1.2 數據可視化的發展歷史

數據可視化的起源可追溯到公元2世紀，但是在之后的很長一段時間并沒有特別大的發展。數據可視化的主要進展是在最近兩個半世紀才出現，尤其是近四十年。

雖然可視化作為一門學科很晚才被廣泛認可，但是目前最熱門的可視化形式可以追溯到17世紀，那時的地質探索、數學和歷史的普及促進了早期的地圖、圖表和時間線的出現?，F代圖表的發明者威廉·普萊費爾（William Playfair）在1786年出版的《商業和政治地圖集》（Commercialand Political Atlas）中發明了廣泛流傳的折線圖和柱狀圖，在1801年出版的《統計摘要》（Statistical Breviary）中發明了餅狀圖，如圖1-2所示。

隨著工藝技術的完善，到19世紀上半葉，人們已經掌握了整套統計數據可視化工具（包括柱狀圖、餅圖、直方圖、折線圖、時間線、輪廓線等），關于社會、地理、醫學和基金的統計數據越來越多。將國家的統計數據與其可視表達放在地圖上，從而產生了概念制圖的方式，這種方式開始體現在政府規劃和運營中。人們在采用統計圖表來輔助思考的同時衍生了可視化思考的新方式：圖表用于表達數據證明和函數，列線圖用于輔助計算，各類可視化顯示用于表達數據的趨勢和分布。這些方式便于人們進行交流、數據獲取和可視化觀察。

到19世紀下半葉，系統構建可視化方法的條件日漸成熟，人類社會進入了統計圖形學的黃金時期。其中，法國人查爾斯·約瑟夫·密納德（Charles Joseph Minard）是將可視化應用于工程和統計的先驅。他用圖形描繪了1812年拿破侖的軍隊在俄國戰役中遭受的損失，如圖1-3所示。開始是在波蘭與俄國，粗帶狀圖形代表了每個地點上軍隊的規模。拿破侖軍隊在苦寒的冬天從莫斯科撤退的路徑則用下方較暗的帶狀圖形表示，圖中標注了對應的溫度和時間。著名的可視化專家愛德華·塔夫特（Edward Tufte）評論該圖說：“這是迄今為止最好的統計圖?！痹谶@張圖中，密納德用一種藝術的方式，詳盡地表達了多個數據的維度（如軍隊的規模、行軍方向、軍隊匯聚、分散和重聚的時間與地點、軍隊減員過程、地理位置和溫度等）。19世紀出現了許多偉大的可視化作品，其中許多都記載在塔夫特的網站和可視化書籍中。

到了20世紀上半葉，政府、商業機構和科研部門開始大量使用可視化統計圖形。同時，可視化在航空、物理、天文和生物等科學與工程領域的應用也取得了突破性進展。可視化的廣泛應用讓人們意識到圖形可視化的巨大潛力。這個時期的一個重要特點是多維數據可視化和心理學的引入，人們要求可視化更加嚴謹和實用，更傾向于關注圖表的顏色、數值比例和標簽。20世紀中期，制圖師和理論家賈可·伯金（Jacques Bergin）出版了《圖形符號學》（Semiology Graphique），在某種程度上可以認為該書是現代信息可視化的理論基礎。由于信息技術的快速發展，伯金提出的大部分模式已經過時，甚至完全不適用于數字媒體，但是他的很多方法卻為信息時代的數據可視化提供了借鑒和參考。

進入21世紀，新的可視化媒介——互聯網出現，這催生了許多新的可視化技術和功能。隨著互聯網的普及，數據和可視化傳播的受眾數量越來越大，許多數據有著全球范圍的可視化傳播需求，進一步促進了各種新形式的可視化快速發展。現在的屏幕媒體中大多融入了各種交互、動畫和圖像渲染技術，并加入了實時的數據反饋，可以創建出沉浸式（Immersive）的數據交流和使用環境。除了商業機構、科研部門和政府外，大眾每天也要在自己的屏幕上接觸大量的經過可視化的數據，可以說可視化已經滲透到互聯網上每個人的生活。如圖1-4所示，它收集了美國的交通事故，并將所有信息都匯集到一張地圖上。

在媒體的宣傳下，現在似乎所有企業和個人都對數據非常感興趣，這激發了使用可視化工具更好地理解數據的需求。廉價的硬件傳感器和自己動手創建系統的框架降低了收集與處理數據的成本。出現了數不勝數的應用、軟件工具和底層代碼庫，幫助人們收集、組織、操作、可視化和理解各種來源的數據?；ヂ摼W還可作為可視化的傳播通道，來自不同社區的設計師、程序員、制圖師、游戲設計者和數據分析師聚在一起，分享各種處理數據的新思路和新工具，包含可視化與非可視化方法。如圖1-5所示，這是在某視頻網站上搜索數據可視化出現的結果。可以看出，可視化在各個領域都有應用，而且展示出的結果非常受用戶們歡迎?？梢暬瘞椭藗冎庇^地了解自己感興趣的領域的數據，各種自媒體都傾向于使用可視化來增加關注度，吸引流量。

直到現在，可視化技術的發展也不曾停下腳步。谷歌地圖使界面操作的習慣（如單擊平移、雙擊縮放）和交互式地圖的顯示技術大眾化，這使得大部分人在面對在線地圖時都知道如何使用，使用截圖如圖1-6所示。比如，Flash已作為一種跨瀏覽器的平臺，在上面可以開發豐富、漂亮的應用，融入可交互的數據可視化和地圖?，F在，出現了新型的瀏覽器顯示技術，例如Canvas和SVG（有時統稱HTML5技術），正在挑戰Flash的主導地位，同時也將動態的可視化界面擴展到移動設備上。