................................................510
13.2.3 按交互任務分類 .............................................................................................510
13.3 交互技術 .................................................................................................. 511
13.3.1 選擇 ................................................................................................................. 511
13.3.2 導航 .................................................................................................................512
13.3.3 重配 .................................................................................................................514
13.3.4 編碼 .................................................................................................................515
13.3.5 抽象/ 具象 ......................................................................................................515
13.3.6 過濾 .................................................................................................................516
13.3.7 關聯 .................................................................................................................519
13.3.8 概覽+ 細節 ....................................................................................................520
13.3.9 焦點+ 上下文 ................................................................................................522
13.4 交互與硬件設備 ........................................................................................................532
13.4.1 交互環境 .........................................................................................................532
13.4.2 交互設備 .........................................................................................................534
參考文獻 ..................................................................................................537
第14 章 可視化評測 ..............................................................................543
14.1 評測流程 ........................................................................................544
14.2 影響評測效度的因素 ................................................................................................545
14.2.1 參與用戶 .........................................................................................................545
14.2.2 測試任務 .........................................................................................................546
14.2.3 數據類型 .........................................................................................................547
14.2.4 評測指標 .........................................................................................................549
14.3 評測方法 ............................................................................................550
14.4 評測實例分析 ............................................................................................................551
14.5 總結 .............................................................................................558
參考文獻 .......................................................................................................558
第15 章 面向領域的數據可視化 ............................................................560
15.1 高性能科學計算 ........................................................................................................560
15.1.1 高性能科學可視化的挑戰 .............................................................................561
15.1.2 重要信息的提取和顯示 .................................................................................564
15.1.3 原位可視化 .....................................................................................................566
15.1.4 未來挑戰 .........................................................................................................568
15.2 生命科學 .........................................................................................569
15.2.1 臨床醫學影像 .................................................................................................569
15.2.2 其他影像 .........................................................................................................574
15.2.3 電生理信號 .....................................................................................................576
15.2.4 OMICS 組學 ...................................................................................................580
15.3 其他科學與藝術 ........................................................................................................584
15.3.1 氣候學與氣象中的可視化 .............................................................................584
15.3.2 面向藝術的表意性可視化 .............................................................................587
15.4 網絡與系統安全的可視化 ........................................................................................591
15.4.1 基于可視變換的蟲洞攻擊可視化 .................................................................591
15.4.2 可信計算的可視化 .........................................................................................592
15.4.3 安全日志數據的可視化 .................................................................................593
15.5 商業智能可視化 ........................................................................................................593
15.5.1 商業智能 .........................................................................................................593
15.5.2 商業智能中的數據可視化 .............................................................................594
15.5.3 未來趨勢 .........................................................................................................599
15.6 金融數據可視化 ........................................................................................................599
15.6.1 金融可視化圖表元素 .....................................................................................599
15.6.2 金融數據可視分析 .........................................................................................602
參考文獻 ..................................................................................................605
第16 章 可視化研究與開發資源 ............................................................ 611
16.1 可視化軟件 ................................................................................................... 611
16.1.1 醫學可視化軟件 ............................................................................................. 611
16.1.2 科學可視化軟件 .............................................................................................614
16.1.3 信息可視化軟件 .............................................................................................617
16.1.4 可視分析軟件 .................................................................................................622
16.2 可視化開發工具 ........................................................................................................623
16.2.1 應用程序開發工具 .........................................................................................623
16.2.2 Web 應用開發工具.........................................................................................626
16.3 數據分析和數據挖掘軟件與開發工具 ....................................................................627
16.4 可視化數據集資源 ....................................................................................................629
16.5 可視化信息資源 ........................................................................................................630
16.6 可視化研究機構 ........................................................................................................631
16.6.1 大陸可視化科研機構 .....................................................................................631
16.6.2 海外可視化科研機構 .....................................................................................632
前言
Visualization, as a discipline in computer science, is a rather young field of study. The field has made many advances over the past 25 years through tremendous basic and application-driven research efforts, and also successfully transferred some of these advances into products and services for data-intensive applications. Visualization as a problem-solving and knowledge discovery tool has become even more important as we enter the Big Data era. Its applications grow from scientific computing, engineering design, biomedicine, cyber security, and intelligence, to social science, transportation studies, and commerce. Visualization will be considered a basic skill, and will likely become part of the standard curriculum in science and engineering.
