第一章-信息可视化课程简介

信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室信息可视化技术主讲人：刘天亮[e-mail]:18901591258南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室目录什么是可视化为什么要可视化课程规划课程基本信息信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室TheAmericanHeritageDictionary1.Formationofmentalvisualimages（可视图象的表达形式）可视化（Visualization）2.Theactorprocessofinterpretinginvisualtermsorofputtingintovisibleform（用可视形式进行解释的动作或过程；形象化）信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室可视化的定义计算机学科：利用人眼的感知能力对数据进行交互的可视表达以增强认知的技术使用图形传达信息Everypicturetellsastory.—RodStewart,1971信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室•VAST(VisualAnalyticsScienceandTechnology)—可视分析科学与技术•InfoVis(InformationVisualization)—信息可视化•SciVis(ScientificVisualization)—科学可视化VIS会议信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室•ACMSiggraph•EuroVis•PacificVis•IEEETransactionsonVisualizationandComputerGraphics其他相关期刊和会议信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室•ArieE.Kaufman–希伯来大学物理和数学学士–魏兹曼探究所计算机硕士–本古里安大学计算家博士–纽约州立大学石溪分校教授、系主任–IEEEFellow、ACMFellow–1989年创办IEEEVis会议（co-founder）–1995年出版IEEETVCG，任首任主编可视化的起源和先驱信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室•早期的需求:科学计算计算可视化–工业设计、核物理等对大规模科学计算数值理解的需要–医学影像可视化的需要：MarchingCube可视化的起源和先驱信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室•学科的演化–信息可视化–可视分析•近年来，概率和统计学突然变得更加重要起来。计算机科学所研究的潜在的科学问题已经转向对大型随机图、高维数据以及维度约减等方面的研究。研究人员已经开始对包含数十亿顶点的社交网络展开研究。改变是如此迅速且不可预计，只有那些有能力探索新方向的大学院系才有可能成为计算机学科的引领者。-JohnHopcraft可视化的起源和先驱信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室记录信息分析推理证实假设交流思想可视化的作用信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室记录信息伽利略绘制的月亮周期GalileoGalilei,1616LeonardoDaVinci,ca.1500引用：TheHistoryofVisualCommunicationTheGalileoProject,RiceUniversity威廉·柯蒂斯绘制的植物图谱WilliamCurtis(1746-1799)达芬奇绘制的身体结构信息成像或草图记载是将浩如烟海的信息记录成文、世代传播的有效方法之一信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室记录信息E.J.Muybridge,1878迈布里奇（1830-1904），英国摄影师，成名于使用多个摄影机对动物运动的记录，形成定格动画的工作。马在跑步时有没有四脚腾空？《科学美国人》迈布里奇关于马的运动记录信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室记录信息PhotoFinishes:InformationRichRogervonOech复合终点摄影图片：刘翔110米栏撞线时刻记录信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室地图Konyatownmap,Turkey,c.6200BCAnaximanderofMiletus,c.550BCMilestonesProject信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室通过记录信息的地图，分析推理中国数颗观测卫星拍到抗战胜利70年纪念大阅兵现场三号卫星天安门阅兵日融合影像信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室为了保证卫星准确拍摄天安门及周边区域，提高数据处理效率，及时制作合格的光学产品，资源卫星中心运行服务人员从卫星观测计划制定、复核、优化到系统运行保障、光学产品图像制作，提前进行了周密部署，并拟定了应急预案，为圆满完成既定任务奠定了基础。实践九号A卫星天安门阅兵日融合影像信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室为了保证卫星准确拍摄天安门及周边区域，提高数据处理效率，及时制作合格的光学产品，资源卫星中心运行服务人员从卫星观测计划制定、复核、优化到系统运行保障、光学产品图像制作，提前进行了周密部署，并拟定了应急预案，为圆满完成既定任务奠定了基础。高分二号卫星天安门阅兵日融合影像信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室高分二号卫星天安门西侧阅兵日融合影像信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室高分二号卫星天安门东侧阅兵日融合影像信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室分析推理PlanetaryMovementDiagram,c.950已知最早展现行星运动变化的图表（一年中太阳、月亮、行星的位置）1686年绘制的历史上第一幅天气图，显示了地球的主流风场分布。