資訊視覺化觀點之互動展示策略研究

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(1)國立臺灣師範大學圖文傳播學系碩士學位論文. 資訊視覺化觀點之互動展示策略研究 A Study on Strategies for Interactive Exhibit Activities from The Perspective of Information Visualization. 研究生：江欣潔撰指導教授：王燕超博士. 中華民國一○二年六月.

(2) 謝誌. 回首三年研究生涯，充滿驚喜與回憶，深感滿足且毫無遺憾。感謝我的父母一直以來對我的體諒與信任，也謝謝我生命中邂逅的貴人們，有你們的幫忙與鼓勵，才能造就這本論文的完成。我愛你們。我將保有這一顆赤子之心，繼續大步向前，祈求為社會貢獻一己之力。. 2013.8.20.

(3) 中文摘要資訊視覺化經由電腦與網際網路以多樣的視覺化形式，協助人類處理暴增的資訊量，互動性地視覺表現讓大眾對複雜抽象的數據資訊提高認知以了解。資訊視覺化的應用已經滲透入人們的生活，不論是來自數位科技對視覺感官的愉悅與刺激，或是資訊內容議題的管理與藝術性美學的展現，基於彰顯資訊以展示或說服的原則下，轉而影響到傳播需求與社會型態。網際網路與新媒體科技的普及，加上運算裝置性能的迅速提升，「資訊」與「視覺化」的本質亦產生結構變遷，現今資訊視覺化之研究已發展出三個方向，分別為以處理視覺認知訊息為主的設計導向、以輔助分析巨量數據資料的電腦科學導向、以及滿足使用者人為需求服務的智能導向。本研究認為數位化資訊的本質著重於展示性，目前以資訊視覺化為資訊設計之平台與展示活動應用的案例眾多，在與使用者互動與視覺化表現的認知訴求與傳播溝通上，互動與資訊視覺化的相互關連值得探究，而其表現策略的創意思考層面亦缺乏實質論述。本研究從質性研究角度切入，以文件分析國內外融合資訊視覺化技術與方法之重要展示活動案例，架構出資訊視覺化於互動展示之概念原則；再以深度訪談資訊視覺化領域之專家學者，探討以資訊視覺化觀點呈現之互動展示表現策略，具備何種創意思考與未來發展。研究結果發現資訊視覺化應用於互動展示雖為不可抗之趨勢，但國內並未普遍重視此一技術之重要性。資訊視覺化之價值在於融合巨量資訊、線上即時互動、多媒體整合與議題關注，其表現策略之創新著重多元的應用以引起視覺吸引，提高互動展示的趣悅與知識性，進而帶動商機。唯國內軟體硬體之整合、具備資訊分析與視覺化技術能力之人才培育，與國外相較仍具備發展空間。本文期許以質性研究，讓文件與個人經驗產生對話，建構出資訊視覺化於互動展示之策略應用與建議。. 關鍵字 : 資訊視覺化、互動展示、資訊美學. i.

(4) ABSTRACT Information visualization via computer and internet assists people to deal with booming information in interactive visual representation with various visualized forms. It can penetrate cognition of abstract data in communities. Information visualization has permeated through the people’s lives. Not only joy and excitement of vision comes from digital technology Digital technology can also involve in management of information issues and present aesthetics. Based on manifest important information to display or convince viewers, to visualize information bases on principle of displaying, and has effected on interaction of the mass media and social pattern. With popularizing of Internet and new media technology and the rapid development, the essence of “information” and “visualization” have been changed their structure. Studies on information visualization nowadays have developed into three different directions. They are design-oriented management of visual information, computer science help with analyzing mass data, and service-oriented intelligence to satisfy users. My study believes that essence of digitized information emphasizes on presentation. There are many examples of information visualization applied for platform of information design and exhibition. On cognition appeals of interacting with users and information-communication of visualization, these connections are worthy of studying and there is a lack of actual discuss about its strategies on level of creative thinking This research is in way qualitative research. I analysis documents of important cases of exposition connected with technology and information visualization exposition to analyze and structurize concepts of information visualization in exhibition activity. And I also do in-depth interview with experts who specialize in fields of information visualization. I try to figure out the strategies of information visualization that presents inactive exposition and what creative thinking and future development. It comes out information visualization in exhibition is inevitable trend. But, we do not emphasize on this field in Taiwan generally. To integrate massive information, real-time interaction on-line, multi-media integration and issue-attention are values of information visualization. Its innovational strategy of presentation emphasizes on multi-application to catch user’s eyes and enhances interest and intellect, then to drives the business. However, compared with other countries, there is much more space to breed person who has talent of analyzing information and technology of visualization. I wish this research can bring out dialogue between documents and personal experience to structurize visualization of strategy and advice in inactive exposition with qualitative research. Keywords : Information Visualization、Interactive Exhibition、Information Aesthetics. ii.

(5) 目錄中文摘要 .................................................................................................................................................. I ABSTRACT ........................................................................................................................................... II 目錄 ....................................................................................................................................................... III 表目錄 ................................................................................................................................................... IV 圖目錄 ..................................................................................................................................................... V 第一章. 緒論 ....................................................................................................................................... 1. 第一節研究背景與動機 .................................................................................................................... 1 第二節研究目的與問題 .................................................................................................................... 6 第三節名詞釋義 ................................................................................................................................ 7 第四節研究範圍與限制 .................................................................................................................... 9 第五節研究流程 .............................................................................................................................. 10 第二章. 文獻探討 ............................................................................................................................. 11. 第一節資訊視覺化之概念與發展歷程 .......................................................................................... 11 第二節資訊視覺化與多元資訊展示 .............................................................................................. 32 第三節資訊視覺化之互動展示應用 ............................................................................................ 52 第四節文獻探討小結 ...................................................................................................................... 68 第三章. 研究設計與實施 ................................................................................................................. 69. 第一節研究架構 .............................................................................................................................. 69 第二節研究方法 .............................................................................................................................. 71 第三節研究對象 .............................................................................................................................. 72 第四節研究工具 .............................................................................................................................. 74 第五節研究實施 .............................................................................................................................. 78 第六節資料處理與分析 .................................................................................................................. 80 第四章. 研究發現與討論 ................................................................................................................. 85. 第一節研究發現 .............................................................................................................................. 85 第二節研究討論 ............................................................................................................................ 154 第五章. 研究結論與建議 ............................................................................................................... 170. 第一節研究結論 ............................................................................................................................ 170 第二節研究建議 ............................................................................................................................ 175 參考文獻 .............................................................................................................................................. 177 附件一訪談大綱 ................................................................................................................................ 193 iii.

(6) 表目錄表 1-1 表 2-1 表 2-2 表 2-3 表 2-4 表 2-5 表 2-6 表 2-7 表 2-8. 臺灣寬頻網路及新上網服務使用比例比較 ................................................... 3 視覺化的定義及三個構面 ............................................................................. 13 視覺化的技術工具面 ..................................................................................... 14 闡述資訊背景形態之資訊圖像案例 ............................................................. 18 由 Edward Tufte 提出的三個視覺化類型 ..................................................... 21 以 Information visualization 為名之學術期刊與研討會 ............................... 23 資訊視覺化的三個特質 ................................................................................. 25 科學視覺化與資訊視覺化之差異 ................................................................. 25 資訊視覺化應用於電腦科學運算 ................................................................. 26. 表 2-9 資訊視覺化未來發展挑戰 ............................................................................. 27 表 2-10 資訊視覺化相關領域為主題之研究計畫內容概觀 ................................... 29 表 2-11 表 2-12 表 2-13 表 2-14 表 2-15 表 2-16 表 2-17 表 2-18 表 3-1 表 3-2 表 3-3 表 3-4 表 3-5 表 3-6 表 3-7 表 4-1 表 4-2 表 4-3. 以資訊視覺化為研究範圍之臺灣碩博士論文整理表 ............................... 30 資訊視覺化之市場定義 ............................................................................... 33 不同功能面的展示目的整理 ....................................................................... 37 與資訊視覺化相關的知名社群網站 ........................................................... 46 政府機構於資訊視覺化的互動創新案例 ................................................... 54 產業於資訊視覺化的互動創新案例 ........................................................... 56 媒體平台於資訊視覺化的互動創新案例 ................................................... 57 藝術與學術於資訊視覺化的互動創新案例 ............................................... 60 本研究之深度訪談對象 ................................................................................. 73 本研究之文件分析資料篩選原則 ................................................................. 74 訪談問題檢核表 ............................................................................................. 75 逐字稿整理說明表 ......................................................................................... 81 初級編碼示例 ................................................................................................. 82 中級編碼示例 ................................................................................................. 82 資料分析架構 ................................................................................................. 83 資訊視覺化應用策略之 5W1H 分析............................................................. 85 政府機構端於資訊視覺化應用之策略 ......................................................... 87 媒體端於資訊視覺化應用之策略 ................................................................. 88. 表 4-4 產業端於資訊視覺化應用之策略 ................................................................. 91 表 4-5 藝術與學術端於資訊視覺化應用之策略 ..................................................... 92 表 4-6 各領域之互動展示策略類目彙整表 ............................................................. 93. iv.

