聚焦信息技术领域 为产业发声
导读
横看成岭侧成峰，远近高低各不同。随着我们看问题的角度不同，所得到的结果也会不用，不仅问题如此，数据也是如此。我们日常所看到的数据都是以各种形式展现在电脑里，然而在实际应用中常会遇到需要了解数据部分特性的时候，但是我们只能在电脑外看数据，你有没有想过可以深入到数据中间看数据？未来的数据可视化还可以用什么样的方式展现？就此，中国图象图形学学会可视化与可视分析专委会与九州连线联合推出“可视化百人谈”，对可视化领域的内容及成果进行专访，以下为九州连线采访UC Davis马匡六教授的采访实录：
马匡六：加州大学戴维斯分校计算机科学系教授，可视化中心主任，VIDI实验室负责人
什么是基于VR的沉浸式可视分析
九州连线：您是什么时候接触可视化的？
马匡六：我接触可视化的时候还是一个学生，当时可视化的发展刚刚起步。因为可视化这个领域是由科学应用的需求催生的，所以早期大家所做的研究大多是科学可视化。与现在所讲的大数据不同，当时的大数据指的是科学应用方面的大数据，大家已认识到可视化的重要，基于此，美国政府开始推广这方面的研究发展。后来在UC Davis我才逐渐在科学可视化、信息可视化、可视分析的多个应用上都做了一些研究。
大家对于可视化的界限区分的并不是特别清楚，或许在一项研究中三者兼而有之。现在，我所做的课题大都是从应用方面入手的。当我接触到新的应用，就常会从中提取课题，比如我现在正在做的运用VR做沉浸式可视分析。
九州连线：什么是基于VR的沉浸式可视分析？
马匡六：我们传统看数据的方式是在电脑上从外到里、宏观地看数据。基于VR的沉浸式可视分析是将自己放在数据里面看数据，在这样的空间，不用键盘、鼠标，可以很直接地用手或者身体的移动去接触数据并分析了解数据。
譬如我们几个人一起协同工作，要根据数据去评估一个地方的灾害，或者进行医疗的整治、训练，抑或准备一台手术，这些都可以用沉浸式可视分析去进行自然、直接的体验。当然，想要达到这样的程度还有许多工作要做，现在这还仅仅是我们所期待的方式。
沉浸式可视分析的产生是大势所趋
九州连线：为什么现在开始做基于VR的沉浸式可视分析？是应用需求还是大势所趋？
马匡六：虚拟现实（VR）不是一个新的技术，在20几年前开始已经在医学和航太方面做了有说服力的示范，比如用于外科医生手术训练，虽然当时并没有在实际应用中落地，但这为世人证明了它未来可产生更大的作用。
现在由于VR可穿戴、费用低、质量好，它的可用性不断增加，另外随着电脑的速度加快，VR重新被大家重视。我认为数据可视化将是VR虚拟现实非常重要的一个应用，我们可以把它叫做沉浸式可视分析。
九州连线：能否具体解释一下沉浸式可视分析出现的条件？
马匡六：就VR而言，为了让VR显示的东西更逼真，也就是让人的双眼看到不同的画面，才能使画面看起来更加立体，那这就需要一张图至少画两次，一个给左眼看，一个给右眼看。做交互可视化的时候，画图一秒钟10次，使用者可能就可以接受，但是对VR使用者一秒钟至少需要30次，否则人在动，但是画面跟不上，就会出现眩晕的感觉。
之前我还是学生的时候画一张图可能需要半小时甚至一个小时，画完后再看画的效果好不好，如果达不到效果就会再改数据参数，这又需要大量时间，刚开始的可视化就是这样的。但是现在用GPU 1秒钟可以做出来好几张，速度有了很大进步。
所以随着技术的提升，电脑速度的进步，人们开始认为VR可以有实际的应用，因此我想可以开始这方面的研究。
九州连线：沉浸式可视分析的使用场景是怎样的？我们看数据强调进行宏观把控，如果涉身其中，是否会造成认知混乱？
马匡六：这个取决于你要看什么。沉浸式可视化看到的空间是无限的，你可以随时改变数据表现的方式，可以在一面墙上展示，也可以在你的身边展示，或点或线或面，让这些数据在你的身边环绕，你可以看到它的局部特征。我们已知道在科学与医学的应用中，VR如何能有很大帮助，但是如何帮助信息可视化，可视分析并不是很清晰，因此才需要沉浸式可视化从不同的角度、用不同的方法去呈现。
沉浸式可视化仍然困难重重
九州连线：目前这个领域还存在哪些挑战？
马匡六：一个技术的成熟需要很多条件，虽然很多条件满足了，但依然还有很多问题需要解决。如果沉浸式可视化应用在医学方面，那就不仅需要速度快，还要真实准确。这对于VR在解决实际工作上的问题上提出了更大的挑战。比如可视分析在VR空间里怎么去看数据等。
以我们在电影中常看到的画面为例，侦探面前有一面线索墙，荧幕浮在空中，荧幕里展现不同的数据，侦探可以用手在屏幕上与数据进行交互或者切换不同的线索，甚至他还可以用语言进行控制。这已是一种想象未来的交互方式。
▲图数据的沉浸式可视化 作者：马匡六
▲图数据的沉浸式可视化 作者：马匡六
可以想象沉浸式可视化是在个无限的空间里，我们也可以用双手做交互，这个呈现方式不只是我要走进数字，还可以把数据抓到眼前进行互动。比如数据可以从荧幕里跳出来，或者数据从一个形象变成另一个形象，同时给我传递不同的信息。但是这些如何做，我们还需要做很多尝试。
九州连线：目前大家在这一领域研究的进展如何？
马匡六：对于可视化来讲，在虚拟现实里有太多可以创造的机会和空间，它与我们平时所处环境中的空间是不一样的，这可以说是一种新的选择。如果真的使用这个VR来解决我们工作中遇到的问题，还有一定未知性。
过去，我们看到有很多人已经发表了一些初步的研究成果，但目前我还没有看到一份让我心动的成果，因此，这个领域还需要更多尝试。因此，在硬件上，我们要使VR与电脑技术同时进步，在软件上，也要使可视分析的技术与之配套发展。
九州连线：除了目前遇到的难题，您在做可视化过程中有没有遇到一些特别有趣的事？
马匡六：有趣的事我一时想不起来，但我对可视化这个课题兴趣未减，因为可视化问题大都是应用导向的，需要从应用需求出发进行可视化项目，需要先了解他们的数据特性，要解决哪些问题，然后根据数据做一些提取、分析、预测。
不同的应用有不同的需求，不同的数据也有着不同的挑战或者呈现形式。我们的学生在大学读的专业大都是资讯工程，要深入应用导向研究会比较难，相当于总是要同时掌握多门知识。只有了解数据，认识需求，这样才能用可视化帮助他们解决这些问题。所以做可视化往往不能“一体通用”，以前这样设计过，以后做另一应用不一定还可以这样画。
可视化不是ART，不能太抽象，不能把可视化里蕴含的规律抹杀掉。可视化最终的效果让人易懂、从中看到数据的趋势、结构，让领域专家看到他们想看到的东西，甚至看到他没有想到的规律，从而用已知推测出未知。每当我帮助他们得到这个结果，就很有成就感。对我而言，这些就是我做可视化将近三十年来遇到的既有挑战又非常有趣的事。
黄河连线系太原九州连线文化传媒有限公司旗下品牌
点击图片查看往期文章：
閱讀更多 木蘭花開 的文章
