时间导向数据的高级交互方法

### 时间导向数据的高级交互方法 在数据可视化领域，与时间导向数据的交互至关重要。基础交互方法为数据探索提供了基本支持，而高级交互方法则能进一步提升数据探索的效率和深度。下面将详细介绍几种时间导向数据的高级交互方法。 #### 1. 交互式透镜 交互式透镜最初由Bier等人在1993年作为魔法透镜引入，与焦点+上下文概念相关。Tominski等人在2017年将其定义为轻量级工具，可根据需求为数据的选定部分提供替代视觉表示。 - **操作方式**：激活后，只需在可视化界面上移动透镜，即可指定其生效位置。透镜效果会自动计算并与基础可视化合并，生成局部增强的视觉表示。不需要时，可直接关闭透镜，恢复原始可视化。 - **效果类型**： - **内容变更**：例如更改选定时间点的颜色。 - **内容省略**：过滤掉不太相关的数据。 - **内容添加**：添加文本标签以进行澄清。 - **应用示例**：Shao等人在2017年提出的回归透镜，特别适用于分析时间趋势。它通过为透镜范围内的数据点添加局部计算的回归曲线来增强点图。同时，透镜的左右和顶部边界会显示所选数据的直方图，以指示数据分布。 以下为交互式透镜的操作流程： ```mermaid graph LR A[激活透镜] --> B[移动透镜指定位置] B --> C[自动计算透镜效果] C --> D[合并效果与基础可视化] D --> E[生成局部增强表示] E --> F{是否需要透镜} F -- 是 --> B F -- 否 --> G[关闭透镜] G --> H[恢复原始可视化] ``` #### 2. 交互式视觉比较 数据比较是数据可视化中的常见活动，在时间导向数据的分析中尤为重要。例如，检测时间趋势需要比较时间轴上的各个数据值。然而，在没有专门支持的情况下，视觉比较可能是一项艰巨的任务。 - **自然比较步骤**：人们在比较纸质信息时通常会执行以下三个步骤： 1. **选择比较候选对象**：可以是单个数据值、不同时间点的数据项或时间轴的子范围。 2. **安排比较候选对象**：将候选对象排列以便进行比较。 3. **进行实际比较**：找出比较数据之间的关系。 - **比较方式及优缺点**： - **并列排列**：将两个比较候选对象并排排列，能清晰看到各自的数据属性，但检测相似性或差异时需要频繁移动视线。 - **叠加排列**：将两个候选对象堆叠在一起，可能更容易看到相似性和差异，但会出现遮挡问题，影响数据的可见性。 - **折叠排列**：类似于在纸质上折叠纸张，可快速交替显示两个候选对象，是一种折中的方法，但可能会产生额外的遮挡。 | 比较方式 | 优点 | 缺点 | | ---- | ---- | ---- | | 并列排列 | 清晰显示各自数据属性 | 检测相似性或差异需频繁移动视线 | | 叠加排列 | 可能更易看到相似性和差异 | 存在遮挡问题，影响数据可见性 | | 折叠排列 | 能快速交替显示对象 | 可能产生额外遮挡 | 在计算机上，可以通过高级交互技术复制这些自然比较行为。例如，通过简单的拖动手势创建并列和重叠排列；使用alpha混合实现穿透比较，使遮挡视图部分透明；通