(7) 圖目錄圖 1-1 圖 1-2 圖 1-3 圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 圖 2-4 圖 2-5 圖 2-6. 本研究之資訊視覺化概念示意圖 ................................................................... 7 研究範圍示意圖 ............................................................................................... 9 研究流程圖 ..................................................................................................... 10 結合文字與圖像之視覺化的概念 ................................................................. 12 透過眼睛的兩個視覺化層面 ......................................................................... 12 視覺化之傳遞接收理解過程 ......................................................................... 15 由 Otto Neurath 創立之 Isotype 符號 ............................................................ 16 拿破崙部隊征俄戰役中傷亡演進與時間過程 ............................................. 19 由 Luigi Perozzo 描繪之立體三維人口金字塔圖 ......................................... 20. 圖 2-7 美國 USA Today 報紙的全版彩印氣象資訊 ................................................ 20 圖 2-8 資訊視覺化之視覺化傳遞過程 ..................................................................... 24 圖 2-9 資訊視覺化的視覺化資訊與使用者轉向 ..................................................... 34 圖 2-10 展示活動分類架構圖 ................................................................................... 38 圖 2-11 由 Ben Fry 創作之作品「Valence」 ........................................................... 41 圖 2-12 由平川紀道創作之作品「DriftNet ver.-1」 ............................................... 41 圖 2-13 網站 oSkope 之視覺化搜尋引擎 ................................................................. 44 圖 2-14 社群網站 Facebook 粉絲頁之流量分析 ...................................................... 47 圖 2-15 環境資訊視覺化概念的公車資訊看板 ....................................................... 47 圖 2-16 研究者之 Instaweather 手機應用程式 ........................................................ 51 圖 2-17 2012 麗水世博會 SK Telecom 之「Data Alive」 ........................................ 51 圖 2-18「EMDialog」之資訊視覺化互動形式 ........................................................ 58 圖 2-19「ImpulsBauhaus Project」之資訊視覺化互動形式 .................................... 59 圖 2-20 夢想館之花夢小卡 ....................................................................................... 62 圖 2-21 奇幻迷宮記錄生理數據資料的彩圖卡 ....................................................... 63 圖 3-1 研究架構圖 ..................................................................................................... 70 圖 3-2 文件蒐集之整理分類 ..................................................................................... 80. v.

(8) 第一章. 緒論. 本章依序介紹本研究之研究背景與動機、研究目的與研究問題、名詞釋義、研究範圍與限制、及研究流程等五節，以進行綜述。. 第一節研究背景與動機傳播的形式已經透過數位科技媒介的創新，產生了資訊存取程序的變化，然而愈趨膨脹的資料量，需透過運算技術的提升與強化感知的視覺導向訴求，幫助人們理解資訊。資訊視覺化，正是一門透過電腦運算複雜的數位資料，以探討如何利用適當的視覺化圖形分析、呈現資訊的學問。本節分別就資訊視覺化與科技整合的現況發展，探討對傳播面的重要性，並透過國內外的相關論述，導引出現今資訊視覺化以更為豐富多樣的樣貌，於互動展示活動中進行對話，凸顯其表現策略之重要，並整理其應用在展示領域衍生的影響為背景，最後則闡述並歸結引起本研究之動機。. 壹、視覺圖像為資訊傳播與溝通之重要因素自古以來，人類的視覺即引領了感官絕大部分的感知能力，人類腦部的認知訊息處理歷程中，約有百分之八十的訊息是經由視覺獲得，且眼睛是最重要的接收來源(Berger, 1989)。因此在傳播溝通上，為了觀察與認識世界，直覺性的影像為最普遍接受的感官刺激，視覺成為直接影響決策（Decision Making）、資訊處理（Information-processing）及理解外在環境的重要角色，更是建構與判斷資訊傳遞的橋樑(Lurie & Mason, 2007)。 Berger(1989)認為人們運用了大量的能量以處理視覺資訊，以致於具有分辨可視物與知覺的差異，並接收知識。在眾多傳播溝通的形式上，圖像為人類溝通訊息與相互了解的重要媒介，亦是最好的學習載具。Spaulding 觀察繪本書中，圖像由輔助說故事的主軸，轉而具有自身直觀的意義表達，加以電腦與大眾媒體的推波助瀾，證明了現代社會日益圖像化的事實(Agosto, 1999)。時至今日，隨著媒體科技的進步，在傳播上運用的形式更趨多元，科技發展造成傳播媒介的變革，網際網路更串起了無遠弗屆的聯網時代。數位科技改變傳播媒體在文化發展中所扮演的角色，同時亦提供數位視覺文化發展的基礎（王鼎銘，2000）。電視、廣告、網路、甚而報紙等媒體著重結合圖像表現、視覺傳達與藝術型式的嶄新技術，逐漸以視覺導向的內容延伸至日常生活（林昆範、王孝筠，2008）。SNG 現場連線、互動廣告看板（Interactive Advertising Billboard）、智慧型手機及蘋果日 1.

(9) 報；身處影像時代的今日，漫天充斥著具刺激吸引的視覺元素，對資訊傳遞與溝通產生重要的影響。網路與數位科技的串連結合，致使視覺主導的圖像傳輸流通與創造更為便利，數位化圖像模擬與重製的技術日趨精進。經由標準化的數位圖像物件（Digital Objects），透過具體的展示行為，使資訊能夠快速且正確的容易理解，引導並發揮與視覺相關的處理能力。臺灣近年來在經濟發展上偏向以 IT 資訊產業為基礎的政策，以延伸推動至數位內容、文化創意及互動消費服務所構築之「創意媒體產業」（梁朝雲，2003）。隨著雲端智慧環境到來，因應網路運算高度提升所導致的視覺圖像技術產生結構性變化，以及自視覺辨識功能引發的資訊傳播行為受到重視，經濟部遂於 2004 年推出了「以視覺為基礎之智慧型環境的建構四年計畫」，為補助重點學校的科技專案計畫，由交通大學之「電腦視覺研發中心」主導。以視訊監控為核心，並以建構視覺為基礎之智慧型建築、社區及城市為主題。呼應由於新技術融合，尖端科技發展，人類社會演進所創造的新形態需求（經濟部技術處，2012）。傳播溝通除了持續在媒體技術上創新，亦須掌握受眾關注的焦點。視覺吸引仍舊為主流上的優勢，以圖像、多媒體甚至互動裝置，扮演引導使用者注意力的任務。相對來說，傳播媒體極盡展現其視覺表現的能力，以處理、放大、強化或美化所關注的資訊，紐約時報（New York Times）、華盛頓郵報（The Washington Post）等傳統新聞媒體，從而於資訊視覺化與展示手法的依存關係上，不斷推出創新的互動表現方式，為現代社會傳播推廣、知識結構與行銷領域引領出視覺的焦點。. 貳、科技技術整合成熟，提升資訊視覺化之多樣性資訊視覺化由字面上理解，可以拆解成兩個部分：「資訊的本質」與「視覺化再現的意象形式」。顧名思義即是透過視覺化處理的過程中，讓不易由視覺可見的抽象事物具象化，以幫助理解資訊的面貌。這是人類在語言文字尚未發達之前，即知道利用圖像敘述，以視覺化有效地表達及傳輸具體或是抽象的觀念(鍾雪珍，2008)。這種視覺化的目的為人類為了記載事件、傳遞經驗與知識以建構，因而著重表達情感與思想、或是再現（Representation）事物為主，曾榮梅（2008）認為資訊視覺化發展自傳統視覺化概念，而傳統視覺化探討的多為創意具體化的內容，屬藝術創意及設計的領域。電腦與網際網路高度發展後，連帶產生並需要處理的資訊量亦暴增，如何有效且正確的存取資訊成為日趨重視的課題。Card(2008)指出資訊視覺化為集合視覺運算相關技術，用於提升人類認知與抽象的訊息。資訊視覺化研究領域的變遷， 2.

