坐标是什么意思(数据可视化系列)
admin
2023-08-12 10:44:06

坐标系是一个定位系统,可以让每个数组在维度空间找到映射关系,更倾向于数学/物理概念。在数据可视化中,最常用的坐标分为笛卡尔坐标系和极坐标系。本文介绍的坐标轴设计主要是围绕直角坐标系,欣赏~

坐标轴是什么?在说坐标轴之前,先介绍一下什么是坐标系。坐标系是一个定位系统,可以让每个数组在维度空间找到映射关系,更倾向于数学/物理概念。

维基百科对坐标系的定义是:对于一个n维系统,每个点和一组n个标量可以形成一一对应的系统,它可以用一个有序的多元组来表示一个点的位置。

在数据可视化中,常用的坐标系有两种:笛卡尔坐标系和极坐标,都是二维坐标系。

笛卡尔坐标系,即直角坐标系,由两个相互垂直的轴组成。极坐标系由极和轴组成,坐标系中的任意一点都可以用极径和夹角(逆时针)来表示。常用的使用直角坐标系的图表有直方图、折线图、面积图、条形图等。下面介绍的坐标轴设计主要是围绕直角坐标系,使用极坐标系统的图表有饼状图、环形图、雷达图等。

坐标轴是坐标系的组成部分,是定义域轴和值定义域轴的总称。系统的范围更大,轴包含在系统的概念中。由于可视化图表绘制的数据大多具有一定的实际意义,我们可以根据坐标轴对应的变量是连续数据还是离散数据,将坐标轴分为连续轴、时间轴、分类轴三类。不同类型的轴在设计和加工上也有差异。

轴的元素在介绍轴的设计之前,我们先把轴分成& quot原子& quot元素,具体分为轴、轴刻度、轴标签、轴标题/单位、网格线。

坐标轴中容易被忽略的设计细节根据坐标轴的构成,对各构成要素中容易被忽略的设计细节进行了分类和论述。

一般只考虑是否显示轴,比如直方图,折线图。在背景网格线的情况下,Y轴会被隐藏,而条形图会隐藏X轴,从而达到信息降噪的目的,突出视觉焦点。

轴刻度通常不显示。只有当一个标签对应的数据点无法用肉眼定位时,才会显示刻度线来帮助用户定位,比如采样显示的折线图或条形图。

网格线用于定位数据点的范围,它们显示在范围轴的一个方向上。条形图采用水平网格,条形图采用垂直网格。风格是最虚的线,斑马线因为感知力强一般不用。

轴标题/公司主要用于解释域轴和范围轴的数据含义。当直观的图表标题、图例和轴标签能够充分表达数据含义时,没有必要单独显示标题/单位,& quot如果没有必要,不要添加实体& quot。

轴标签的设计比较复杂,涉及很多细节,定义轴和数值轴上的标签和单位的设计需要考虑的细节都有差异。下面把定义域轴和值轴看成X轴和Y轴,便于解释。

1.x轴标签设计X轴标签的设计重点在于显示规则,不同的轴类型有不同的处理方式。

1.1连续轴/时间轴的标签显示

连续轴/时间轴由一组前后差相同的等差数列组成,中间的对应关系不用几个值就能看清楚。当容器中多个标签的完整显示重叠时,我们可以通过抽样显示的方式来避免这种情况。这里不建议旋转。一方面,旋转可能会从美学角度破坏界面的整体协调性。另一方面,连续/时间轴没有

当X轴上不能完整显示多个标签时,首先保留第一个和最后一个标签,其他标签以等步长间隔显示。区间除法的前提是区间数是一个合数,能被1和它本身以外的数整除。如果区间数是质数,& quot-1 & quot;需要转换成一个合数。

比如:11个标签,间隔10,可以被2和5整除,即分成2等份和5等份。12个标签,区间数是11,不能平分。你需要& quot-1 & quot;在区间数的基础上,再换算成10的合数后平分。此时,最后一个标签显示在倒数第二个数据点上。

可能有人会问,如果能被那个多数平分,我该选哪个?这个要看标签的长度,选择能放下最多标签的平均分。由于轴/时间轴是连续的,一般是数值、日期、时间等。字符长度有限,即使采样后也能保证显示一定数量的标签。

等采样不适合表达某个时间段的趋势折线图,因为最后一个标签不一定对应最后一个数据点。对于这种折线图,能够清除表示显示更多的时间标签比开始时间和结束时间更重要。设计只能显示第一个和最后一个标签,或者第一个和最后一个中间值。

1.2分类轴的标签说明分类轴是由几组离散的数据组成的,它们相互独立存在,没有严密的逻辑。

关联。若采用抽样规则,隐藏一些标签,用户对图表认知就会有困难,违背了数据可视化清晰、有效的设计原则。分类轴最佳处理方式是标签旋转45度,若45度仍显示不下,继续旋转90度。如果90度还是放不下就要考虑结合图表交互或反转图表。

标签旋转方向也有讲究,因为人的视觉习惯是从左到右,从上到下,标签顺时针旋转45度更符合用户的浏览动线。

分类轴标签字段有长有短,长文本标签直接旋转不仅影响美观,而且也不利于用户阅读。如果数据量比较少只有2~4个,长文本标签更适合水平展示,显示不下省略即可;如果数据量比较多,就限定字符数后旋转。

2.y轴标签设计

y轴标签的设计重点在标签数量、取值范围和数据格式上。标签显示区域一般根据最长标签宽度自适应缩放。如果数组是固定的,就写成固定宽度,节省图表计算量,提高渲染速度。

2.1y轴标签数量

标签数量不建议过多,太多的标签必定导致横向网格线变多,造成元素冗余,干扰图形信息表达。根据7±2设计原则,y轴标签数量最多不超过这个范围。

2.2y轴标签取值范围

y轴标签的取值范围决定了图形在整个绘图区域的显示高度。

折线图y轴标签取值一般保证图形约占绘图区域的2/3,以更有效的传达数据波动幅度,避免掩盖和夸大变化趋势。2/3即斐波那契数列第二位起,相邻两数之比,也是黄金分割最简单的计算方法。

柱状图的y轴标签取值应从0基线开始,以恰当反应数值。如果展示被截断的柱状图,可能会误导观众做出错误的判断。

2.3y轴标签数据格式

y轴标签的数据格式在ant.vision写的比较详细,重复内容不在此说明,重点讲下一些特殊的设计细节。标签保留的小数位数保持统一,不要因为某些轴标签是整数值,就略去小数点。

正负向的y轴标签,由于负值带“-”符号,整个y轴看起来会有视觉偏差,特别是双轴图的右y轴更明显。这里建议正负向y轴给正值标签带上“+”,以达到视觉平衡的效果。

总结

写了那么多关于坐标轴的设计,你是不是恍然大悟,原来小小的坐标轴还有如此之多的细节。往常我们做图表设计,可能只是用网上自动生成的图表简单调整下,或者按照通用样式来设计。然而,通用样式虽然能表达数据意义,但也缺少了对图表细节的把控,失了精致优雅的感觉。

作为数据可视化设计的一小部分,就是这些设计细节,决定了图表最终的传达效果。

上述内容是本人近期工作的经验总结,对于数据可视化设计还不具备指导意义,欢迎各位大神们来交流探讨~

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题图来自Unsplash,基于CC0协议

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