1.2　“看”信息時代的科學與藝術

當我們認為一個可視化效果很美時，這個“美”與傳統意義上的審美判斷是否有所不同？任何一個優秀的可視化效果，都需要通過科學和藝術的融合來詮釋。科學世界是奇特的，由于人們無法直接感知它，所以只能借助各種實驗事實、客觀現象，靠思維和數學去想象它、把握它。科學中有美嗎？至少在大多數人的印象中，科學與美是完全無關的兩個名詞。我們無法將刻板的事物與美聯系在一起，但現代科學發展的事實和科學家的努力告訴我們：科學家與藝術家都在努力追求著美。科學之美屬于廣義的社會文化美，它是審美存在的一種高級形式，是在理性探索未知的活動和最終的科研成果中所具有的審美價值形式。科學活動的每一次成功發現和每一項創造發明，都會給人們帶來精神上的滿足和情感上的愉悅，這就是科學之美。

1.2.1　可視化的藝術性以科學為支撐

我們來看一個通過Tableau軟件實現的數據可視化作品，如圖1.16所示。圖中可以看到三個板塊，最左方是節目收視板塊，這里以柱形圖的形式呈現，橫坐標代表不同的頻道，如CCTV-1、CCTV-2、安徽衛視、浙江衛視等，縱坐標代表對應頻道不同節目的收視時長，顏色越深說明節目的收看時間越長，能進一步說明用戶喜歡收看這類節目。最右方是用戶偏好板塊，這里以詞云圖的方式呈現，我們把不同節目打上扁平化標簽，如內地、愛情、國語、娛樂、言情、真人秀等，用戶越喜愛某類節目詞云所代表的節目類型字體越大、顏色越深。最下方是個性化節目推薦板塊，這里以TreeMap的方式呈現，以色塊的深淺代表向用戶對節目的推薦度高低，如果用戶對某類節目的偏愛度極高，那么后臺越傾向把相似類型的節目推薦給用戶。

在上面這個可視化作品中，蘊含著豐富的科學奧秘。我們以最下方的個性節目推薦板塊為例進行分析，從圖1.16中我們可以很直觀地看到后臺為觀眾推薦節目的傾向性，其中包括綜藝類節目、電視劇類節目、電影類節目、新聞類節目等，每類節目所對應的矩陣還可以進一步分割成若干個小矩陣，這些小矩陣對應某類節目中具體節目推薦情況的占比。當把鼠標移到具體的某個節目上時，我們可以進一步看到節目在哪些頻道播出、什么時間播出、推薦度，以及為什么推薦這個節目等情況。這是一個非常典型的TreeMap可視化應用，TreeMap適合展現具有層級關系的數據，能夠直觀體現同級之間的比較。

TreeMap作為一種可視化的重要應用，可以將原本具有樹狀結構的幾何關系轉化為平面空間矩形的形式，適合表現具有層級關系的數據，就像地圖一樣能指引我們發現數據背后的故事。比如，上面的個性節目推薦板塊中原始數據結構如圖1.20所示，可以想象，如果使用這樣的樹狀結構展示個性節目推薦情況會多么低效，并且還會損失很多信息。

TreeMap完全體現出了科學與藝術的融合之美：在視覺上呈現出了一種秩序的美感，背后有成熟的布局算法支撐。TreeMap由馬里蘭大學教授Ben Shneiderman于20世紀90年代提出，起初是考慮人類視覺對于面積的識別能力較弱，尤其是在對比細長矩形面積時尤為困難，為了達到最佳的可視化效果，提出了基于Squarified算法的TreeMap可視化視圖，如圖1.18所示。Squarified算法的核心思想是計算最新放置矩形的長寬比，使計算出的矩形盡量接近正方形，以達到最佳的可視化效果。長寬比越接近1則矩形越接近正方形；當長寬比偏離1時，則視為放棄，需重新調整矩形的插入位置。圖1.18向我們展示了Squarified算法在一個面積為24單位的區域中劃分6、6、4、3、2、2、1單位矩形的方法。TreeMap的案例向我們展示了技術與藝術的一種融合形式，同時也說明科學家與藝術家一樣，都要以自己敏銳的直覺和無窮的智慧探求大自然和人生命歷程中的美。

1.2.2　可視化的藝術效果使科學更具魅力

數據可視化借助圖形化手段，清晰有效地傳達和溝通信息。但這并不意味著，數據可視化就一定會因為要實現其功能用途而令人感到枯燥乏味。現代著名美學家宗白華先生在《略談藝術的“價值結構”》一文中說道，藝術至少是3種主要“價值”的結合體：①形式的價值，就主觀感受言，即“美的價值”；②抽象的價值，就客觀言，為“真的價值”，就主觀感受言，為“生命的價值”（生命意趣之豐富與擴大）；③啟示的價值，啟示宇宙人生之最深的意義與境界，就主觀感受言，為“心靈的價值”，心靈深度的感動，有異于生命的刺激。

這說明，數據可視化的藝術價值應首先表現為審美價值。審美因素在藝術創作過程的各個環節都不可或缺，是藝術價值結構中最關鍵、最有魅力的層面，藝術作品如果不經由審美價值而實現了其他價值，那么這類作品就不應歸于藝術范疇。

我們來看一個節目類型可視化的案例，根據《中國電視節目分類體系》，電視節目標簽體系包括節目類型、結構類型、面向領域、節目基調、影視劇情節、熱詞、體育項目、娛樂領域、綜藝節目細分、戲劇類型、財經分類等18個模塊。其中，節目類型有3個級別，從較為嚴謹、全面的角度將電視節目分為4個大類、53個二級分類與百余個三級分類。除節目類型模塊之外，其余模塊均為一級分類，致力于多維、靈活地標注電視節目形式，如表1.2所示。

基于節目與節目類型之間的復雜關系，我們通過可視化的方法來進行呈現，如圖1.19所示。我們把節目大類作為作品的導航欄，包括電視劇、電影、綜藝、新聞、青少年、其他。當我們單擊某個節目大類時，可以看到在該類節目中熱映的一些節目（用灰色的節點來表示），以及這些節目所具有的節目屬性（用藍色的氣泡來表示，氣泡上的文字標識節目屬性），如對于電視劇類節目，熱映的節目有《射雕英雄傳》《夏家三千金》《暗花》等，節目的屬性有劇情、愛情、國語、動作、偶像、都市等。當我們單擊某個節目時，又可以看到節目與節目屬性之間的關系，如《夏家三千金》屬于愛情、都市、家庭、倫理類節目；當我們單擊某個節目屬性時，又可以把具有這種節目屬性的節目都找到，如當我們單擊帶有古裝屬性的氣泡時，可以把《射雕英雄傳》《神雕俠侶》《鹿鼎記》等顯示出來。乍看之下，這張圖非常復雜，各種節點混雜在一起，令人眼花繚亂。但對于影視從業人員而言，這個作品就好似一個強大的數據庫，通過這張圖可以洞察蘊含在其中的大量信息，找到當前所有影視作品之間的復雜關系。

可視化一般有兩個目的，即解釋（explanation）和探索（exploration）。解釋（explanation）是指對數據進行簡化，便于與讀者交流；探索（exploration）是指發現數據中存在的特殊部分，并對未來進行有針對性的預測。基于節目與節目類型復雜關系的可視化作品，一方面通過構圖、色彩、創意、版式，讓人能夠感受融媒體時代下節目的豐富多彩；另一方面可以通過可視化的藝術效果，使科學更具魅力，呈現出復雜網絡中數據的價值。