(10) 即在於以科技輔助海量運算，將數據（Data）轉為圖像，以視覺化呈現出豐富的訊息結果。臺灣網路資訊中心從 2002 年開始進行「臺灣寬頻網路使用調查」並提出報告，截至 2012 年顯示，十年來臺灣上網人口由 953 萬增至 1753 萬，且寬頻使用比率提升（見表 1-1）。2007 至 2012 年顯示網路相關技術發展的融合與普及，促進無線與行動上網使用人口的大幅度增長，智慧型手機與行動服務迫使網路使用途徑與新領域的產生，龐大的資訊搜索行為與無時無刻的連網時間，因而在使用者的需求上不斷有新的視覺化工具以滿足網路延伸之多面向領域發展。表 1-1 臺灣寬頻網路及新上網服務使用比例比較上網人口* 寬頻使用比率個人無線上網個人行動上網. 2002 年. 2007 年. 2010 年. 2011 年. 2012 年. 953 萬. 1523 萬. 1622 萬. 1,695 萬. 1,753 萬. 63.4% x x. 63.36% 21.78% x. 67.21% 22.74% 10.86%. 70.58% 35.88% 18.82%. 74.18% 46.65% 30.98%. *2002 年調查母體為 15 歲以上之民眾，2012 年改為居住在全國地區（含金馬地區），年滿 12 足歲以上之民眾。資料來源：整理自臺灣網路資訊中心之臺灣寬頻網路使用調查報告。科技促進跨領域的整合，資訊視覺化所關注的型態亦不再僅止於透過演算法呈現的數據化科學，或以文字符號等資訊展現出其連結關係。2010 年 IBM 公司（International Business Machines Corporation，簡稱 IBM）提出了海量資料（Big Data）的概念，讓結構化與非結構化的資料（如社群網站的貼文、採購交易記錄以及行動電話 GPS 訊號等）都成為廣泛的資訊匯聚來源，因而提升了資訊視覺化的多樣性可能(International Business Machines Corporation, 2010)。現今資訊視覺化已成為一項展示資訊的思考形式；在使用工具上，新媒體與數位科技的多元化，能夠進行訊息複製、提高互動性，亦可多元化擷取資訊（侯志欽，2011）。不僅融入更便利檢視資訊的智慧裝置與人機互動介面（ Human Computer Interaction）；在視覺呈現上強化了載體技術的多元，如：資訊圖像（Information Graphics 或 Infographics）、動畫影片、聲音、生理反應訊息（如心跳、脈搏）、擴增實境（Augmented Reality, AR）等。視覺化資訊的意義更轉為注重資訊美學（Information Aesthetics）的藝術表現（曾靖越、林珮淳，2009），且就資訊之間的邏輯關係，增添感知意涵、時間性、故事性、現象變遷等的社會意義表徵。. 3.

(11) 参、視覺化展現資訊為現今互動展示活動的主要競爭能力資訊視覺化是透過人類的視覺系統以體察接收物件，其目標是讓使用者藉著觀察、了解，以感知訊息的概念(Gershon & Page, 2001)。視覺化的初衷即是為了展示、表現予以觀看。運用科技展現的多元樣貌，使視覺化方法不僅運用更為靈活，圖像式思考的簡化原則，導致展示活動發展為刪減過多資訊，甚而凸顯主要資訊的視覺導向。黃世輝和吳瑞楓（1998）認為展示是以資訊傳達、促銷、教育啟蒙等為目的，在一定時間或特定空間裡，將所欲傳遞的內容表演給觀者的一種傳遞方法或現象。展示活動則泛指一切以展示為前提的公開活動，具備不同的展示訴求，以資訊傳遞為最重要的目的。在展示宣傳手法與產品同質性過高的全球化市場環境當中，過於激烈的競爭使得資訊傳遞的方式傾向科技提供的視覺吸引與互動魅力。如今，即使是最簡單的宣傳活動，因新科技展現的視覺效果容易震撼心理感受，較快速引起注意而佔據感官接收的主要部分。科技造就了展示的多種可能，提高讓觀者動手操作（hand-on）、與觀眾互動應對的多種展示手法（呂理政，1998）。2011 年臺灣歷經上海世界博覽會、台北國際花卉博覽會等大型國家級展示活動的洗禮，在展示資訊的概念與互動運算科技研發能力上奠定顯著的進步。2010 年底的「台北國際花卉博覽會」更提升了資訊視覺化的互動應用與藝術觀賞層級，在整體視覺環境的促發之下，研發更具噱頭的互動視覺媒體展示資訊，不僅提升觀者接收資訊的愉悅與娛樂性，也更能滿足創意手法的呈現，為展示技術趨向高度競爭能力的證明。從國家發展來看，國科會每年補助的資訊視覺化相關研究案中，包含數位內容典藏物展示、醫療擬真視覺圖像、人機互動、藝術視覺化、視覺化智慧環境空間展示等成果豐碩，然而，將資訊視覺化技術與觀念於互動展示活動之普遍應用，在國內仍屬少見，而國外卻逐漸有許多案例。資訊視覺化需強調何種表現策略，提高互動性並呈現有效資訊，具備何種顯著性差異與未來趨勢，國內在跨領域整合與學術研究上，仍缺乏綜觀性概述。此外若只著重以科技的聲光效果取悅觀眾，缺乏對內容適當的呈現以體會與省思，迎合於技術上的競技，只能稱為科技的遊樂場(陳玫岑、劉源昌，2001；耿鳳英，2006)。因此在資訊內容之教育意涵與視覺化科技技術與工具的善用，也成為展示活動成功與否的基準（許素朱，2003）。. 肆、資訊視覺化之質量關係轉變影響傳播社會型態資訊視覺化方法與技術廣泛地應用至生活已為不可抗之趨勢，從智慧型手機的應用程式（Apps）到社群網站歷時性時間軸（Timeline）的編排介面，甚而戶外媒體、行動裝置皆多所設計採用。資訊視覺化在互動上持續走出實驗室的技術性操作轉而改變到注重探討人類接收資訊的形態。而 Google Map 與地理資訊系統（Geographical Information System, GIS）、微軟（Microsoft）的試算圖表（EXCEL） 4.

(12) 與眾多電腦輔助軟體等一般性（General Manner）資訊視覺化工具的普及，提升了大眾參與展示活動上兼具視覺素養及學習意願的先備知識。Web 2.0 概念出現後，資訊視覺化吸取了包含利用集體協同智慧（Harnessing Collective Intelligence）與個體的豐富使用者經驗（Rich User Experience），多樣龐雜的資料由大眾創造且能輕易地自行分析(O’Reilly, 2005)。從 ClustrMaps 於部落格提供網路定位的資訊視覺化地圖，到 IBM 的 Many Eyes 能創建屬於個人的資訊視覺化圖像，滿足個性化展示需要，在內容與分析的質與量上產生選擇性的轉變。楊正仁（2001）認為資訊視覺化在未來遇到的挑戰，除了本身是美學與工藝的結合，還必須考量到人類使用上的便利，除了資訊技術結構的未定性之外，在視覺需求也有程度上的取捨。資訊視覺化的價值即是在於其自視覺感官認知的傳播思維出發，探究展示資料的視覺性處理如何能吸引人類理解與洞察的愉悅 (Fekete, Wijk, Stasko, & North, 2008)。且多樣化的觀看形式與資訊交流的互動行為，亦牽涉到資訊美學的藝術性審視與生活環境中的社會現象。換言之，資訊視覺化是理解各種資訊並著重以視覺化表現型態的方法，其研究可分別就「資訊」與「視覺化」的本質進行探討。國內融合資訊視覺化概念的互動展示尚處起步時期，然而各個領域泛起的應用案例已經伴隨科技融合的普適性開始開花結果，探討國內展示之互動表現以資訊視覺化觀點呈現的現狀與未來發展，實有必要進行資料整理與釐清問題。. 5.

(13) 第二節研究目的與問題基於研究背景與動機，本研究以國內外資訊視覺化互動展示活動案例為理解發展面向，以資訊視覺化觀點進行探討，以下依此發展研究目的與研究問題：. 壹、研究目的本研究旨在了解資訊視覺化觀點中其技術特質及互動展示之跨領域應用與策略，及相關領域專家之詮釋與見解，透過質性研究期能達到以下四項研究目的：一、探討資訊視覺化之發展現況、內涵及相關特質。二、探討運用資訊視覺化技術方法之不同形式與互動展示概念。三、以資訊視覺化觀點，探究互動展示活動表現策略。四、探討國內互動展示活動與資訊視覺化應用之未來發展。基於上述研究目的，本研究之研究問題如下：. 貳、研究問題一、資訊視覺化之發展現況與訴求內涵？二、資訊視覺化技術方法運用於互動展示之不同形式概念與創新？三、資訊視覺化觀點對互動展示活動有何影響與價值？四、國內互動展示活動與資訊視覺化應用之問題與發展為何？. 6.

