Способы визуального представления данных. Методы визуализации. Преимущества визуальной формы представления информации. Процесс Data Mining. Начальные этапы

Само по себе понятие является достаточно многогранным, существует несколько определений в зависимости от того, о каком поле деятельности идет речь. Целью визуализации является Это означает, что данные должны исходить от чего-то абстрактного или, по крайней мере, не быть очевидными сразу. Визуализация объектов исключает фотосъемку и это превращение из невидимого в видимое.

Визуализация данных

Визуализация информации - это процесс представления абстрактных деловых или научных данных в виде изображений, которые могут помочь в понимании смысла данных. Что такое визуализация информации? Это понятие можно определить как сопоставление дискретных данных и их визуальное представление. Это определение не охватывает все аспекты визуализации информации, такие как статическая, динамичесая (анимация) и наиболее актуальная на сегодняшний день интерактивная визуализация. Помимо различий между интерактивной визуализацией и анимацией, самая полезная категоризация основывается на научной визуализации, которая обычно осуществляется при помощи специализированного программного обеспечения. Важная роль отводится наглядности в образовательной сфере. Это очень полезно, когда речь идет о преподавании тем, которые трудно представить без конкретных примеров, например, строение атомов, которые слишком малы, чтобы можно было их изучить без дорогостоящего и сложного в использовании научного оборудования. Визуализация позволяет проникнуть в любой мир и представить себе то, что, казалось бы, представить невозможно.

3D-визуализация

Программное обеспечение помогает конструкторам и специалистам цифрового маркетинга создавать визуальное изображение продукта, проекта или виртуальных прототипов в формате 3D. Визуализация предоставляет разработчикам инструменты, которые могут расширить передовые Визуализация с помощью визуальных образов является эффективным способом общения. Зрительное представления является одним из лучших способов коммуникации с потенциальными клиентами. Эффективное общение позволяет тратить больше времени на улучшение своих проектов и продуктивное взаимодействие. Визуализация 3D представляет собой технику создания объемных изображений, диаграмм или анимации.

Использование визуализации в науке

Сегодня визуализация имеет постоянно расширяющийся ассортимент приложений в области науки, образования, техники, интерактивных мультимедиа, медицины и многих других. Свое применение нашла визуализация также в области компьютерной графики, наверное, одном из самых важных событий компьютерного мира. Развитие анимации также способствует продвижению визуализации. Использование визуализации для представления информации - это не новое явление. Она была использована в картах, научных рисунках на протяжении более тысячи лет. Компьютерная графика с самого начала использовалась для изучения научных проблем. Большинство людей знакомы с цифровой анимацией, например, в виде представления метеорологических данных во время сводки погоды по телевидению. Телевизор также предлагает версию научной визуализации, когда он показывает прорисованные с помощью компьютерных программ и анимированных реконструкций дорог или аварий самолета. Некоторые из самых интересных примеров, созданных компьютером, включают изображение реального космического корабля в действии, в пустоте далеко за пределами Земли или на других планетах. Динамические формы визуализации, такие как образовательные анимации или графики, имеют потенциал для повышения качества обучения, так как системы визуализации меняются с течением времени.

Ключ к достижению поставленных целей

Что такое важный инструмент личностного развития. Подобно тому как мотивирующие аффирмации могут помочь сосредоточиться на достижении своих целей, то же самое можно сделать и с помощью визуализации или мысленных образов. Хотя методы визуализации в этом смысле стали очень популярны в качестве средства для развития личности с конца семидесятых и в начале восьмидесятых, люди использовали ментальные образы для осуществления своих желаний еще в древности.

Творческий инструмент

Что такое визуализация? Это использование воображения для создания ментальных образов того, чего мы хотим в нашей жизни. Вместе с фокусированием и эмоциями она становится сильным творческим инструментом, который помогает в достижении желаемой цели. При правильном использовании это может привести к самосовершенствованию, хорошему здоровью и различным достижениям, например, в карьере. В спорте ментальные образы как средства визуализации часто используются спортсменами для повышения своих навыков. Использование визуализации как техники неизменно приводит к гораздо лучшей производительности и результатам. Это также справедливо и в бизнесе, и в жизни.

