March 2015 Theme: 可视化进展与趋势
客座编辑导言: Theresa-Marie Rhyne,陈敏

这一期的“今日计算”,我们收集了一组反映“计算机生成的可视化(computer-generated visualization)”最新发展的文章。在这个“大数据”时代,越来越多的人认识到通过可视化方式观察、解释和分析数据的重要性,把发现结果和洞察见解以可视化的形式与同事、公众及相关方面进行通报交流也同样重要。与此同时,随着加入这一领域的科学家、实践者、现实应用和技术提供者的数量快速增加,可视化领域的发展步伐正在不断加快。

本领域是计算机科学、多个基础学科(包括数学、认知科学、软件工程和视觉传播)以及众多应用领域(物理学、生物医学、社会科学、艺术与人文、工程、商业、管理、传媒、教育等)的交叉口,成为一个可视化科学家或实践者正当其时。

本期“今日计算”选择的部分文章展示了在解决一些最具挑战性的大数据问题方面的最新技术成果,另外一些文章是对可视化功能的深度报道。可以说这五篇文章代表了2014年可视化研究的最佳进展。

文章
前三篇文章都发表在IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics(TVCG),在巴黎举行的IEEE VIS 2014大会上获得最佳论文奖。

Narges Mahyar和Melanie Tory的《Supporting Communication and Coordination in Collaborative Sensemaking》获得可视化分析最佳论文奖。这篇论文要解决的科学问题是协作意义建构(sense-making)活动中计算支持的作用,论文报告了对一种称为“链接共同工作(Linked Common Work,LCW)”方法的经验研究,LCW能够自动揭示、链接相似的发现并以可视化方式在用户群组中分享。这项研究结果证实,LCW可以用来增强分析师之间的沟通和协作,并可能显著提升他们的分析成果。

信息可视化最佳论文奖授予Stef van den Elzen和Jarke J. van Wijk的《Multivariate Network Exploration and Presentation: From Detail to Overview via Selections and Aggregations》,这篇论文提出了一种探索和分析大型多元网络的新方法。他们跳出“先宏观,再按需微观”的传统智慧,通过选择和聚合把可视化过程逆转为从细节到总体,从而支持用户创建网络数据的信息图表式高层概貌。这项工作为处理大规模网络数据提供了一套新方法,很可能会刺激关于可视化中到底是先宏观还是先微观的科学论辩。

科学可视化最佳论文奖花落Sujal Bista和他同事的《Visualization of Brain Microstructure through Spherical Harmonics Illumination of High Fidelity Spatio-Angular Fields》,代表着可视化技术在新的应用领域成功落地。 扩散峭度成像(Diffusion Kurtosis Imaging,DKI)是医学成像界正在迅速采纳的一项新技术,其基本原理是生物系统中水的扩散过程是非高斯的。为了解决DKI数据的可视化问题,论文提出了一种刻画高保真DKI数据中细微变化的新方法,核心是专门设计的称为球谐光函数(spherical hamonics lighting functions)的虚拟光。作者报告了可视化创伤性脑损伤和癌症DKI数据的应用案例。

我们还推荐了两篇来自IEEE Computer Graphics and Applications (CG&A)的发人深省的文章。这两篇文章的内容都来自可视化圈里的学术讨论,但是其意义远远超出可视化领域。

Andrew J. Hanson’s的《Putting Science First: Distinguishing Visualizations from Pretty Pictures》提出了一个根本性问题:如何确定一个可视化是真理的一种有效的图像表示,还是一个吸引人的但源自一个无效过程的假象?关于这个问题的回答,他建议遵循两个原则,即爱因斯坦的剃刀(简洁优雅,无误导性特征)和卡尔·波普尔的证伪(对错误的识别能力),同时倡导开展实证研究,并通过认知科学原理进行印证。

CG&A杂志2014年设立了“学位论文影响专区(Dissertation Impact department)”,选择的首篇论文的作者是Alex Endert,他是Visualization Pioneers Group 2013最佳学位论文竞赛( http://vgtc.org/content/ieee-vgtc-visualization-pioneers-group )的获胜者,2012年获得博士学位,最近加入了佐治亚理工学院。《Semantic Interaction for Visual Analytics Toward Coupling Cognition and Computation》这篇文章总结了他博士论文的主要论点:在可视化分析中,认知(用户)和计算(分析模型)的耦合支撑着协同推理过程。Endert认为,用户交互的新范式需要通过可视化将上述两个过程真正耦合。语义交互通过视觉形式传达见解和假设,有助于复杂数据分析。

行业透视视频
Miguel Encarnação指出了学习分析领域可视化分析和信息可视化面临的挑战和机遇。

视频脚本: 中文 (PDF)| 西班牙语 (PDF)

行业透视
为了一睹可视化趋势的真容,这里提供了一段来自L. Miguel Encarnação的视频。他是IEEE Computer Graphics and Appications的主编,还是ACT的首席创新官和ACT本科入学考试以及其他各种大学和职业技能评估的开发者和管理者。Encarnação强调了在学习分析 这个领域可视化分析和信息可视化面临的挑战和机遇。在面向教育机构分析专家甚至非专业人士的数据驱动的决策以及视觉沟通中,可视化的支持都不可或缺。这段视频对新兴的个人可视化分析系统的展望很及时,这个正在出现的大数据可视化应用前景可期。

路在前方
本期文章选自IEEE计算机学会的两个出版物。我们特别希望您通过IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics和CG&A跟踪可视化的未来发展。 希望您能喜欢本期选择的文章和可视化发展趋势视频。

引用
T.-M. Rhyne and M. Chen, “Snapshot of Current Trends in Visualization,” Computing Now, vol. 8, no. 3, March 2015, IEEE Computer Society [online]; http://www.computer.org/publications/tech-news/computing-now/snapshot-of-current-trends-in-visualization.

客座编辑
Theresa-Marie Rhyne是可视化方面的独立顾问。她是Computer杂志顾问组成员,IEEE Computer Graphics and Applications可视化视点的编辑,Computing Now的顾问组成员。她的联方式是theresamarierhyne@gmail.com 。

陈敏是英国牛津大学e-Research中心的科学可视化教授,曾任IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics副主编(2011–2014)。 他的联系方式是min.chen@oerc.ox.ac.uk 。

Translations

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Translations by Osvaldo Perez and Tiejun Huang


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