(14) 第三節名詞釋義由於文獻涉及跨領域與學門的研究，且兩岸三地的名詞定義並未統合，為釐清以避免文獻引據所造成的混淆不清，茲將本研究所提及之重要名詞，作以下界定並說明。. 壹、資訊視覺化（Information Visualization, InfoVis）資訊視覺化為將數據、資訊，以各種視覺化（Visualization）形式加以呈現或詮釋資訊的方法，又簡稱為 InfoVis。而中國大陸則將其翻譯為「信息可視化」。 Keim、Mansmann、Schneidewind 和 Ziegler（2006）定義「資訊視覺化更廣泛地以互動視覺介面做為抽象數據相關行為的傳播」。資訊之視覺表現面向與結構轉而趨向多元，不再侷限於數值資料與圖形的演算，而日漸廣泛地開發與應用至結構性的非數值資料（Non-numerical Information）。如數位內容典藏、商業金融、趨勢現象分析、新聞傳播、動態資訊（袁國明、周寧，2006）。本研究認為資訊視覺化為電腦科技輔助數據運算、以科學與藝術形式展現，透過視覺化的創作應用，兼具實用性、美學性的意圖與邏輯，將資訊提升至展示性的互動溝通關係。資訊視覺化的發展與表現策略，融合了科學、藝術與科技的影響（如圖 1-1）。. Visual Design 視覺設計. 藝術. Information communication 資訊傳播. 科學運算. 科學. Information visualization 資訊視覺化. Science Computing. 科技. Raw Data 數據 Data Mining 資料探勘. 圖 1-1 本研究之資訊視覺化概念示意圖. 7.

(15) 貳、互動展示（Interactive Exhibition）經濟部商業司提倡推廣的「展示科技」領域，將展示分類為三個部份，囊括了博覽會、博物館、會展、商業服務等活動應用（經濟部商業司，2009）。因應現今多元化的展示活動，科技已經成為必備的基本需求，而展示科技呈現的互動性更為提高，本研究之互動展示，主要指「執行展示活動時傳達資訊的互動性（Interactive）行為」。本研究之互動展示活動，則泛指依據展示之目的與性質不同，具有互動性展示性質、運用不同媒介與空間進行之活動。張恬君（2004）認為互動是參與者透過人機介面，擁有選擇呈現元素與瀏覽軌跡的權力，透過介面，數位媒體成為操控者與機器感知、呈現、控制的互動因子。而資訊視覺化做為一種互動技術與方法運用於展示上，資訊以何種強度，能吸引人類視覺感官的注意與愉悅，而科技如何經由資訊視覺化方式提升互動之表現與應用，則為本研究探索的重點。. 参、資訊美學（Information Aesthetics）資訊美學名詞的出現，來自於 1960 年代對電腦藝術（Computer Art）出現後所訂定的審美價值觀。隨著資訊來源、視覺化工具與電腦網路技術的精進，與藝術表現的融合更為緊密，資訊美學的美學評判關注的是創作概念以程式運算邏輯表現出的過程，以及透過電腦所呈現之人、科技與藝術之間的文化與生命（曾鈺涓，2007）。Manovich(2001)認為資訊美學是將當代文化以新興美學和電腦為基礎的文化形式進行檢測，具體到資訊社會的樣貌。本研究談論的資訊美學在於「描述當代電腦、人、藝術與社會之間的關係。」（曾靖越、林珮淳，2009）。. 8.

(16) 第四節研究範圍與限制壹、研究範圍本研究之研究範圍（如圖 1-2），著重以資訊視覺化觀點於互動展示策略的發現與建立。從文獻探討及國內外展示活動應用案例，歸納出研究範圍面向。期以從中就資訊視覺化之特性與互動展示的應用，提出具指標性的概念。互動展示策略. 資訊視覺化觀點. 互動展示活動案例. 展示目的. 資訊內容應用資訊視覺化觀展示空間點之互動展示人際關係與環境視覺化設計技術策略展示對象與角色. 本研究之研究範圍圖 1-2 研究範圍示意圖. 貳、研究限制一、文獻與資訊視覺化展示活動個案之限制：本研究之文件分析以蒐集 2007 至 2013 年初，國內外以資訊視覺化方法或技術工具為表現形式之展示活動案例為納編對象。在討論個案選擇上，由於展示活動資料多為第二手資料，且展示活動類型多元，因此為傾向借鏡國外經驗以對照國內資訊視覺化於展示應用的面向。本研究以融合資訊視覺化方法之互動展示活動並期以深度訪談結合文獻探討、個案對照之內容予以多向參考以演繹研究內容。二、研究結果應用之限制：資訊視覺化雖屬跨領域與學門的研究，但本研究之研究結果無法橫跨與概觀各相關領域，雖以三角檢定強化信效度，但推論仍有其侷限。另質化研究之深度. 9.

(17) 訪談側重於研究者與受訪者的互動與交流，以提升對研究目的與問題架構之建立，唯本研究之深度訪談對象採便利抽樣與滾雪球推薦，因而無法兼顧普遍性。. 第五節研究流程本研究基於研究目的與問題，擬定下列研究流程，共分為十個部分，如圖 1-3 所示：. 建立研究目的與問題. 相關文獻蒐集與整理. 建立研究架構. 資料彙整與分類. 設計與檢視訪談綱要. 文件分析整理之案例. 執行訪談. 訪談資料分析. 資料結果歸納. 提出研究結論與建議. 圖 1-3 研究流程圖 10.

(18) 第二章. 文獻探討. 本研究旨在探討透過資訊視覺化的各個觀點，就互動展示呈現之策略進行歸納與分析。希冀經由文獻資料的彙整與檢視，對於資訊視覺化的形式特性，及相關研究與現況具備概略性理解。本章共分為四小節，第一節為資訊視覺化之概念與發展歷程；第二節為資訊視覺化與多元資訊展示，探討科技技術工具強化互動可能，資訊逐漸應用於多樣視覺化展示；第三節為資訊視覺化之互動展示應用，從實際案例中建立表現之類型，以梳理現今狀況；第四節則為文獻探討小結。. 第一節資訊視覺化之概念與發展歷程本節循序就資訊視覺化以兩部分說明，先就「視覺化」之基本概念加以釐清，再就「資訊視覺化」之相關定義與發展進行闡述。最後再探討「視覺化處理資訊之必要性」. 壹、資訊視覺化的視覺圖像觀點資訊視覺化為「透過電腦輔助，以具有互動性地視覺表現，將抽象的數據資料放大以提供認知了解。」(Card, Mackinlay & Shneiderman, 1999)。電腦未出現，視覺化處理資訊的需求與行為即存在，傳統的視覺化定義著重以視覺認知與心理圖像訊息之設計為主(Rieber, 1995)，而資訊視覺化的展示亦多所援用視覺化定義，故此首先須理解視覺化之概念。視覺化，源於英文的 Visualization，在臺灣一般通常稱之為「視覺化」，在中國則將它譯為「可視化」。根據牛津英文辭典（Oxford Dictionaries）的解釋，視覺化定義為： "the action or fact of visualizing, the power or process of forming a mental picture or vision of something not actually present to the sight; a picture thus formed. " 意指「心理圖形或某些不存在（無法可見）的景象，經由行動、認知的視覺化力量或過程，從而形成之圖像」。林輝鐸、莊桓綺、陳怡琴、羅珮妤和鄭郁蝶（2010）認為，結合文字與圖像的圖像組織（Graphic Organizer），透過視覺化的呈現，可以清楚看到資訊間的關係與重點，藉以表示出非文字性的概念知識。故而可知如下圖 2-1 的訊息過程。鍾敏華（2009）指出視覺化的學習是人類獲得知識的途徑之一。且視覺化有用於對文字以外之認知環境的理解(Ntuen, 2008)。是以視覺化的學習有助於釐清文字之間的關係，並以此獲得知識。Dershem 和 Vanderhyde 11.

(19) （1998）則認為視覺化是一種用以創建圖像（Images）、圖表（Diagrams）或動畫（Animation）之傳播訊息的技術工具。因此，視覺化不僅可以做為傳播複雜訊息過程的有效工具，且經由各種圖像的釋義，能夠讓人理解眼見之具象與不可見（Non-visible）之抽象的事物。圖像的視覺化，已經成為抽象與具體想法的有效溝通方式，為人類開啟了一道曙光(Saudi, Seman, Tamil & Idris, 2008)。視覺化更為明確的概念，可區分為兩個層面以說明，即是：對既有事物（Object）的視覺化回溯（Recall）或將不可見的抽象事物以具體。眼見形成之心理圖形或無法呈現之抽象景象. 以行動、認知的視覺化力量或過程. 形成視覺化後的圖像. 圖 2-1 結合文字與圖像之視覺化的概念從 Oxford Dictionaries 之 Visualize 的英文字義可窺見： "form a mental image of; imagine. ” or “ make (something) visible to the eye. " 意即「對一件事物形成的心理想像」或是「透過眼睛讓某物可以得見」這樣的動作。以眼睛（視覺）為處理資訊的介質，讓看的見的事物以理解；不得見的事物被看見，即是視覺化。曾榮梅（2008）亦認同視覺化具備兩個層面，一種是以眼睛掌握原本不具視覺性的抽象概念，如思想與情感，使其可見；另一個層面是指具視覺性但難以被設想、接近或是「尋求再現」的事物而言。如圖 2-2。. 非視覺性抽象概念. 具體事物的再現. 視覺化圖 2-2 透過眼睛的兩個視覺化層面 12.

