第九届中国可视化与可视分析大会(ChinaVis 2022)于2022年7月23日上午在西宁市会议中心大会堂隆重开幕,来自全国高校、科研院所和企事业单位的625位专家学者和嘉宾参加了本次大会。
大会开幕式
ChinaVis 2022大会主席青海师范大学耿生玲教授、青海师范大学副校长赵海兴教授、青海民族大学校长助理魏建国教授分别致辞;中国图象图形学学会可视化与可视分析专委会主任袁晓如研究员介绍了专委会建设情况,并号召可视化同仁一同承担建设中国可视化力量的历史使命和历史责任。
图 1 ChinaVis 2022 大会开幕式盛况
特邀报告1
Wonderful Data Visualization
ChinaVis 2022邀请了耶鲁大学Edward Tufte教授作题为“Wonderful Data Visualization”的在线报告。Edward教授从数据、设计以及任务等角度阐述了数据可视化与可视分析的本质以及建议。数据是可视化的核心,其质量决定了可视化的质量、可信度与真实性。在数据可视化的过程中应重视对数据的审核、检查以及测试,并充分观察数据采集过程中可能出现的偏见、情绪化等因素对数据产生的影响。Edward教授进一步结合实例对数据可视化的呈现给出了一系列建议:良好的数据可视化应以简洁的设计展示复杂的数据,以尽可能高的分辨率呈现图形信息;数据可视化的过程应重视比较,清晰的比较有助于用户理解数据故事;数据可视化的核心为诚实的呈现数据,而非虚假的总结。
圆桌论坛1
人文遇见可视化
ChinaVis 2022首日圆桌论坛创新性探讨了“人文遇见可视化”交叉议题,该论坛由中国图象图形学学会可视化与可视分析专委会主任、北京大学袁晓如研究员主持。圆桌论坛邀请了南京大学陈静副教授、清华大学付志勇副教授、上海大学李谦升副教授、上海图书馆夏翠娟研究员、天津大学张加万教授、复旦大学张晓虹教授等六位专家学者参与,同与会嘉宾进行交流碰撞,共同探索可视化技术与数字人文潜在的结合点。
陈静副教授指出目前可视化与人文科学交叉的协同作用往往被学者们忽视,人文学科学者参与该交叉领域的研究起步较晚。她进一步从可视化在人文科学扮演的角色、对介入人文学科和知识生产的角度讨论了可视化究所带来的挑战与机遇,并希望可视化和人文科学领域专家积极合作,充分发挥可视化在人文科的作用。
付志勇副教授认为应从用户体验、交互设计这些角度来建立可视化与人之间更好的共情和理解力,让数据、信息更符合人的观看和理解。人工智能的应用已经深入到创作过程中,可以看出技术所带来的新机遇;同时这也将引起专家学者们对人文、社会、伦理等方面的新的启示,和对于探索新的可视化方向也有重要作用(比如内容获取内容、知识推荐等)。
李谦升副教授阐述了艺术追求探索、设计面向服务、技术引领时代的关系,倡导交叉研究过程中思考以下三方面议题:(1)交叉研究中应充分考虑人文作品的差异化与共通性,比如壁画、手工艺等艺术形式均有相应的特色;(2)在内容的复原与虚实融合中,应充分考虑将文化遗产的再输出转换成一种大众能接受的、具有艺术魅力的形式;(3)在把最新的技术手段融入到艺术设计当中时,应把握实验与体验的关系。
夏翠娟研究员认为可视化产生的图表可以作为人文研究的多重证据法中的另一重数智证据。数字人文研究中的数据往往具有规模大、时间跨度长、维度高、多模态等特点,亟需数据可视化进行呈现,以提供望远镜式的长时间宏观研究以及显微镜式的个体与局部关系探究。此外,我们需要建立一种可视化的生成机制,使数据能够随着时间、空间、知识生产状态的变化而动态改变。
张加万教授论述了人文社会科学与自然科学的不可分割性,两个领域交叉融合的机会和创新的可能性将越来越多。通过结合自己在数字与人文方面的工作,论证了两个领域都是数据驱动的,且均具有相同的研究范式;阐述了可视化工具在推动人文知识的加工、组织、分享、传播中的作用;表达了可视化推动人文研究证据、事实、结论的确认验证及数据叙事沟通的作用。
张晓虹教授介绍了团队开发的中国历史地理信息系统,该系统不仅可以直观、生动的呈现中国2000年来的行政区划变迁过程,还可以精细的展现历史上某一时期的气候变化。张教授认为可视化对知识传播有重要意义,可以促进人文学科的知识发展和学科范式,近二十年来可视化在历史地理中的发展已充分验证了可视化的意义。
