面向认知效率的信息可视化设计

论文摘要

无论是在资讯爆炸的当下用于向用户传达信息和观点，还是改良图形用户界面的友好程度，信息可视化设计都成为一个重要的手段。信息可视化借助图形化手段来传达信息和观点，一个优秀的可视化设计可以让读者愉悦快速地完成信息的阅读、获取或检索，反之却可能带来认知的负担，甚至有悖于信息的本意。本文从探讨人际间信息的传播到分析人机沟通的模式，总结人类认知的若干原则，作为研究信息可视化设计认知效率的理论基础。引入认知心理学中心智模型的概念，提出人的心智模型是“由下而上”的形成过程：首先是感官层面的刺激，然后理解信息的逻辑，最后形成主题情感；而信息的构建则是“由上而下”，信息决定设计，信息可视化设计应该从主题开始，围绕信息主要的表达目的，以数据的逻辑结构组织信息，同时考虑可视化效果的视觉形式，包括图形和色彩，注重视觉的美。本文在研究的基础上，选取了上海交通大学的校史作为主题，进行了校史信息的可视化设计，并与旧有的树状结构图进行认知效率的比较实验，对用户在结构维度、时间维度和结构时间复合维度上的信息的认知反应时间进行分析，得到了优化后的信息可视化设计图与树状结构图在认知效率上有显著性差异的实验结果。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 研究的意义
• 1.3 研究的目的
• 1.4 研究的思路
• 1.4.1 研究的框架
• 1.4.2 文章的结构
• 第二章 文献综述
• 2.1 信息可视化
• 2.1.1 信息可视化的研究现状
• 2.1.2 信息可视化的技术
• 2.2 心智模型
• 2.2.1 心智模型的定义
• 2.2.2 心智模型的特征
• 2.2.3 心智模型的分类
• 2.2.4 心智模型的抽取
• 2.3 信息构建
• 2.3.1 信息构建的定义
• 2.3.2 信息构建的特征
• 2.3.3 信息构建的规则
• 2.4 本章小结
• 第三章 认知的效率
• 3.1 人与人交互的模式
• 3.2 人与机交互的模式
• 3.3 人对信息的认知
• 3.3.1 联结键
• 3.3.2 信息聚合
• 3.3.3 简洁的展示
• 3.3.4 信息的比较
• 3.3.5 高效的视觉信息
• 3.4 人机交互中心智模型的形成
• 3.5 本章小结
• 第四章 信息可视化设计
• 4.1 信息决定设计
• 4.1.1 可视化设计的评价
• 4.1.2 信息构建的层次
• 4.1.3 信息的主题
• 4.2 信息数据的逻辑结构
• 4.2.1 利用源数据结构
• 4.2.2 层次数据结构
• 4.3 视觉的美
• 4.3.1 图形
• 4.3.2 色彩
• 4.4 本章小结
• 第五章 设计与实验
• 5.1 设计选题
• 5.2 时间轴的可视化设计
• 5.3 交大校史的信息可视化设计
• 5.3.1 学校作为独立的轴线
• 5.3.2 轴线区间色阶的变化
• 5.3.3 校际分离、合并的样式
• 5.3.4 密集数据的合并
• 5.3.5 院系调整信息的展示
• 5.4 认知效率对比实验
• 5.4.1 实验目的与假设
• 5.4.2 实验方法
• 5.4.3 实验被试
• 5.4.4 实验过程
• 5.4.5 实验结果
• 5.4.6 实验讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文