学会《大数据可视化技术》_轻松读懂你的数据_2.1 视觉感知

【摘要】 本书摘自《大数据可视化技术》一书中第2章，第1节，杨尚森、许桂秋主编。

2.1 视觉感知

视觉感知是人类大脑的最主要功能之一。眼睛是人体的视觉感知器官，它有着接收 及分析视频与图像的高级能力，人脑功能的50%用于对视觉感知所得的信息进行处理。 我们平时也能注意到视觉感知活动的重要性，例如，报刊、幻灯片、动态图、电影、展 板等大量媒介手段都是利用了人类视觉感知的功能。数据可视化提供了直观的可视化界 面，能让用户通过视觉感知器官获取经过可视编码的信息，经过大脑解码并形成认知， 在交互分析过程中洞悉信息的内涵，最终得出解决问题的方法。

那么，什么是视觉感知呢?

2.1.1 视觉感知和视觉认知

视觉感知是指客观事物通过人的视觉器官在人脑中形成的直接反映，人类只有通过 “视觉感知”才能达到“视觉认知”。

视觉感知是视觉的内在表象，它包括视觉低级和视觉高级两个不同的感知层次。视觉的低级感知层次与物体性质相关，包括深度、形状、边界、表面材质等；视觉高级感 知层次包括对物体的识别和分类，属于人类认知能力的重要组成部分。

进一步的视觉感知就是视觉认知。视觉认知是把视觉感知的信息加以整合、解释， 赋予其意义的心理活动，是关于如何理解和解释观察到的客观事物的过程。视觉认知过 程是先由眼睛接收信息、感知信息后再将感知转换为知觉，然后进行知觉的整合。 “视 觉感知”是“视觉认知”的前提。视觉认知过程中还会受到记忆、理解、判断、推理等 因素的影响。

2.1.2 视 觉 感 知 与 学 习 成 本

举一个关于“红苹果”的视觉感知的例子(图2- 1):

婴儿眼中： 一个红色的、有点圆的东西，这就是低级感知。

小孩眼中：这是一个苹果，是很好吃的东西，这就是高级感知。

成人眼中：这是一个苹果，饱含维生素C, 吃了对人的身体好，这就是视觉认知。

从婴儿到成人，人对“红苹果”认知是在不断增长的，但如果你要把“红苹果”这 一信息传递给人们，最好的方式并不是从视觉认知这一层面去反馈，而是从低级感知这 一层面反馈。比如你和人们说一个饱含维生素C, 吃了会对人的身体好的东西，人们并 不会立刻联想到苹果；而你把苹果的形状颜色画出来后，人们才会一眼认出是“红苹 果”。因为低级感知的反馈对人来说，学习成本最低，能让人更快做出反应。

为了提高对数据的判断处理效率，我们在对数据进行可视化的过程中，应当尽可能 地降低用户的学习成本。那么数据可视化应该怎样降低用户的学习成本呢?这就是下一 节我们需要学习的格式塔原则。

2.1.3 格 式 塔 原 则

格式塔 (Gestalt) 是德文的译音，它描述了人在视觉上如何感知对象，它是视觉可 视化设计的基本原则。格式塔原则也是大数据可视化中交互设计的理论基础之一。

格式塔原则最基本的法则是简单精炼法则，它认为在观察时，人们会用一种常规 的、简单的、相连的、对称的或有序的形式来感知和解释模糊不清或复杂的图像。同 时，人们还会倾向于将视觉形象作为一个整体最先被认知，而不是先把事物理解为各组 成部分的集合。如图2-2所示，人们最先感知的是整个框架(圆、方格和几何形),而不是内部元素，因此，格式塔原则又称为完图法则。

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