Как это работает?

Визуализация, или воображение, работает на физиологическом уровне. Нейронные связи, возникающие в мозгу, иначе говоря, мысли, могут стимулировать нервную систему точно так же, как реальное событие. Такого рода "репетиции", или прогонка определенных событий в голове, создают нейронные колебания, которые заставят мышцы делать то, что от них требуется. Взять, например, тех же спортсменов. На время спортивных соревнований важным является не только исключительные физические навыки, но и четкое понимание игры и определенный психологический и эмоциональный настрой. Для большей эффективности, как и любой другой навык, воображение необходимо регулярно тренировать. Без чего является невозможной визуализация? Уроки развития воображения включают в себя важные элементы, а именно ментальные образы релаксации, реалистичность и систематичность.

Когда использовать визуализацию?

Зрительное наблюдение успешных результатов своей деятельности можно проводить абсолютно по любому поводу. Многие используют визуализацию для оживления своих целей. Многие спортсмены, актеры и певцы достигают чего-то сначала в своих умах, а затем только в реальности. Это помогает сосредоточиться и устранить некоторые предварительные страхи и сомнения. Это своеобразная разминка или репециция, которую можно проводить перед важным и волнительным событием. Визуализация - это прекрасный инструмент для подготовки, который неизменно приводит к повышению уровня производительности.

Как осуществляется процесс визуализации?

Можно пойти куда-нибудь в тихое и уединенное место, где вас никто не побеспокоит, закрыть глаза и думать о цели, настрое, поведении или навыках, которые вы хотите приобрести. Сделайте несколько глубоких вдохов и расслабьтесь. Старайтесь визуализировать предмет или ситуацию так четко и во всех подробностях, как это возможно. Эмоции и чувства при этом также играют большую роль, старайтесь прочувствовать то, чего хочется больше всего на свете. Практиковать упражнение стоит, по крайней мере, дважды в день примерно по 10 минут каждый раз и упорствовать до тех пор, пока не добьетесь успеха. Немаловажно также поддерживать и хорошее настроение на протяжении всего процесса.

Преимущества визуализации

Систематическая визуализация модели своего желания поможет лучше ориентироваться на пути достижения поставленных целей, будет вдохновлять и мотивировать, повысит настроение с помощью позитивных, приятных изображений и избавит от негативных эмоций. В жизни и в работе успех начинается с цели. Это может быть потеря веса, повышение по службе, избавление от вредных привычек, начало собственного бизнеса. Большие или маленькие цели дают важный ориентир. Они как компас - помогают двигаться в правильном направлении. Визуализация была описана еще Аристотелем более 2000 лет тому назад. Великий мыслитель своего времени описал этот процесс такими словами: "Во-первых, должен быть определенный, ясный, практический идеал, цель или задача. Во-вторых, есть необходимые средства для их достижения: мудрость, деньги, средства и методы. В-третьих, самое главное - это научиться управлять всеми необходимыми средствами для достижения желаемого результата".

Видеть - значит верить

Обычно происходит так: не поверю, пока не увижу. Прежде чем поверить в достижимость цели, сначала нужно иметь об этом визуальное представление. Техника создания мысленного образа будущего события дает возможность представить желаемые результаты и прочувствовать радость от их достижения. Когда это происходит, человек мотивируется и приобретает готовность добиваться своей цели.
Стоит помнить, что это не хитрый трюк, не просто мечты и надежды на будущее. Скорее, визуализация - это хорошо разработанный метод повышения эффективности, которым пользуются успешные люди в самых разных областях. Исследования показывают, что визуализация повышает спортивные показатели за счет улучшения мотивации, координации и концентрации. Это также помогает в релаксации и позволяет уменьшить страх и тревогу.

Почему визуализация работает?