There is clearly a fast-growing interest in visualization as a discipline, a technology, or a practice. Over the years, I have been asked by many to suggest readings in visualization.So far, no book has ever managed to provide a comprehensive overview of the field,since even the good ones focus on a subarea of visualization, typically reflecting the author’s research endeavors. A visualization textbook is definitely needed. I know a few other book projects are underway, but this book is by far the most comprehensive one I have seen. It provides a fairly complete introduction to essential topics in visualization,as well as information on where the field is today, effectively serving the needs of both practitioners and future researchers in the field. As the field evolves rapidly to cope with demands from new applications and exploiting Big Data, I believe the authors will update the content regularly to reflect the latest and greatest developments in the field,which will make this book a lasting, valuable resource.
While visualization has become an active area of study and practice in the United States and Europe, visualization research and education in Asia would benefit from increased promotion and development. Thus, the publication of this textbook is timely. I praise the dedicated effort of Professor Wei Chen and his co-authors in creating this book, which will help accelerate visualization education, research, and practice in China and other Chinese-speaking countries. I hope to see this book translated into other languages. It will then become an important reference in the field of visualization. I found the book very informative and easy to read. I believe you will enjoy reading it.
Kwan-Liu Ma
Davis, CA
September 20, 2013
?
浙江大學計算機輔助設計與圖形學（CAD&CG）國家重點實驗室陳為教授來電話，請我為他的新作《數據可視化》作序。陳為教授是我的老同事，也是我們實驗室可視化方向的帶頭人。現在他有新作出版，請我作序是對我的尊重，我哪有不懂之理。然而我猶豫了。我坦率地告訴他，我怕完不成任務，因為我已退休多年，不再跟蹤學科前沿多年。陳為說，他把書稿鏈接發給我，請我瀏覽以后再作定奪。我在瀏覽了《數據可視化》的內容簡介、前言、目錄和第1 章后，深感全書內容十分豐富，架構嚴謹，是我國學界和業界急需的一本好書。陳教授在信里還寫道：“可否請您從可視化在中國的發展歷史、現狀、未來為這本書寫一個序言，作為對我們的鼓勵。”讀信后，我感到我寫不出現狀和未來，寫點我經歷過的事情，以及談點作為過來人的體會和建議還是可以的，同時我感到作為可視化領域的一名老兵面對《數據可視化》這樣一本可視化新作、好書，又有愛不釋手和責無旁貸之感，當即決定試試。
