信息图形设计
图像比文本、文字具有更快的速度传输,人们试图尽可能地将图像转换为符号语言。今天,用于记录数据信息内容的信息图形被广泛使用,各种制图软件中的曲线图和柱状图像模板一样使用简单。事实上,这种类型的图形几个世纪前就已经被设计出来。
1.克里斯托弗·沙纳尔太阳运行轨迹图
1626年,克里斯托弗·沙纳尔出版了《奥尔西尼的玫瑰,或太阳》一书,用各种图形图表表达了他关于观察太阳的科学研究成果。他制作了一系列图形图表来描述太阳运动,根据这些图形,大致描述了太阳的运行轨迹(图2-15)。这种符号图形更接近现在的标志或标识,符号图形是当时信息可视化的一个基本发展趋势。
图2-15 太阳运行轨迹图(1626年)
2.约翰·兰伯特的人口情况分布图
1772年,瑞典数学家约翰·兰伯特设计了人口分析表,该表被设计成埃及金字塔形的色谱形状,展示了颜色混合的学科关系(图2-16)。对复杂的数据信息进行排序生成图形,纵向是色度等级,横向是色相,颜色是基于两色重叠的基本原理,三角形边框线的深度表示颜色的纯度。由于经济发展趋势,图表反映了大量的社会发展事件,此时的数据图表不仅是数据信息的真实反映,而且具有传播力,与此同时,图表也逐渐展现出不同的特征。
图2-16 约翰·兰伯特设计的人口情况分布图(1772年)
3.普莱费尔统计图
1786年,普莱费尔出版的《商业与政治图集》(The Commercial and Political Atlas)一书中第一次出现了数据型图表,其中普莱费尔使用了大量的条形图和线形图来描述18世纪英国的经济发展。他被视为统计图形或信息图表的创始人,他将两组数据(曲线)并列对比让人们快速掌握其中的含义(图2-17),并认为“随着人们专业知识的提高和交流的频繁,人们越来越期待更简单、更便捷的信息传递方式。
图2-17 英国和北美进出口数据图表
1801年,普莱费尔在《统计短周期》杂志上首次发表了面积图,并进行了详细介绍。他使用视觉效果图来描述和展示数据信息,关键是使用线形图、饼状图和条形图将文本数据信息可视化(图2-18),比简单的信息排序更具感染力,也让非对应专业的人们能够理解该专业知识。他还提出,不同的研究方向使得图表的使用方式也不相同,例如曲线图易于展示变量,饼状图易于展示比例等,这两种图形都是今天常用的信息展示方式。1824年,普莱费尔绘制了一张说明战争对面包和股票价格影响的多维曲线图(图2-19),其中对不同数据采用了7种颜色,使得数据对比更清晰。普莱费尔认为,用几何图形表达数据,比单纯的数据排列更有说服力。
在18至19世纪期间,信息图形经常被用来分析军事、气候、地质、疾病、经济和贸易。尤其在19世纪,统计分析图形和专题图形急剧增加,特别是在欧洲地区,统计图形已经呈现出现代数据信息图形的方式。饼图、柱状图、极限图、曲线图、散点图、时间序列图等都是这一时期统计分析的代表图形,被广泛应用于社会发展中。掌握数据分析的快速发展,能够更好地理解信息设计科学研究的关键意义。
图2-18 英国经济状况统计图(1801年)
(a)世界上第一张饼状图;(b)条状图
图2-19 战争对面包和股票价格影响的多维曲线图(1824年)
4.南丁格尔统计图
1857年,英国护士南丁格尔对信息图形的发展作出了巨大贡献,她发明的极坐标区域图(又称南丁格尔玫瑰图),用来反映军队野战医院的季节性死亡率,用来说服维多利亚女王提高军队医院的标准。该图显示了每个月在克里米亚战争伤亡的人数和原因。图中用深蓝色表示可预防的疾病,用鲜红色表示伤口,用灰黑色表示产生疾病的原因(图2-20)。如今,南丁格尔极坐标区域图已成为数据图表的关键类型之一。
图2-20 南丁格尔极坐标区域图(1857年)
5.拿破仑东征信息图
1861年,讲述拿破仑东征(征俄)的信息图标志着开放式信息制图的出现,该图由法国巴黎的工程师约瑟夫·米纳德所设计。约瑟夫·米纳德是19世纪法国的经济学家、地理学家和技术工程师。他还是图形绘图和统计图形的先驱。他开发和设计了许多新颖的图形方法,运用数据信息描述了大量深层次的社会问题。拿破仑东征路线图开创了以统计学为基础的现代图表的历史,也成为信息可视化设计领域最重要的里程碑信息图。
约瑟夫·米纳德设计的优秀图表很多,其中最著名的就是这张拿破仑进攻俄罗斯军事分析图(图2-21)。该图提取了东征过程中的4个导致完全失败的关键变量,用信息图表中的模式来传达信息内容:军队人员变动、行军路线、温度变化、时间。从图表中人们不难看出,在寒冷的天气、各种疾病和不断伤害下,法国士兵的实力不断下降。图表中还系统地展示了纷繁复杂的信息内容,根据信息内容之间的联系,可找出战争失败问题的内在原因。信息学家爱德华·塔夫特认为该图是迄今为止最好的统计分析图,也是一张具有里程碑式现实意义的信息图。从现代信息可视化设计的角度,这张图仍然具有很高的学术研究和设计解决方案层面的价值。
图2-21 拿破仑进攻俄罗斯军事分析图(1861年)