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導讀
橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。隨著我們看問題的角度不同，所得到的結果也會不用，不僅問題如此，數據也是如此。我們日常所看到的數據都是以各種形式展現在電腦裡，然而在實際應用中常會遇到需要了解數據部分特性的時候，但是我們只能在電腦外看數據，你有沒有想過可以深入到數據中間看數據？未來的數據可視化還可以用什麼樣的方式展現？就此，中國圖象圖形學學會可視化與可視分析專委會與九州連線聯合推出“可視化百人談”，對可視化領域的內容及成果進行專訪，以下為九州連線採訪UC Davis馬匡六教授的採訪實錄：
馬匡六：加州大學戴維斯分校計算機科學系教授，可視化中心主任，VIDI實驗室負責人
什麼是基於VR的沉浸式可視分析
九州連線：您是什麼時候接觸可視化的？
馬匡六：我接觸可視化的時候還是一個學生，當時可視化的發展剛剛起步。因為可視化這個領域是由科學應用的需求催生的，所以早期大家所做的研究大多是科學可視化。與現在所講的大數據不同，當時的大數據指的是科學應用方面的大數據，大家已認識到可視化的重要，基於此，美國政府開始推廣這方面的研究發展。後來在UC Davis我才逐漸在科學可視化、信息可視化、可視分析的多個應用上都做了一些研究。
大家對於可視化的界限區分的並不是特別清楚，或許在一項研究中三者兼而有之。現在，我所做的課題大都是從應用方面入手的。當我接觸到新的應用，就常會從中提取課題，比如我現在正在做的運用VR做沉浸式可視分析。
九州連線：什麼是基於VR的沉浸式可視分析？
馬匡六：我們傳統看數據的方式是在電腦上從外到裡、宏觀地看數據。基於VR的沉浸式可視分析是將自己放在數據裡面看數據，在這樣的空間，不用鍵盤、鼠標，可以很直接地用手或者身體的移動去接觸數據並分析瞭解數據。
譬如我們幾個人一起協同工作，要根據數據去評估一個地方的災害，或者進行醫療的整治、訓練，抑或準備一臺手術，這些都可以用沉浸式可視分析去進行自然、直接的體驗。當然，想要達到這樣的程度還有許多工作要做，現在這還僅僅是我們所期待的方式。
沉浸式可視分析的產生是大勢所趨
九州連線：為什麼現在開始做基於VR的沉浸式可視分析？是應用需求還是大勢所趨？
馬匡六：虛擬現實（VR）不是一個新的技術，在20幾年前開始已經在醫學和航太方面做了有說服力的示範，比如用於外科醫生手術訓練，雖然當時並沒有在實際應用中落地，但這為世人證明了它未來可產生更大的作用。
現在由於VR可穿戴、費用低、質量好，它的可用性不斷增加，另外隨著電腦的速度加快，VR重新被大家重視。我認為數據可視化將是VR虛擬現實非常重要的一個應用，我們可以把它叫做沉浸式可視分析。
九州連線：能否具體解釋一下沉浸式可視分析出現的條件？
馬匡六：就VR而言，為了讓VR顯示的東西更逼真，也就是讓人的雙眼看到不同的畫面，才能使畫面看起來更加立體，那這就需要一張圖至少畫兩次，一個給左眼看，一個給右眼看。做交互可視化的時候，畫圖一秒鐘10次，使用者可能就可以接受，但是對VR使用者一秒鐘至少需要30次，否則人在動，但是畫面跟不上，就會出現眩暈的感覺。
之前我還是學生的時候畫一張圖可能需要半小時甚至一個小時，畫完後再看畫的效果好不好，如果達不到效果就會再改數據參數，這又需要大量時間，剛開始的可視化就是這樣的。但是現在用GPU 1秒鐘可以做出來好幾張，速度有了很大進步。
所以隨著技術的提升，電腦速度的進步，人們開始認為VR可以有實際的應用，因此我想可以開始這方面的研究。
九州連線：沉浸式可視分析的使用場景是怎樣的？我們看數據強調進行宏觀把控，如果涉身其中，是否會造成認知混亂？
馬匡六：這個取決於你要看什麼。沉浸式可視化看到的空間是無限的，你可以隨時改變數據表現的方式，可以在一面牆上展示，也可以在你的身邊展示，或點或線或面，讓這些數據在你的身邊環繞，你可以看到它的局部特徵。我們已知道在科學與醫學的應用中，VR如何能有很大幫助，但是如何幫助信息可視化，可視分析並不是很清晰，因此才需要沉浸式可視化從不同的角度、用不同的方法去呈現。
沉浸式可視化仍然困難重重
九州連線：目前這個領域還存在哪些挑戰？
馬匡六：一個技術的成熟需要很多條件，雖然很多條件滿足了，但依然還有很多問題需要解決。如果沉浸式可視化應用在醫學方面，那就不僅需要速度快，還要真實準確。這對於VR在解決實際工作上的問題上提出了更大的挑戰。比如可視分析在VR空間裡怎麼去看數據等。
以我們在電影中常看到的畫面為例，偵探面前有一面線索牆，熒幕浮在空中，熒幕裡展現不同的數據，偵探可以用手在屏幕上與數據進行交互或者切換不同的線索，甚至他還可以用語言進行控制。這已是一種想象未來的交互方式。
▲圖數據的沉浸式可視化 作者：馬匡六
▲圖數據的沉浸式可視化 作者：馬匡六
可以想象沉浸式可視化是在個無限的空間裡，我們也可以用雙手做交互，這個呈現方式不只是我要走進數字，還可以把數據抓到眼前進行互動。比如數據可以從熒幕裡跳出來，或者數據從一個形象變成另一個形象，同時給我傳遞不同的信息。但是這些如何做，我們還需要做很多嘗試。
九州連線：目前大家在這一領域研究的進展如何？
馬匡六：對於可視化來講，在虛擬現實裡有太多可以創造的機會和空間，它與我們平時所處環境中的空間是不一樣的，這可以說是一種新的選擇。如果真的使用這個VR來解決我們工作中遇到的問題，還有一定未知性。
過去，我們看到有很多人已經發表了一些初步的研究成果，但目前我還沒有看到一份讓我心動的成果，因此，這個領域還需要更多嘗試。因此，在硬件上，我們要使VR與電腦技術同時進步，在軟件上，也要使可視分析的技術與之配套發展。
九州連線：除了目前遇到的難題，您在做可視化過程中有沒有遇到一些特別有趣的事？
馬匡六：有趣的事我一時想不起來，但我對可視化這個課題興趣未減，因為可視化問題大都是應用導向的，需要從應用需求出發進行可視化項目，需要先了解他們的數據特性，要解決哪些問題，然後根據數據做一些提取、分析、預測。
不同的應用有不同的需求，不同的數據也有著不同的挑戰或者呈現形式。我們的學生在大學讀的專業大都是資訊工程，要深入應用導向研究會比較難，相當於總是要同時掌握多門知識。只有瞭解數據，認識需求，這樣才能用可視化幫助他們解決這些問題。所以做可視化往往不能“一體通用”，以前這樣設計過，以後做另一應用不一定還可以這樣畫。
可視化不是ART，不能太抽象，不能把可視化裡蘊含的規律抹殺掉。可視化最終的效果讓人易懂、從中看到數據的趨勢、結構，讓領域專家看到他們想看到的東西，甚至看到他沒有想到的規律，從而用已知推測出未知。每當我幫助他們得到這個結果，就很有成就感。對我而言，這些就是我做可視化將近三十年來遇到的既有挑戰又非常有趣的事。
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