“可視化”或它的全稱“科學計算可視化”（Visualization in Scientific Computing，縮寫為ViSC）一詞是在1987 年根據美國國家科學基金會召開的“科學計算可視化研討會”內容撰寫的一份報告中正式提出的。在短短20 余年歷史中，科學計算可視化發展成為一個十分活躍的研究領域，新的研究分支不斷涌現，如出現了用以表示海量數據不同類型及其邏輯關系的信息可視化技術，以及將可視化與分析相結合的可視分析學研究方向。現在又有了把“科學計算可視化”、“信息可視化”和“可視分析學”這三個分支整合在一起的新學科“數據可視化”。這是可視化研究領域的新起點，必將進一步促進學科交叉與融合，進一步擴大應用領域的發展，進一步提高應用水平。可以預期，這波數據可視化研究新浪潮必將推動可視化學科研究和應用向更寬、更深、更高的方向發展。事實上，這既是學界和業界的責任，也是廣大用戶的期待，因為現有的可視化技術還遠遠滿足不了用戶的期望。我舉一個親身體驗來說明我的這個論斷。去年8 月我的小孫女出生，面對可愛的小臉，腦海里不由得回憶起3 個月前看到兒子發來的那張胎兒超聲波三維影像時留下的印象：緊閉的雙目，高額頭和大鼻子。今天小天使雖然依然雙目緊閉，依然是高額頭，但鼻子一點也不大，反而顯得小巧、可愛，加上時張時合的小嘴，這張真實的小臉與那張高科技三維圖像相比不知要漂亮多少倍。這個事實說明，今天的超聲波三維成像技術離用戶期望水平還相去甚遠。我們全家在感謝今天科技進步讓我們提前3 個月看到了小孫女的真容的同時，也期望科學家們早日提供逼真的胎兒三維影像。
應該說，我們國家可視化方向的研究工作起步還是比較早的。國家自然科學基金委將科學計算可視化列為“八五”重點資助項目，國家科委也將其列為基礎研究專門項目給予資助。國內一批圖形學研究中心，如浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室、清華大學計算機系、中科院CAD 開放實驗室和中科院軟件所等單位在20 世紀90年代初相繼開展了可視化方向的基礎研究和應用研究。我們這一代人遇到的最大困難是信息閉塞，很多信息都是從國際學術交流中取得的。例如，我是在1991 年3 月至7 月在德國Encarnacao 教授領導的弗朗霍夫圖形學研究所（FhG-IGD）作訪問研究，在MartinGoebel 博士領導的可視化研究室工作時接觸科學計算可視化研究方向的。我有幸與研究室內一批年輕博士一起工作4 個月為我奠定了從事可視化學科的基礎。回國后我在浙江大學CAD&CG 國家重點實驗室大力倡導，并組織年輕教師和博士生開展可視化方向的研究工作，很快出現了一批較高水平的研究成果，影響并推動了可視化研究方向在國內普及。基于可視化方向的廣泛應用背景，我們從1993 年9 月起在浙江大學為全校理工科碩士和博士研究生開設“科學計算可視化”全校性選修課。1995 年4 月23 日至27 日由我們實驗室牽頭舉辦了虛擬現實與科學計算可視化國際研討會（International Workshop on VR-ViSC）。同時為國內青年學者和學生舉辦同名高級研討班，請出席國際研討會的一批國內外著名學者為國內高級研討班學員作報告，取得了很好的效果。這應是我國第一次舉辦VR-ViSC 專題國際研討會和同名國內高級研討班，讓國外學者有機會了解我國學者在這個領域的研究成果，也讓國內學者和學生有機會接觸世界一流學者。我想借此機會向Encarnacao 教授表示我們最誠摯的謝意，是他幫助我們解決了國外學者來華的費用。歐洲學者費用是他出面向歐盟申請的，北美加拿大和美國學者來華費用也是Encarnacao 教授出面通過他的老朋友Larry L. Rosenblum 教授向美國國家科學基金會申請的。Larry 是美國海軍研究生院教授，曾任美國國家科學基金會計算機學部主任。直到2006 年4 月16 日我的一批國外老朋友應邀參加我的70 歲生日慶祝大會，幾位老朋友到我的新居做客，其中就有Larry，這是他第一次訪問中國。我如此冗長地介紹1995 年研討會和一批國外老朋友無非是想強調國際學術交流的重要，以及強調國外一流學者的敬業精神值得我們永遠學習。1996 年9 月由石教英、蔡文立等編著的《科學計算可視化算法與系統》一書由科學出版社出版。這應是我國學者編著的第一本可視化教材，曾在國內高校應用多年，遺憾的是至今沒有更新再版。計算機類教科書哪有十幾年不更新的，早該淘汰了。
我除了欣賞《數據可視化》一書內容翔實、架構嚴謹、圖表精美外，我更欣賞和看重的是本書前言里列出的執筆者，也就是作者名單。這張名單清晰地表明各個章節的作者姓名。我欣賞的就是這種既強調知識產權保護，又明確文責自負的做法。我一直認為我國知識產權保護不力是制約我國科技創新的罪魁禍首！我欣賞陳為教授嚴謹的知識產權保護意識和實踐。保護知識產權從我們每個科技工作者做起當然是應該的，但我更希望我國各級?科技主管重視知識產權保護對我國科技創新的影響問題，也希望各級行政執法主管嚴格執法，嚴格保護知識產權。更希望中央媒體能像報道全國道德模范一樣報道一批因知識產權而致富的知識分子實例。我想一旦知識產權可以致富意識深入人心，榜樣的力量就將是無窮的。
最后請容許我再向青年學者說幾句心里話。你們從事的可視化研究領域屬應用基礎研究范疇，具有很強的應用性，因此希望你們重視應用研究，做有用的研究，多與產業界聯系；不要隨波逐流跟著考核指揮棒走，一味追逐論文數、獎項數和科研經費數；學術評價標準是影響力，而不是這個數那個數，分學術影響力和產業影響力兩類：學術影響力看的是發表的學術論文級別，真正有影響力的論文只有頂級論文，能產出頂級論文的只有少數人，且只能在其創造力旺盛的有限歲月才有可能發表頂級學術論文；產業影響力是看你的成果在產業界的應用效果，所有有真才實學的人都能有所貢獻，且可能是終生都會有所貢獻。你可能會說沒有論文，拿不到博士學位，升不了職稱，沒有科研經費無法帶研究生，等等。是的，這里就有個度以及你的看法問題，這就是先賢王陽明先生說的“良知”（我們對事物的最初反應，也是我們本性的表現）；王陽明還提出“致良知”說，就是指我們應該遵從自己的良知而行，即將良知付諸實踐。因此，這是一個復雜而又現實的問題，我前面說了“不要隨波逐流”，現在又說要“致良知”，即要按自己想清楚的去做，一句話就是：要獨立思考，不要隨大流。
東拉西扯地寫了一大堆，請陳教授諒解，也請諸位讀者諒解。
石教英
浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室
2013 年9 月11 日
?