По данным исследований, в которых использовались снимки мозга, запечатлевшие работу визуализации, можно сделать вывод о том, что нейроны в мозгу, эти электрически возбудимые клетки, которые передают информацию, интерпретируют образы в качестве эквивалента реальных жизненных действий. Мозг генерирует импульс, это создает новые нейронные пути — скопления клеток в нашем мозге, которые работают вместе, чтобы воссоздать воспоминания или поведенческие шаблоны. Все это происходит без физической активности, но таким образом мозг как бы программирует сам себя на успех. Огромным плюсом силы визуализации является то, что она доступна абсолютно для всех людей.

Неразрывная связь между умом и телом

Визуализация является психической практикой. С ее помощью мощно задействуются естественные силы разума. Мы можем использовать силу разума, чтобы стать успешными во всех сферах нашей жизни. Психологические методики учат нас, как использовать воображение, чтобы представить себе конкретные вещи, которые мы хотим иметь в нашей жизни. Весьма замечательно то, что наши мысли влияют на нашу реальность.

Ученые доказали, что мы используем всего 10% от общего потенциала нашего мозга, и это в лучшем случае. Можно ли научиться более эффективно использовать наши природные способности? Системы визуализации представляют собой неразрывные биологические связи между умом и телом, а также связь между умом и реальностью. Если мы научимся использовать воображение и визуализацию в правильном направлении, то она может стать чрезвычайно мощным средством для получения того, что мы хотим в нашей жизни. Важно научиться использовать силу нашего разума совместно с творческими подходом, который помогает раскрыть и развить скрытые таланты и возможности.

"Говорят, один рисунок стоит тысячи слов, и это действительно так, но при условии, что рисунок хороший." Боумена

С возрастанием количества накапливаемых данных, даже при использовании сколь угодно мощных и разносторонних алгоритмов Data Mining, становится все сложнее "переваривать" и интерпретировать полученные результаты. А, как известно, одно из положений Data Mining - поиск практически полезных закономерностей. Закономерность может стать практически полезной, только если ее можно осмыслить и понять.

В 1987 году по инициативе ACM SIGGRAPH IEEE Computer Society Technical Committee of Computer Graphics, в связи с необходимостью использования новых методов, средств и технологий данных, были сформулированы соответствующие задачи направления визуализации.

К способам визуального или графического представления данных относят графики, диаграммы, таблицы, отчеты, списки, структурные схемы, карты и т.д.

Визуализация традиционно рассматривалась как вспомогательное средство при анализе данных, однако сейчас все больше исследований говорит о ее самостоятельной роли.

Традиционные методы визуализации могут находить следующее применение:

∙ представлять пользователю информацию в наглядном виде;

∙ компактно описывать закономерности, присущие исходному набору данных;

∙ снижать размерность или сжимать информацию;

∙ восстанавливать пробелы в наборе данных;

∙ находить шумы и выбросы в наборе данных.

Визуализация инструментов Data Mining

Каждый из алгоритмов Data Mining использует определенный подход к визуализации. В предыдущих лекциях мы рассмотрели ряд методов Data Mining. В ходе использования каждого из методов, а точнее, его программной реализации, мы получали некие визуализаторы, при помощи которых нам удавалось интерпретировать результаты, полученные в результате работы соответствующих методов и алгоритмов.

∙ Для деревьев решений это визуализатор дерева решений, список правил, таблица сопряженности.

∙ Для нейронных сетей в зависимости от инструмента это может быть топология сети, график изменения величины ошибки, демонстрирующий процесс обучения.

∙ Для карт Кохонена: карты входов, выходов, другие специфические карты.

∙ Для линейной регрессии в качестве визуализатора выступает линия регрессии.

∙ Для кластеризации: дендрограммы, диаграммы рассеивания.

Диаграммы и графики рассеивания часто используются для оценки качества работы того или иного метода.

Все эти способы визуального представления или отображения данных могут выполнять одну из функций:

∙ являются иллюстрацией построения модели (например, представление структуры (графа) нейронной сети);

∙ помогают интерпретировать полученный результат;

∙ являются средством оценки качества построенной модели;

∙ сочетают перечисленные выше функции (дерево решений, дендрограмма).