(20) 視覺化亦為重要的資訊傳遞途徑，Jankun-Kelly、Ma 和 Gertz（2002）認為視覺化檢索資料的過程，也是在探索資訊來源。He(2002)也認為視覺化可定義為，讓一個人發揮其認知能力以使用於觀察、存取、了解數據資料和信息的最佳方法。視覺化的概念歷程包含三個構面，以決定其實踐的方式，分別為眼睛所得見的「視覺」（Visual）與傳遞訊息至大腦處理資訊的「知覺」（Perception），對訊息理解與解釋的「認知」（Cognitive），以及最後以呈現圖像欲達到視覺化目的之「傳播溝通與表達」（Communication）。視覺化是跨領域的研究，電腦出現後，視覺化乃包含了數據模擬的繪製、認知心理學、圖像藝術（Graphic Art），以及電腦技術的計算機圖學與工程科學、數據管理與圖形處理等研究領域。林廷宜和楊曜全（2010）也認為視覺化結合了科學、人因工程、建築設計、教育心理、符號學及認知科學等諸多學科的理論及方法。自視覺化的不同定義，以確立視覺化包含的三個基本構面與兩個技術工具面向進行分述、以確立概念，如表 2-1 所示。視覺化的目的在於，透過視知覺、認知與傳播溝通的管道，提供使用者不僅是視覺呈現以解釋資料和訊息的能力，也給與資料和訊息背後的現象，更好的理解方式(He, 2002)。而其兩個技術工具面向為，由平面圖表之視覺化變遷至電腦輔助之多維度資訊視覺化，如表 2-2。本研究統整定義視覺化實踐之發展過程，可發現，對視覺化本身的定義即包含了「協助辨識及理解資訊的處理方法」。如今視覺化與資訊視覺化定義之分際在於電腦的輔助技術。表 2-1 視覺化的定義及三個構面研究者. 定義. 構面. Rieber (1995). 視覺化，為包括內部（心智圖像）和外部再現（實物、印刷圖片和圖表、錄像、電影和動畫）。. 視知覺認知. Schement (2002). 讓一個人發揮其認知能力以使用於觀察、存取、了解數據資料和訊息的最佳方法。. Jankun-Kelly 等人視覺化檢索資料的過程，也是在探索資訊來源。 (2002) Ware (2004) Wang 等人 (2006). 在腦海中建立的視覺圖像。提供了一個方法以解釋看到的、無法理解的複雜生態過程。. 認知認知傳播溝通與表達視知覺認知續下頁. 13.

(21) 表 2-1 視覺化的定義及三個構面（續）研究者. 定義. 構面. Spence (2007). 視覺化是一個人的認知活動，原與電腦無關。視覺化並非是沉浸在視覺體驗中，而是注重認知理解。. 認知. Ntuen (2008) Saudi 等人 (2008) 鍾敏華. 對文字以外之認知環境的理解。. 認知傳播溝通與表達. 為抽象與具體想法的有效溝通方式。. 認知傳播溝通與表達. 視覺化的學習是人類獲得知識的途徑. 認知. 之一。. (2009). 傳播溝通與表達. 結合文字與圖像的圖像組織，可以清楚看到資訊間的關係與重點，藉以表示出非文字性的概念知識。. 林輝鐸等人 (2010). 視知覺認知. 表 2-2 視覺化的技術工具面技術工具圖像及圖表設計. 視覺化的實踐含圖像、照片等二維平面設計。透過電腦輔助能處理更龐大的多元資訊，視覺化不再單純. 電腦及網際網路. 為圖像設計的視覺傳播，而擴展為電腦工具為主之任何視覺化資料、一切資訊皆可視覺化。. 一、視覺化與資訊傳播之關係視覺化的初衷即是以視覺做為處理資訊及溝通的形式。而透過視覺索求的資訊勝過其他感官的總合(Ware, 2004)。中國慣常稱之「眼、耳、鼻、舌、身」以接收感知產生五感，再透過身體本能表達行為。為了讓多數人都能快速且便利的理解資訊，去除語言文字的巴別塔（Babel）溝通障礙，以視覺為主的相關研究相形重要。視覺為重要的資訊溝通管道，非語言的行為表現來自於視覺的溝通與回饋。以視覺處理資訊進而形成傳播行為，除了以視覺觀察、模仿學習之外，亦須著重於了解視覺呈現的原理。有別於一般 Shannon 和 Weaver 基礎性的資訊傳播模式，以視覺傳播與視覺傳達（Visual Communication）訴求的視覺化傳播過程著重在「如何解釋、描述視覺化的現象事件」。視覺化研究重視視覺編碼和資訊傳遞與 14.

(22) 接收的過程(Chen & Jänicke, 2010)。如圖 2-3 所示，在視覺化的傳播過程中，發訊者透過對資訊的認知，以適當的視覺形式傳播訊息，提供易產生聯想及理解的視覺傳達方式，使觀者能透過視覺經驗以認知理解（林廷宜、楊曜全，2010）。編碼 encoding. 視覺化 visualization. 解碼 decoding. 發訊者. 選擇載體工具. 收訊者. 反應. 對資訊的認知. 圖解設計技術. 心像解讀. 回饋. 圖 2-3 視覺化之傳遞接收理解過程資料來源：修改自林廷宜、楊曜全（2010）。緊急救助圖示通用辨識設計研究以避難緩降機操作說明為例。設計學研究，11(2)，20。本研究採取 Chen 和 Jänicke（2010）的概念即「視覺化研究重視視覺編碼和資訊傳遞與接收的過程」以及林廷宜和楊曜全（2010）的視覺化之傳遞接收理解過程，為探討資訊視覺化傳播資訊的基本過程。. 二、視覺化與圖像思考（Visual Thinking）將創意具體化即是視覺化（張露心，2001）。廣義來說，視覺化可以被認為是圖像的代名詞(Rieber, 1995)。視覺感官接收了最多樣化的訊息來源，整個社會，於視覺形式傳送了大量的圖像，視覺化中最常用的即是指引與教育的作用。如何透過個體認知的心理活動以觀看圖像或是加以視覺化，兩者之間產生的關係才是具有意義的(Lester, 2003)。傳統的知識傳播過程中，將文字概念轉化為圖像或圖表來表達，可達到化繁為簡，眼見為實的傳播價值（林倩妏、卜小蝶，2010）。如同圖像及語言符號給與特定意涵以溝通，視覺化亦需要透過視覺語言的轉化，才能傳遞訊息。再現（Representation）指的是一個訊息的指明與從他處截取而來的資訊，基本上視覺化即是再現的表現形式。Paivio(1990)認為視覺化為空間訊息的再現，具有非任意性（再現影像類似於實際物體或事件）、連續（即非片斷式）的特點。藝術表現上，再現著重對現實世界的觀察以及對自然的模仿，以訴諸審美觀，十九世紀末受到攝影術發明的挑戰，使得藝術美感價值展開重新檢討（林伯賢， 2009）。科技發展後，再現的工具不侷限於二維的圖像，透過電腦輔助的視覺化再現，著重於探討再現形態的複雜顯示程度(Wu, Liew, Yan & Yang, 2002)。視覺化再現經由電腦解決問題的能力，可以放大處理更多的數據，對於決策者的認知不致於產生負荷(Lurie & Mason, 2007)。. 15.

(23) 以視覺化圖像表達真實的世界具有長遠的歷史(He, 2002)。在語言文字尚未出現的史前時期（Prehistory），多以圖像與符號來表現眼見的事物，開展出兩個重要的視覺化產物：圖像與符號（Sign）。法國拉斯科（Lascaux）地區距今 17300 年前的史前時代洞穴壁畫（Cave Painting），被稱為是人類最早的視覺資訊傳遞媒介(Viola & Gröller, 2005)。西元前 5700 年 Ç atal Höyük 的壁畫，由當時的人根據自身眼見印象的回溯，而以圖像繪畫方式表現在石壁上；透過視覺化的方式呈現出人們狩獵鹿時的樣貌，保存了壁畫欲傳遞的資訊。中國的象形文字、美索不達米亞的楔形文字與埃及的聖書體（Hieroglyph），這些文字的表現形態都起源於圖像繪畫，以自然物的形態或特徵做為表現依據，使不同時空的人們皆能理解圖畫文字傳達的內容（洪明宏，2002）。1925 年澳洲的教育學家 Otto Neurath 創立了國際圖像文字教育系統（International System of Typographical Picture Education, ISOTYPE），如圖 2-4。利用「類語言」圖形符號，將社會經濟等議題予以視覺化，向大眾傳達社會和經濟訊息，並應用到社會學、博物館和書籍，海報(Lupton, 1986)。ISOTYPE 不受個人教育背景等制約，建立了世界上最早、最完整的資訊視覺化系統（林廷宜、楊曜全，2010）。. 圖 2-4 由 Otto Neurath 創立之 Isotype 符號資料來源：“Isotype,” by M. Neurath, 1974, Instructural Science, 3(2), p. 138. doi: 10.1007/BF00053495 人們一直在尋求更好的視覺溝通方式，也致使視覺化受到美術、設計等著重視覺傳達領域的重視。而視覺設計（Visual Design）或圖像設計（Graphic Design）是利用一些有效的依循法則以視覺圖形展現，經由視覺素養（Visual Literacy）的能力訓練，得到更好的學習與展示效果(Lester, 2003)。本研究認為視覺化與圖像思考為資訊視覺化觀點創意發展之重要理念。. 三、資訊圖像（Information Graphic/ Infographic）圖像最大的價值在於促使我們關注未曾注意到的（Tukey, 1977；曾靖越， 2010）。Horn(1999)資訊圖像設計與視覺語言的關係，在於文字與圖像的緊密耦合（Tight Coupling）形成一種新的語言形式。Huang 和 Tan（2007）指出資訊圖 16.

