數據可視化與設計思維

目錄

 

 

第 一 部 分

第1章數據可視化概述31.1數據可視化的定義3

1.2數據可視化的形態及演化4

1.3數據可視化的研究領域9

1.3.1科學可視化9

1.3.2信息可視化10

1.3.3可視分析10

1.4感知與信息處理11

1.4.1感知處理模型11

1.4.2人類視覺12

1.4.3色彩14

1.5數據可視系統設計與評測16

1.5.1數據可視系統設計16

1.5.2數據可視系統評測22

第2章數據基礎26

2.1概述26

2.2數據類型27

2.2.1基本數據類型27

2.2.2數據集類型28

2.3屬性類型31

2.3.1用於分類的屬性類型31

2.3.2用於排序的屬性類型: 定性與定量32

2.3.3具有層次結構的屬性32

2.4語義33

2.4.1鍵與值的語義33

2.4.2時間的語義352.5數據預處理36

2.5.1數據清洗36

2.5.2數據集成36

2.5.3數據轉換36

2.5.4數據規約37

第3章多模態數據可視化38

3.1概述38

3.2文本和文檔可視化38

3.2.1文檔相似性可視化39

3.2.2文檔內容可視呈現47

3.2.3文本情感可視分析56

3.2.4文檔探索技術58

3.3圖像可視化60

3.4視頻可視化62

3.4.1視頻內容可視分析62

3.4.2視頻情感可視分析65

3.5音頻可視化65

3.5.1面向音樂作品的可視分析65

3.5.2面向音樂集的可視分析69

3.5.3面向音樂家的可視分析70

3.5.4面向樂器的可視分析71

目錄〖3〗第4章時空數據可視分析73

4.1概述73

4.2空間標量場可視化74

4.3空間向量場可視化77

4.3.1直接的可視化方法77

4.3.2向量場聚類與可視化79

4.3.3基於幾何的可視化方法79

4.3.4基於紋理的可視化方法82

4.4空間張量場可視化85

4.4.1張量圖示符85

4.4.2基於幾何的方法87

4.4.3基於紋理的方法88

4.4.4基於拓撲的方法89

4.5時空軌跡可視化92

4.5.1交通軌跡可視分析93

4.5.2運動軌跡可視分析100

第5章圖和層次數據可視化104

5.1背景知識104

5.1.1圖的定義和分類105

5.1.2圖的預處理105

5.2圖的可視表示106

5.2.1靜態圖的可視表示106

5.2.2動態圖的可視表示117

5.3圖可視化中的交互130

5.3.1視圖交互130

5.3.2可視抽象交互130

5.3.3數據交互131

5.4圖分析132

5.4.1圖結構分析132

5.4.2圖比較133

第6章高維數據可視分析134

6.1概述134

6.2數據變換134

6.3可視映射136

6.4用戶交互138

第7章沈浸式可視分析141

7.1概述141

7.2多感知沈浸式分析142

7.2.1視覺感知142

7.2.2聽覺感知144

7.2.3觸覺感知144

7.2.4嗅覺和味覺感知145

7.3面向沈浸式分析的交互146

7.3.1觸摸交互146

7.3.2實體交互146

7.3.3筆式交互146

7.3.4手勢交互147

7.3.5凝視交互147

7.3.6物理漫遊147

7.4協作沈浸式分析148

7.4.1定義與分類148

7.4.2共位置同步協作148

7.4.3分布式同步協作150

7.4.4分布式異步協作150

7.4.5共位置異步協作151

7.4.6混合存在協作152

第8章人工智能與可視分析153

8.1概述153

8.2面向人工智能的可視化153

8.2.1數據質量改善154

8.2.2特征工程155

8.2.3模型機理解釋156

8.3人工智能驅動的可視化162

8.3.1數據處理162

8.3.2數據映射162

8.3.3交流見解163

8.3.4風格遷移163

8.3.5交互163

8.3.6解讀163

8.3.7用戶畫像165

第 二 部 分

第9章設計思維簡介1699.1概述169

9.1.1設計170

9.1.2思維170

9.2設計思維的提出174

9.3設計思維的特點176