數據的采集、提取和理解是人類感知和認識世界的基本途徑之一，數據可視化為人類洞察數據的內涵、理解數據蘊藏的規律提供了重要的手段。
隨著數據時代的來臨，大數據的分析、挖掘與可視化已經成為信息技術發展的迫切需求。面對當前科學可視化、信息可視化、可視分析研究和應用的新形勢，需要發展新的復雜數據的處理、分析與可視化方法，并圍繞實際科學和社會問題的求解設計高效的人機交互界面。目前，國內急需面向信息時代中各類數據特性和應用領域介紹數據可視化基本理論與方法的工具書。
本書從研究者的視角，介紹了數據可視化的定義、方法、功效和實用軟件，可作為初學者入門的向導，是有關科研和教育人員從事可視化研究和開發的一本實用的參考書。全書共有16 章，分為4 篇：基礎篇、時空數據篇、非時空數據篇和用戶篇。
基礎篇（第1~4 章）闡述數據可視化的基礎理論和概念，從人的感知和認知出發，介紹數據模型和可視化基礎。第1 章闡述可視化的定義、作用和發展歷史，給出數據可視化的現代意義和分類。第2 章詳細介紹視覺感知和認知的基本原理、顏色模型和可視化編碼原則。第3 章介紹數據模型、數據定義、數據組織與管理、數據分析與挖掘等基本概念。第4 章闡述數據可視化基礎，包括可視化流程、圖形符號、視覺變量和評估方法等內容。根據數據的時空特性，數據可分為時空數據和非時空數據。
時空數據篇（第5~8 章）介紹含有空間坐標或時間信息的數據的可視化方法，此類數據通過測量儀器在真實物理空間中采集或由科學計算模擬生成。空間數據可分為標量、向量和張量三大類。第5 章介紹空間標量場數據可視化，主要涵蓋一維、二維和三維空間的標量場數據。第6 章介紹含有地理信息的空間數據的可視化技術。第7 章介紹大尺度或隨時間變化的空間標量場數據的可視化解決方案和挑戰，空間向量場和張量場數據的可視化方法，多變量空間數據場的可視化。第8 章關注帶有時間信息的數據可視化，包括時間屬性可視化、多變量時變型數據可視化和流數據可視化。
非時空數據篇（第9~12 章）描述非結構和非幾何的抽象數據的可視化，這類數據既存在于真實物理空間，也存在于社會空間和網絡信息空間。第9 ～ 12 章分別介紹層次結構數據可視化、文本數據可視化、跨媒體數據可視化和復雜高維多元數據可視化。特別地，非時空數據具有高維、大尺度、異構、復雜等特點。第12 章介紹最新的有關復雜高維多元數據可視化的方法，處理對象包括多變量非結構化數據、大規模數據、異構數據和不確定性數據等。
用戶篇（第13~16 章）介紹實際應用中各類數據可視化需采用的共性、技術和工具以及具體的應用系統。第13 章介紹可視化中的交互方法，包括交互準則、交互分類和相關技術。第14 章介紹可視化評測，闡述可視化評測的因素、方法、流程和具體實例。第15章介紹面向科學計算、生命醫學、網絡安全、商業智能和金融等領域的可視化技術。第16 章介紹可視化系統，包括應用系統、數據資源、開發工具和全球重要的可視化研究小組等信息。
本書作者
于2013 年6 月
總結
以上是生活随笔為你收集整理的数据可视化（全彩）（大数据丛书，首次全面细致地梳理了可视化理论，方法、工具与应用案例。马匡六教授、石教英教授鼎力推荐，十二五国家重点图书出版规划项目）...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： WPF程序模彷Windows7的桌面任务
- 下一篇： 细品慢酌QuickTest关键视图（4）