(24) 像即是資訊，數據或知識的視覺化表示。資訊圖像是一種視覺的展示形態，經由文字說明與圖像的互動，藉以解釋複雜的事件或新聞 (Lester, 2003) 。 Danziger(2008)更指出現今電腦資訊視覺化的原型來自於資訊圖像，早在數位時代之前，即使用有效的量化數據圖表以呈現資訊，資訊圖像大量地使用於科學文化和商業訊息。故資訊圖像偏重於以平面圖像表現時間與空間的資訊，為資訊表現的各種平面視覺化思考，以下分為三種屬性說明：. （一）從平面探索二維到三維空間 16 世紀的耶穌會教士 Christoph Scheiner，利用許多手繪圖像，以說明他從太陽觀察來的天文學研究(Daxecker, 1992)。達文西（Leonardo da Vinci）自 1400 年開創透視法（Perspective）繪圖，使得透視法被使用於初級溝通之技術性圖像使用(He, 2002)。Scheiner 與達文西的手繪圖維特魯威人（Vitruvian Man），對平面設計之二維空間到三維空間的資訊圖像提出貢獻。Gaspard Monge 從 1700 年以幾何性的描述科學，自二維平面的媒介再現出三維視角圖（洪明宏，2002）。透視法讓視覺產生如假似真的視覺感，然而機械複製技術的仿真能力，讓擬真（Simulation）的價值被重新檢視。電腦科技創造出更具真實感的視覺意象，並藉由與觀眾形成互動，讓真實與虛幻之間的界線更加模糊（林伯賢，2009）。而 3D 軟體之發展、除了從多維度架構處理更龐大的資訊視覺化呈現外，也讓視覺感官沉浸於虛擬的真實。. （二）文字與圖像的系統化知名的圖像與統計學家 Edward Tufte 認為，資訊呈現包含了資料的來源與特性，藉由一系列資訊的歸納與設計、以比較分析以及量化的呈現與資料多樣性（Tufte, 1983；林廷宜、楊曜全，2010）。交通號誌、標記與商標 logo，以資訊傳播為考量的視覺設計所發展出的週期表（Periodic）、交通指引、地鐵圖（Tube Map）、統計圖表、工業設計指南等皆屬於視覺溝通訴求的資訊圖表設計，為視覺化之產物。洪明宏（2002）認為圖表是傳達複雜多樣且大量的資料之概念化、符號化、系統化的程序與方法，以視覺設計的表現方式用以呈現事實與現象。林廷宜和楊曜全（2010）認為視覺化是一門設計思考的科學，使用者將各元素加以串聯統整，藉由對圖像與圖像間的認知，會自動產生解讀的縫合作用（Suture Effect）。隨著電腦的出現，對於圖與表的應用也需順應時勢。各種無法歸類的圖形設計藉著螢幕持續吸引觀者注意，包含有法庭人物描繪（Courtroom）、電視時程表（Television Schedules）、行事曆（Calendars）、流程圖（Flowcharts）、時間線圖（Time Line）等，統稱為「多元格式」(Lester, 2003)。. （三）闡述資訊背景文件之視覺化地圖是最豐富的資訊背景圖像，1937 年中國使用經緯度描繪大禹（Yu The Great）的旅行是最早發現的地圖，而天文學、地圖學與氣象學是最早使用視覺 17.

(25) 化技術處理資訊的領域(He, 2002)。世界上第一份氣象圖是由「哈雷彗星」的發現者哈雷（Edmond Halley）於 1686 年所繪製的，以世界地圖為背景，利用圖像單純呈現出海面上的風象情況。知識背景表現細部關係所繪製出的圖，具有背景層面呈現的上下文關係，如城市、專業、網路；以及個別元素，如路徑、經過與資料，偏向知識功能(Burkhard, 2005)。將製圖以及時間、背景、數據資料透過視覺化的方式整合，強調知識展現的圖表和圖形都經常出現在媒體和我們的日常生活(Danziger, 2008)。研究者將著名資訊圖像案例整理列表如表 2-3 所示。資訊圖像發展至今，已經成為涵蓋了各種圖形元素，如地圖、插畫、圖像設計、文字說明和龐大數字所排版構成的長型垂直表（Long Vertical Table）。這種型態的資訊圖像引起了各媒體機構、部落客、私人企業及主流媒體發展此型態的資訊圖像為主流，且引發了網路行銷的經濟效益(Lankow, Ritchie, & Crooks, 2012)。Lima(2012)指出現代資訊圖像有三個特點：特定的故事或主題於很長的自上而下的圖形佈局、使用特定的插圖或剪貼畫以輔助闡明釋義、及包含大量表達分析的主題有關的特定數據。綜合上述，資訊圖像持續為資訊視覺化重要的形式之一。William S. Cleveland 認為傳統平面的資訊圖像，即是在沒有電腦輔助的原則處理大量的歷時性、空間性之數據的圖像或象徵物(Huang & Tan, 2007)。 Burkhard(2005)更提出物件（Objects）和互動視覺化（Interactive Visualizations）為資訊展示知識圖像的未來發展方式。本研究以 Danziger(2008)的「現今電腦資訊視覺化的原型來自於資訊圖像。」之觀點，及 Burkhard 的推論為概念，以現今互動性的資訊圖像為資訊視覺化的互動展示觀點之一。表 2-3 闡述資訊背景形態之資訊圖像案例作者與年代. 特性. William Playfair (1786). 其著作《The Commercial and Political Atlas》將 18 世紀英國的經濟數據結合縱軸橫軸之經緯度與粗細線條的標示，畫成圖表傳達複雜的資訊，亦是長條圖（Bar Chart）、圓餅圖（Pie Chart）各種圖表的發明者。. Dr. John Snow (1850). Charles Joseph Minard (1861). 以點狀地圖視覺化方式探究倫敦的霍亂疫情，統計出明顯的死亡集群，而發現霍亂與飲用水的關連以結束疫情。法國工程師繪製的 1812 至 1813 年拿破崙部隊征俄戰役中慘烈的傷亡演進與時間過程，融合時間軸，以線條的粗細表示軍隊的強弱與方位，數字則表示關鍵軍力的情況。（圖 2-5）續下頁 18.

(26) 表 2-3 闡述資訊背景形態之資訊圖像案例（續）. Luigi Perozzo (1879). Harry Beck (1931). USA Today (1982). 隨著更多的數據需展現，二維平面的地圖逐漸產生限制，三維資訊圖像出現。由於彩色印刷普及能表現出深度與層級，義大利人 Luigi Perozzo 以此展現了瑞典從 1750 年至 1875 年的人口。為第一個採用立體式三維人口金字塔（Three-dimensional Population Pyramid）資訊圖像的案例(Friendly & Denis, 2001)。（圖 2-6）倫敦地下鐵的路線圖（Tube map），以多種顏色區隔，不注重實際比例關係。此種視覺化方法用於表示地鐵、車站和地區，屬原理圖表（Schematic Diagram），而非傳統的地理地圖（Geography Map）(Spence, 2007)。 1982 年美國報紙 USA Today 開創了彩印報紙的重要一步，將傳統的氣象圖與資訊等資訊圖像成為新聞傳播的重要組成部分，USA Today 全頁彩色氣象圖。讓乏味的統計圖形，成為受歡迎的資訊閱讀來源(Mol, 2011)。（圖 2-7）. 圖 2-5 拿破崙部隊征俄戰役中傷亡演進與時間過程資料來源：Information visualization: Design for interaction (p. 1), by R. Spence, 2007, Harlow, England: Addison Wesley.. 19.

(27) 圖 2-6 由 Luigi Perozzo 描繪之立體三維人口金字塔圖資料來源：The potential role for infographics in science communication (p. 14), by L. Mol, 2011, (Unpublished master’s thesis). Vrije Universiteit. Amsterdam. Retrieved from http://www.sg.uu.nl/academie/infographics/Laura%20Mol%20Master%20Thesis%20 SC%20Final-small.pdf. 圖 2-7 美國 USA Today 報紙的全版彩印氣象資訊資料來源：The potential role for infographics in science communication (p. 15), by L. Mol, 2011, (Unpublished master’s thesis). Vrije Universiteit. Amsterdam. Retrieved from http://www.sg.uu.nl/academie/infographics/Laura%20Mol%20Master%20Thesis%20 SC%20Final-small.pdf 20.