袁晓如主任总结认为,人文领域对可视化有强烈的需求,可视化在人文领域的广阔天地,将会产生巨大的社会效益与历史意义。
论文报告Session 2 “AI4VIS”中,报告嘉宾分别报道了4项相关研究工作。浙江大学的学者提出基于深度学习的框架来自动发现视觉洞察并为图表生成相应的文本描述,开发了一个交互系统用于显示图表见解以及相关描述。东北师范大学的学者介绍了一种辍学行为的模式识别方法,可以定量地揭示不同学习行为对于辍学的影响。天津大学的学者分享了一种用于构建大数据可视化系统的混合预测和搜索方法,以灵活和高效地探索投标数据。重庆大学的学者提出通过深度嵌入和视觉探索对时间序列数据进行呈现和分析,在不同的数据集量化实验和可视分析案例研究评估得到较好的效果。
论文报告Session 3 “科学可视化”共分享了4篇论文。中国科学院的学者介绍了一个渐进式视觉分析系统,该系统可以对数据进行实时分析和可视化,并能够有效减少数据存储。天津大学的学者提出了一种基于增强超分辨率生成对抗网络(ESRGAN)的大规模体数据可视化方案,实现了在缩减数据的同时保留视觉特征。北京应用物理和计算数学研究所的学者针对GPU上的大规模统计可视化提出了一种统计摘要模型驱动的自适应数据重建方法,能够在GPU上高效、高质量地重建统计摘要数据。天津理工大学的学者提出了基于深度学习模型的细颗粒物污染预测方法,该方法能够在普通个人电脑上实现高精度、高效率的预测污染情况。
可视化教育专题由来自中国海洋大学的解翠讲师主持,邀请了美国雪城大学徐瑞鸽教授、北京大学袁晓如研究员、清华大学吴琼教授、华东师范大学王长波教授进行专题研讨。徐瑞鸽教授认为在可视化教育的过程中应使数据的视觉表示具有美学上的强大功能,同时具备交流必要的信息,探讨了怎样从艺术家和设计师两个领域获得彼此的基本理解和词汇,有效合作创建多样化和引人注目的数据可视化等方面的研究。袁晓如研究员介绍了推广可视化通识课程建设的重要性,认为可视化作为沟通和表达的桥梁,能够为不同学科背景的学生带来启发;并进一步探讨了如何把可视化从面向计算机专业学生的可视化工具、算法核心等课程内容,演变为面向不同学科背景的数据可视化课程。吴琼教授提出信息图形与可视化不仅是信息表征与传达的方法,也提供了一种思考、解读和处理问题的方式;通过探讨设计思维的本质,即面向解决方案和整合性思考模式及方法,进一步提出设计思维对信息可视化的价值。王长波教授以数据之美为主线,深入探讨了数据可视化课程如何实现技术与艺术交叉、如何结合行业应用案例以及如何有效融入课程思政;认为数据可视化通过培养学生的形象思维与技术水平,可有效提升学生的审美能力及实践能力。
图 6 吴琼教授讲授可视化中的设计思维
图 7 王长波教授探讨数学之美
时空可视化专题由燕山大学郭栋梁副教授主持,邀请了浙江工业大学孙国道副教授、中国地质大学(武汉)陈麒玉教授、西南交通大学马剑教授、中国科学院成都山地灾害与环境研究所邹强研究员进行专题研讨。孙国道副教授关注对多源异构时空信息的处理,概述了跨媒体时空与以数据可视分析的内容以及遇到的挑战。陈麒玉教授介绍了当前地质建模存在的一些问题以及地质的时空特征,并利用地质剖面图和钻孔等多元数据,采用局部搜素和概率融合方法进行融合建模。马剑教授关注场所内发生紧急事故时的人群疏散问题,采用仿真技术对人的行为进行模拟实验,分析门口的位置和宽度对人群移动的影响,计算人群流动情况。邹强研究员提出目前灾害预报无法报告具体位置和详细灾情信息的缺陷,介绍了建立的泥石流全过程物理模型,突破了小流域内复杂的多物理过程衔接多相相互作用和多相耦合的关键难题,并进一步建立了山地灾害风险预报可视化系统。
图 8 孙国道副教授总结可视化原则
图 9 陈麒玉教授展示地质建模结果
图 11 邹强研究员介绍泥石流灾害可视化系统