这也是向量场可视化的鼻祖。Halley’sWindMap,1686。（哈雷彗星的轨迹计算者、天文学家）可视化扩充了人脑的记忆，帮助人脑形象理解和分析面临任务，显著提高分析信息的效率信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室分析推理英格兰1700-1780年间的贸易出口序列图W.Playfair,1786（苏格兰工程师、政治经济学家）世界上第一幅饼图，显示了1789年土耳其帝国在亚洲、欧洲和非洲的疆土比例W.Playfair,1801苏格兰1780-1781年间的贸易出口情况信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室分析推理M.Wattenberg,2005孩子的名字和社会数据分析可视化（输入名字、显示1900年以来的使用数）信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室SketchingUncertaintyintoSimulations分析推理信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室抽象LondonSubwayMap,19271927年绘制的伦敦地铁图，遵循地理相对位置关系信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室抽象1931年，身为电气工程师的Beck重新设计了伦敦地铁图：•颜色区分路线•水平、垂直、45度角•路线上的车站距离与实际距离不成比例关系1933年HarryBeck设计的伦敦地铁图成为地铁路线的标准可视化方法信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室NewYorkTimes,2010信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室2015南京地铁规划图信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式•CharlesJosephMinard（1781-1870），法国工程师、从事水坝，运河和桥梁的工程建造和教育事业。70岁退休后，开始可视化研究，“法国的Playfair”，是可视化黄金时代的大师。•1869年创作流地图作品，拿破仑1812远征图。这幅图被后世学者称为“有史以来最好的统计图表”。•表现的是拿破仑皇帝统帅的法国军队在1812-1813年间对俄罗斯的入侵。这场战争以法国军队的惨败而告终，侵入俄国的42万人最终生还者仅仅数万。信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式E.Tufte,Writings,Artworks,NewsC.J.Minard,18691812-1813年拿破仑进军莫斯科的历史事件的流图可视化，被誉为最好的统计可视化信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式E.Tufte,VisualExplanations,1997“鬼图”帮助发现霍乱流行原因英国Broad大街；JohnSnow医生,1854信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式NYTimes统计不同类型人群如何使用一天的时间信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式NYTimes统计图中可以看出的一些规律。•所有人:吃、睡、工作、看电视加起来平均占2/3的时间•男人:工作高点在11a.m.（在工作日有70%的人此时在工作)•女人:超过八成干别的时间超过家务和看孩子，家务和看孩子的高峰时间是下午6点•有工作者:早上6点六成的人在睡觉，比没工作的多80%•失业者：平均每天花一个半小时在找工作，每天收拾屋子时间2小时以上，比从业者高1个小时•轻体力从业者（含部分老幼妇孺）:每天看电视4个小时以上，比无业者还多50分钟；。。。信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式NYTimesNetflix公司09年影片租赁业务业绩图信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室展示隐含模式《让子弹飞》人物关系互动图信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室交互Sketchpad第一个交互式绘图系统,1963IvanSutherland,图形学之父DougEngelbart,发明鼠标,1968与视觉呈现相同，交互是可视化系统的另一核心要素，缓解有限可视化空间与数据过载的矛盾，更好参与数据理解与分析信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室传播思想PreventableWoundsOtherwikipedia.orgF.Nightingale,CrimeanWar,1856南丁格尔设计的克里米亚战争死亡人数统计玫瑰图信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室传播思想信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室传播思想HansRosling,讲述200年全球人类社会健康与发展过程TED2006信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室传播思想AaronKoblin,TED2006信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室传播思想AaronKoblin,TED2006信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室可视化目标：信可视化数据客观正确信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室可视化目标：达准确表达作者意信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室可视化目标：雅作品形式与内容和谐统一，有艺术个性信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室目录什么是可视化为什么要可视化课程规划课程基本信息信息可视化技术南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室信息爆炸信息科学领域面临的一个巨大挑战是数据爆炸。互联网使得信息的采集、传播的速度和规模达到空前的水平，实现了全球的信息共享与交互。信息