(28) 貳、視覺化思維的轉變一個視覺化的有效性，取決於許多條件，如約定俗成、主觀用戶的喜好、文化背景、用數據結構表示的對應等。Tufte 認為，視覺化具有三種類型：數字式描繪、名詞式描繪與動詞式描繪(He, 2002；Tufte, 1990)。如表 2-4 所示。Tufte 的分類囊括了視覺化資訊形式內容的多元類型。表 2-4 由 Edward Tufte 提出的三個視覺化類型類型. 功能特性. 數字式描繪（Picture of Number）. 即一般統計圖表。. 名詞式描繪（Picture of Nouns）. 標示正確名詞資訊的地圖與航空照。. 動詞式描繪（Picture of Verbs）. 動作的再現，含過程與瞬間的影響。. 曾榮梅（2008）從網路搜尋引擎的關鍵字搜索當中，發現「視覺化」意義的學門轉向。一直以來對視覺化定義的理解，來自於藝術面、視覺設計、與傳播的需求。然而不論是視知覺、認知與圖像設計的思考，各個從原始視覺化資訊需求而來的理論，都因為電腦與數位科技的出現而帶來了轉變。早期的視覺化支持者皆是以視覺化原則創建靜態文件，如地圖或繪圖(Tufte, 1983, 1990；Burkhard, 2005) 。 Burkhard 認為，近年的視覺化研究卻宣告為以電腦輔助的共同體（Computer-Based Community），定義與達成共識資訊視覺化為「以電腦輔助的」、「互動的」、「放大抽象數據資料」的學者們卻都是活躍於電腦科學領域(Burkhard, 2005)。本研究認為，如今無論是知識視覺化（Knowledge Visualization）、數據視覺化（Data Visualization）、可視化或敘事可視化，皆指稱「奠基於電腦處理資訊以視覺化數據資料的原則」，屬於資訊視覺化觀點領域。自古人類即利用圖像敘述，以視覺化有效地表達及傳輸具體或是抽象的觀念（鍾雪珍，2008）。透過電腦運算亦不例外，圖像作為資訊視覺化的觀點之一，正是建立於如何以視覺化建立龐大資訊運算關係的基準點上。. 參、資訊視覺化的概念 Pinker(1997)引用愛因斯坦（Albert Einstein）的一句話「我特別的能力不在於數學計算，而是在於使用視覺化探討影響、可能性和後果」。二十一世紀以來，面對不斷發展的電腦運算能力，以及持續增長的資訊量，需要釐清更多資訊與彼此之間的數據關係。Gershon、Eick 和 Card（1998）認為視覺化提供了一個平台連接兩個強大的資訊處理系統，分別為人的思想與現代的電腦運算。即宣告了視 21.

(29) 覺化與電腦運算結合的意義。知識越趨複雜、龐大，資訊視覺化讓知識以更好的呈現方式，便於檢索與觀看(Chen et al., 2009)。從二維到三維空間的視覺體驗，資訊視覺化不斷協助人們處理更為抽象的問題。故此許多變量和大量的數據，讓視覺化效果，可能性和後果的需要變得從未如此巨大(Carpo, Waisel, Wallance, & Willemain, 2000)。. 一、資訊視覺化的發展 Information Visualization 的中文可釋義為資訊視覺化或是信息可視化，導因於臺灣與中國大陸兩岸習慣用語的不同。資訊視覺化是一門著重於將資訊（Information）與數據（Data），經由電腦運算以視覺性表現，並探討與發現其不易觀察之資料關聯性的研究。資訊視覺化名詞的出現，來自 Robertson、Card 和 Mackinlay（1989）認為從人機互動與使用者介面出發，在電腦運算協助資料的處理上，為資訊視覺化的形式做出了不同於視覺認知與藝術形式定義之視覺化表現。Michael Friendly 界定「資訊視覺化為廣泛的術語，可以包含靜態的資訊設計圖像，也可以是資訊科學所表現的動態科學視覺化」(Friendly & Denis, 2001)。早期的資訊視覺化之意涵即是以傳統的視覺化原則創建靜態文件(Burkhard, 2005)。Regin(2008)指出資訊視覺化即是從大量雜亂訊息中呈現出有意義的資訊圖像。直到 1986 年，美國國家自然科學基金會（National Science Foundation, NSF）舉辦了一場以 Panel on Graphics, Image Processing and Workstations 為主題的研討會，用意在於針對以科學運算（Scientific Computing, 又稱為計算科學）工作的研究機構，提出關於使用圖形軟體和圖形工作站的建議，以為科學進行更多的探測的可能(National Science Foundation, 1987)。會議中正式提出了「科學計算的視覺化」（Visualization in Scientific Computing）的觀念，明確地定義與其研究所涵蓋領域(McCormick, Defanti, & Brown, 1987)。視覺化正式連結為電腦科學之專業術語。資訊視覺化一詞正式使用，出自 Xerox PARC 研究小組以電腦圖學創建的用戶界面(Card et al., 1999)。從學術上，資訊視覺化常以 InfoVis 泛稱。國際級學術研討會的推展，為科學視覺化到資訊視覺化的研究訂定方向，亦形成主流趨勢。以資訊視覺化為主題的相關學術期刊與研討會（如下頁表 2-5）皆偏重電腦科學領域，而專門探討資訊視覺化領域之維基百科（Infovis Wiki）亦缺乏涉及視覺圖像設計與藝術相關領域的定義，可理解其差異。 McCormick 等人（1987）認為電腦運算是新興的理論與實驗之間進行科學考察的合作夥伴，並提出了以視覺化工具進行數學、分子模擬、醫學圖像、放射治療規劃、大腦結構與功能、3D 視覺化等科學應用研究。Gershon 等人（1998）認為資訊視覺化是人類運用自然的視覺能力，將數據、資訊、知識轉換為視覺形 22.

(30) 式的過程。Card 等人（1999）定義為透過電腦輔助，以具有互動性（Interactive）地視覺表現，將抽象的數據資料放大以提供認知了解。故而資訊視覺化的定義著重於以電腦處理視覺資訊的科學運算(Card et al., 1999；Chen, 1999；Spence, 2007； Ware, 2004)。本研究採納之資訊視覺化定義為 Card 等人（1999）提出之「透過電腦輔助，以具有互動性地視覺表現，將抽象的數據資料放大以提供認知了解。」表 2-5 以 Information visualization 為名之學術期刊與研討會類型期刊. 名稱. 學術領域 computer scientists、data. Information Visualization. 研討會. International Conference Information Visualization. analysts computer scientists、data analysts、visual analysts. 研討會. IEEE Information Visualization Conference. scientific visualization. 二、電腦輔助的資訊視覺化趨向電腦的發明改變了世界觀，也影響了資訊儲存的形式，至今二十一世紀人類的生活依然深受其影響。1980 年代中期，由於硬體不斷迅速發展，電腦圖學（Computer Graphic）改善了過去圖像繪製形式的限制，能呈現出更快更多元化的圖形。Fosdick(1996)認為一圖勝千言的說法該改為「一圖意味著 MB（MegaBytes, 百萬位元組）的數據值」。Ware(2004)視覺化現今的意義就是數據資料與概念的圖像再現。McCormick 等人（1987）指出，電腦計算科學和工程技術的廣泛應用，連結至一個共同點，即是視覺化，視覺化工具幫助研究人員了解和引導利用電腦圖學來創建視覺圖像。對於資訊視覺化的研究逐漸興盛，學者也試圖對資訊視覺化的傳播接收過程提出模式，以巨量的數據資料為基礎，探討人類資訊分析與視覺認知處理過程。 Spence(2007)提出資訊視覺化的傳遞過程，如圖 2-8。因而資訊視覺化重視探討電腦運算產生的研究與視知覺與圖像的運算，如何提供給人類觀看。資訊視覺化更進一步從視覺化圖形中得到知識與關係的意義。分析大量的數據與多維度的訊息，仍就是以人類感官的視知覺原理出發，提供一個具備直覺的、互動的、靈活的可視化環境（黃志澄，1999）。Gershon 等人（1998）認為有了有效的視覺化界面，可以與大量的數據交互迅速地、發現隱藏的特點、模式和趨勢。網際網路興起後，存儲數據的量成倍數增長，需要檢索的資訊量暴增，資訊分析轉而成為急需處理的議題(Keim et al., 2006)。 23.