交互可视化专题由合肥工业大学路强副教授主持,邀请了南方科技大学安鹏铖助理教授、上海科技大学李权助理教授、香港科技大学麻晓娟副教授、浙江财经大学张翔讲师进行专题研讨。安鹏铖助理教授探讨了如何以交互方式让职业实践人群在行动中反思(Reflection-in-action),阐述了在教室和医院环境中开展的一系列设计实践研究,通过将智慧环境作为整体,形成一个“宏观”的人机界面。香港科技大学麻晓娟副教授结合案例阐述了不同感官通道(如视觉、味觉、触觉、嗅觉、听觉)对于交互模式与数据体验的影响。上海科技大学李权助理教授论述了以用户为中心的可视化设计和交互的生命周期,认为以用户为中心的可视化需要理解目标用户,探索数据、任务和设计空间,与目标用户协同设计。浙江财经大学的张翔讲师介绍了在面向知识图谱构建的可视分析与人机交互方法研究,围绕面向多类型语料数据半自动化实体标注方法、交互式实体智能抽取方法、交互式关系抽取与校正方法展开介绍。
数字人文(艺术/文学)专题由南京大学陈静副教授主持,邀请了上海大学李谦升副教授、浙江大学陈晓皎研究员、中国社会科学研究所赵薇助理研究员以及上海图书馆夏翠娟研究员进行专题研讨。李谦升副教授报告介绍了文化遗产的共性和差异,通过藏轮的例子详细的讲解了如何将壁画艺术从历史、内容、视觉、工艺等方面进行分析、重构、演绎与传播。陈晓皎研究员通过使用复沓字的数据编码,结合古琴、箫和鼓设计了《诗经·古谱》音乐可视化系统,并结合通感可视化让大众更好地理解唯美而古朴的《诗经》韵律。赵薇助理研究员以《红楼梦》为例探讨了文学史研究和计算机批评领域的一些争议的成因和根源,并对相关研究的方法做了讲解和解析。夏翠娟研究员探讨了以“社会记忆”理论为视角、数智技术为研究证据的人文研究,提出数据可视化方法作为一种重要的“数智证据”生成机制,为记忆展演提供了有助于与受众建立情感联结的艺术化表达手法。
图 17 陈晓皎研究员讲解《诗经·古谱》的音乐可视化过程
安全可视化专题由中国科学院新疆理化技术研究所的赵凡研究员主持,邀请了复旦大学青年研究员陈思明、信息工程大学陈晓慧副教授、奇安信科技集团股份有限公司应用技术研发三中心总经理黄鑫进行专题研讨。陈思明研究员介绍了自动驾驶安全的可视化评估与可解释性探索等相关工作,可结合时空可视化和模型可解释性,提供驾驶态势感知。黄鑫阐述了可视分析在网络黑灰产领域的应用,通过构建网络资产图谱来解决网络资产整合与呈现的挑战,利用黑灰产常用的8种网络资产类型的定义构建黑灰产网络资产图谱数据集并开展了一系列实际应用。陈晓慧副教授介绍了基于活动的情报可视分析方法与应用,采用“数据驱动+人在回路”的实现方法,可将基于活动的5WH模型应用于恐怖袭击事件分析、新冠疫情传播链分析、船舶时空活动分析等实际案例中。
图 26 黄鑫正在讲解图布局算法的时间对比
数字人文(时空/地理)专题由西北大学张雨禾副教授主持,邀请了北京大学王长松研究员、复旦大学张晓虹教授、哈尔滨工业大学(深圳)何捷教授以及牛津大学张宇博士研究生进行专题研讨。王长松研究员提出了通过历史地理信息系统(HGIS)与文本分析的方法,提取地方志中“八景”信息,涉及黄河中下游地区478个县级政区和4021个景观,揭示了传统景观的文化意义。张晓虹教授介绍了复旦大学中国历史地理研究所与哈佛大学合作研发的“中国历史地理信息系统”,分享了在该系统的基础上整合不同要素、不同专题的历史地理信息系统构建成中国历史地理信息平台的过程。何捷教授从空间可视化的图像传统与“时间—空间”知识为出发点,强调了“数字人文”问题导向下数据驱动的时空现象可视化对隐含现象挖掘和阐释的支撑。张宇博士研究生介绍了通过交互式机器学习从可视化中进行数据重建,并通过图形化开发工具低代码地开发数据重建流程,以及这些工作对通用数据标注工具的启发。
地域特色可视化专题报告由青海师范大学张丹讲师主持,邀请了合肥工业大学曹力副教授、青海师范大学王小明副教授、厦门大学姚俊峰教授和起承研究院李梦琦高级研究员/研发经理进行专题研讨。曹力副教授介绍了对同仁地区唐卡、壁画、堆绣和藏式建筑彩绘进行数据采集和数字化的处理过程,探讨了面向热贡艺术的图案、纹饰、配色等设计元素智能精准化提取方法。王小明副教授介绍了通过将青绣的传统图案与现代设计方法、智能可视化技术相结合,探索了“生态经济”、“阳光经济”、“民族经济”、“艺术科技”相结合的新途径。姚俊峰教授提出将传统提线人偶艺术与当今飞速发展的少儿机器人编程教育产业相结合,通过提线人偶艺术的巨大艺术价值促进机器人编程教育的成功。李梦琦高级研究员提出目前基于非遗传统手工艺的设计创新存在着元素使用片面、成果与文化内涵脱节等问题,探讨了数据驱动的中国传统团设计再创新模式等问题。