9.4設計思維的應用178

9.4.1生物醫學儀器課程中的設計思維實踐178

9.4.2應用設計思維制作遊戲控制器原型180

第10章設計思維模型與實施184

10.1設計思維模型184

10.1.1斯坦福模型184

10.1.2Brown模型186

10.1.3IDEO模型186

10.1.4IBM模型188

10.1.5Jeanne Liedtka & Tim Ogilvie模型189

10.1.6雙鉆模型189

10.1.7模型比較190

10.2設計思維實施191

10.2.1發現191

10.2.2解釋192

10.2.3構思193

10.2.4實驗194

10.2.5疊代195

10.3工具和方法195

10.3.1人物畫像196

10.3.2利益相關者地圖196

10.3.3用戶體驗地圖197

10.3.4服務藍圖198

10.3.5商業模式創新199

10.3.6快速原型200

第11章設計思維可視化201

11.1可視設計思維201

11.1.1增強設計思維的動態圖201

11.1.2用於設計思維教學的思考地圖203

11.2基於繪圖的設計思維可視化205

11.2.1繪圖作為一種思考方式205

11.2.2地圖作為解釋對象210

11.2.3地圖的溝通方式213

11.3基於鏈接表記的設計思維可視化215

11.3.1概述215

11.3.2什麼是鏈接表記217

11.3.3鏈接表分析226

第 三 部 分

第12章交通大數據可視分析23112.1概述231

12.2靜態交通網絡可視化起源232

12.3交通大數據可視化技術234

12.3.1地理信息可視化形式234

12.3.2交通大數據的屬性可視化237

12.3.3交通大數據的可視分析243

12.4案例: 交通預測中的可塑面積單元問題245

12.4.1發現階段245

12.4.2解釋階段246

12.4.3構思階段247

12.4.4實驗階段251

12.4.5疊代階段253

第13章三維建模工作流可視分析與應用261

13.1概述261

13.2三維建模工作流可視分析262

13.2.1網格構建序列可視化262

13.2.2網格編輯工作流的連續總結265

13.2.3數字雕刻工作流的統計分析270

13.3三維建模工作流管理275

13.3.1基於連續模型序列的建模過程反推275

13.3.2MeshGit: 多邊形網格的差異比較和操作合並277

13.3.3SceneGit: 三維場景的差異比較和操作合並280

13.4三維建模工作流應用282

13.4.1基於編輯歷史共享和重新定向的協作式建模282

13.4.2基於工作流歷史的三維模型視圖創作284

13.4.3三維數字雕刻的自動補全287

13.5案例: 創意支持的三維室內配色288

13.5.1發現階段288

13.5.2解釋階段289

13.5.3構思階段291

13.5.4實驗階段292

13.5.5疊代階段298

第14章教育知識可視化316

14.1概述316

14.2知識可視化基礎316

14.2.1知識可視化模型319

14.2.2知識可視化與信息可視化320

14.2.3知識可視化在知識管理中的應用321

14.3可視化技術輔助的教學過程323

14.3.1結合層次概念圖和動態非線性學習計劃的教育系統323

14.3.2面向初學者的Web端C程序可視化325

14.3.3幫助學習歷史的可視分析系統326

14.4大規模在線開放課程數據可視分析327

14.4.1MOOC學習序列可視分析328

14.4.2面向在線題庫的交互式學習路徑規劃328

14.4.3面向在線問題求解動力評估的可視化分析331

14.5科學圖譜繪制332

14.5.1相關理論和技術334

14.5.2基於主題和引文網絡的研究論文可視化336

14.5.3借助可視分析促進學術文獻中的偶然發現338

14.5.4探索學科交叉和演化情況339

14.6案例: 面向主動學習的解釋性可視化框架340

14.6.1發現階段341

14.6.2解釋階段341

14.6.3構思階段342

14.6.4實驗階段342

14.6.5疊代階段344