(31) 圖 2-8 資訊視覺化之視覺化傳遞過程資料來源：Information visualization: Design for interaction (p. 3), by R. Spence, 2007, Harlow, England: Addison Wesley.. 資訊視覺化吸收與囊括了多個學門的跨領域特質，且承載自傳統視覺理論，應用範圍跨足資料管理、電子商務及網路資訊，以協助人們處理過量資訊之間的認知關係(Friendly & Denis, 2001)。而硬碟存取的便利與標準化數據庫管理系統、條碼的普及，資訊數據被企業與政府作為一項戰略資產加以利用。Bederson 和 Shneiderman（2003）指出，資訊視覺化融合了人機互動、電腦科學、資訊圖像、視覺設計、心理學與商業方法的研究；且資訊視覺化正逐漸增長成為數位化圖書資訊、數據資料探勘與商業金融分析應用的重要部分。Friendly 和 Denis (2001) 更表示這些非數值資訊可以是軟體中的文件與程式、圖書館的書目數據庫（Database），或是網路中的關係。. 三、資訊視覺化的技術結構曾俊儒（2009）在視覺化抽象資訊的結構設計上，為了在有限的螢幕空間呈現最多的資訊，從一維之線性關係（Linear Relationship）與串流結構（Stream Relationship）逐漸發展至二維、三維至多維度的視覺化技術，以處理階層關係（Hierarchical Relationship）與網絡關係（Network Relationship）。從 Fisheye、 Treemaps、Perspective wall 及 Hyperbolic Viewer 等視覺化技術當中，對應適當呈現之結構類型。資訊視覺化藉由技術與階層結構圖形化的原則，以視覺表現的手法轉換以展示出數據資料。黃郅鈞（2004）表現資訊結構關係的圖像設計包括節點與聯結（Node and Link）、結構樹（Tree）等形式，從點與點之間的連線顯示資料之間的結構、相互關係與流量、以及結點的權重，而結構樹則表現了資料的階層關係。Card 等人（1999）以呈現資訊之視覺圖形表現，區分了資訊視覺化的圖形技術，分為單向度圖像設計（包含科學視覺化圖像與 GIS 地理資訊系統）；可表現出資訊隨著時間變化，呈現出大量細部資料與趨勢的多向度圖像（Multi-Dimensional Plots/Tables）；以近似實體的空間感在虛擬空間中展現資 24.

(32) 訊辨識的資訊地景與空間（Information Landscapes and Spaces）以及文字描述構成圖像等的視覺化形式。資訊視覺化圖像與傳統視覺化圖像不同的三個特質在於，互動性計算功能、多維度、電腦視覺圖形表現，本研究整理如下表 2-6。表 2-6 資訊視覺化的三個特質特質互動性計算功能多維度電腦視覺化圖形. 說明可以任意的以互動式觀看數據、管理資訊。以多維度呈現資訊結構。觀看表示對象資訊的多個物件與數值，且可分類排序、組合。數據資訊以圖形化顯示。圖形是具有語意的。並可就圖形與圖形之間的關係再予以視覺化。. 四、科學運算與科學視覺化（Science Visualization） McCormick 等人（1987）提出的「科學計算視覺化」後來發展為「科學視覺化」，最初僅指科學計算過程中的一部分著重分析抽象數據與專注科學運算，重視以圖形化結構進行有效的訊息傳遞。楊正仁（2001）指出早期的資訊為單純的數值資料，只需處理數值的視覺化，因而在視覺化的表現上屬於為解釋科學的、數據的與空間體積（Volume）的視覺化。Tory 和 Möller（2004）從視覺化再思考，提出科學視覺化與資訊視覺化的不同分類，以明確區隔兩者的不同。本研究整理 Tory 和 Möller 的論點整理如表 2-7。表 2-7 科學視覺化與資訊視覺化之差異視覺化方式. 特性. 科學視覺化. 1. 視覺化處理身體（物質）與物件的數據資料分析，如人體、地球、座標、分子結構等。 2. 使用者是該領域專家。 3. 較為注重建構複雜的空間與圖形再現。. 資訊視覺化. 1. 視覺化的數據與資料是非物質的、抽象的，如文字、層次關係及統計。 2. 使用者包含不同層級的非專家。 3. 注重層級之間的關係，與人機介面理論結合。. 隨著訊息量增加，處理的資訊除了單純的非結構性數值資料外，人類逐漸需要分析具有關連性的結構邏輯性資料（Structured Logical Data）、與非數值化資. 25.

(33) 料，以面對資料庫檢索與電腦的搜尋應用。曾榮梅（2008）認為人類的生理機制為本能的視覺認知系統，因而能建立各種視覺化圖形以應用於生活、醫療、社會功能等面向的應用，如交通指引系統、心電圖與斷層掃描等。經由電腦科學運算原則發展出之視覺化圖形，其典型應用於地理、軟體、醫療、教育與資訊檢索（Information Retrieval）、資料探勘與電子商務，奠定後續資訊視覺化發展的重要基礎，見下表 2-8。表 2-8 資訊視覺化應用於電腦科學運算應用面. 單位/研究. 說明. 1. 1989 年美國國家圖書館. 醫療的資訊視覺化. 動態資訊地圖. 提供豐富的數據資料（NLM）開始建立人體視覺化計庫供科學研究。畫。發現病徵，對大規模數 2. Chittaro(2001)認為醫療視覺據的讀取與影像的多化著重於斷層切面的檢視。角度成像即為重視。 2005 年 Google Map 推出，集結多重動態資訊地圖整合。 Goodchild(2010)地理資訊科學是有關科學、基本的地理概念和應用程序系統。. GIS 開啟了地理資訊科學與圖形化的動態視覺化，讓地理時間與空間正確的呈現，並發展出許多相關的軟體。. 以電腦圖學與二維與三維的動. 軟體視覺化. 視覺化檢索資訊. 態化方式，以觀看監測使用中的軟體視覺化為軟體系軟體程式、或撰寫演算法的過程統結構訊息的視覺化 (Stasko, 1990)。軟體的視覺化為表示。協助程式人員有效理解程式的方法(Schement, 2002)。 1. 搜尋引擎與資料庫系統隨著資訊超載（Information Overload） 2005 年 Remo Aslak 而受重視，傳統的圖書館資料管 Burkhard 將資訊視覺理，也因為全球資訊網的發展而化與知識視覺化進行成為資訊檢索重要的領域（王正了差異定位。拉高從知豪，2003）。識管理的角度以活用 2.數位圖書館資訊視覺化有四個資訊視覺化。自資訊檢構想：「用視覺化顯示資訊分索到知識的管理布；用視覺化顯示檢索結果；用 (Burkhard, 2005) 視覺化呈現資訊分類；及用視覺化幫助讀者瀏覽（林夏，2006）。」 26.

(34) 科學運算延伸了資訊視覺化多元領域的視覺化展示，並開啟了互動性發展。醫療的資訊視覺化將人類對於看見體內不可見的病徵、加以具體化。而透過「動態資訊地圖」Google Map 的出現整合多重資訊的互動，即是以電腦運算建立之資訊視覺化特質，改變了視覺化技術的意義，資訊圖像得以運用互動式視覺化展現(Burkhard, 2005)。「軟體視覺化」與「視覺化資訊檢索」則強化了數據視覺化建立更加龐大和複雜的數據模型。從而催生出了各種領域，運用海量數據、圖形視覺化與演算法技術的可能。本研究以 Michael Friendly 於 2001 年提出的觀點，認為此種數據科學運算明顯地區分了以視覺圖像設計，與視覺再現型式的傳統資訊視覺化定義，轉而將資訊視覺化與一般應用於電腦運算之大型非數值數據，如軟體系統、圖書館書目數據庫或網路關係的文件集合相連結(Friendly & Denis, 2001)。. 肆、資訊視覺化的限制與挑戰從 1987 年開始，資訊視覺化的研究始終方興未艾，視覺化處理的技術與跨學門的融合，伴隨電腦與網路的進步，引領研究者對不同層面的資訊視覺化特性展開探討。楊正仁（2001）對資訊視覺化提出了幾個重要的建言，以視覺化技術、視覺感官的需求及資訊結構的呈現為三個重要的未來發展挑戰，本研究整理如表 2-9。表 2-9 資訊視覺化未來發展挑戰研究課題. 目前限制. 資訊技術部分. 1. 電腦繪圖是資訊視覺化的核心，高效能繪圖與演算法技術需讓人類的視覺更能接受，技術能力亦需提升。 2. 人機互動介面雖然美觀但操作過程太過複雜。 3. 缺乏完整與適切的資訊視覺化開發工具。. 視覺感官需求部分. 1. 資訊視覺化的結構設計，空間使用率太密集，容易產生視覺混亂而降低使用意願。 2. 多維度的資訊關係不斷開發，但人類視覺忍受通常只能到三維結構。 3. 美學感知的需求，視覺設計的好壞左右視覺化效果。. 資訊結構部分. 1. 資訊關係的結構需要建立。何種資訊與何種資訊之間的關聯模式也需要視覺化呈現。 2. 知識管理架構的建立。知識管理技術的進步與知識模型的建立，將致使資訊視覺化的要求更為多樣。. 27.