Визуализация Data Mining моделей

Первая функция (иллюстрация построения модели), по сути, является визуализацией Data Mining модели. Существует много различных способов представления моделей, но графическое ее представление дает пользователю максимальную "ценность". Пользователь, в большинстве случаев, не является специалистом в моделировании, чаще всего он эксперт в своей предметной области. Поэтому модель Data Mining должна быть представлена на наиболее естественном для него языке или, хотя бы, содержать минимальное количество различных математических и технических элементов.

Таким образом, доступность является одной из основных характеристик модели Data Mining. Несмотря на это, существует и такой распространенный и наиболее простой способ представления модели, как "черный ящик". В этом случае пользователь не понимает поведения той модели, которой пользуется. Однако, несмотря на непонимание, он получает результат - выявленные закономерности. Классическим примером такой модели является модель нейронной сети.

Другой способ представления модели - представление ее в интуитивном, понятном виде. В этом случае пользователь действительно может понимать то, что происходит "внутри" модели. Таким образом, можно обеспечить его непосредственное участие в процессе.

Такие модели обеспечивают пользователю возможность обсуждать ее логику с коллегами, клиентами и другими пользователями, или объяснять ее.

Понимание модели ведет к пониманию ее содержания. В результате понимания возрастает доверие к модели. Классическим примером является дерево решений. Построенное дерево решений действительно улучшает понимание модели, т.е. используемого инструмента Data Mining.

Кроме понимания, такие модели обеспечивают пользователя возможностью взаимодействовать с моделью, задавать ей вопросы и получать ответы. Примером такого взаимодействия является средство "что, если". При помощи диалога "системапользователь" пользователь может получить понимание модели.

Теперь перейдем к функциям, которые помогают интерпретировать и оценить результаты построения Data Mining моделей. Это всевозможные графики, диаграммы, таблицы, списки и т.д.

Примерами средств визуализации, при помощи которых можно оценить качество модели, являются диаграмма рассеивания, таблица сопряженности, график изменения величины ошибки.

Диаграмма рассеивания представляет собой график отклонения значений, прогнозируемых при помощи модели, от реальных. Эти диаграммы используют для непрерывных величин. Визуальная оценка качества построенной модели возможна только по окончанию процесса построения модели.

Таблица сопряженности используется для оценки результатов классификации. Такие таблицы применяются для различных методов классификации. Они уже использовались нами в предыдущих лекциях. Оценка качества построенной модели возможно только по окончанию процесса построения модели.

График изменения величины ошибки . График демонстрирует изменение величины ошибки в процессе работы модели. Например, в процессе работы нейронных сетей пользователь может наблюдать за изменением ошибки на обучающем и тестовом множествах и остановить обучение для недопущения "переобучения" сети. Здесь оценка качества модели и его изменения может оцениваться непосредственно в процессе построения модели.

Примерами средств визуализации, которые помогают интерпретировать результат, являются: линия тренда в линейной регрессии, карты Кохонена, диаграмма рассеивания в кластерном анализе.

Методы визуализации

Методы визуализации, в зависимости от количества используемых измерений, принято классифицировать на две группы :

∙ представление данных в одном, двух и трех измерениях;

∙ представление данных в четырех и более измерениях.

Представление данных в одном, двух и трех измерениях

К этой группе методов относятся хорошо известные способы отображения информации, которые доступны для восприятия человеческим воображением. Практически любой современный инструмент Data Mining включает способы визуального представления из этой группы.

В соответствии с количеством измерений представления это могут быть следующие способы:

∙ одномерное (univariate) измерение, или 1-D;

∙ двумерное (bivariate) измерение, или 2-D;

∙ трехмерное или проекционное (projection) измерение, или 3-D.

Следует заметить, что наиболее естественно человеческий глаз воспринимает двухмерные представления информации.

При использовании двух- и трехмерного представления информации пользователь имеет возможность увидеть закономерности набора данных:

∙ его кластерную структуру и распределение объектов на классы (например, на диаграмме рассеивания);

∙ топологические особенности;

∙ наличие трендов;

∙ информацию о взаимном расположении данных;

∙ существование других зависимостей, присущих исследуемому набору данных.

Если набор данных имеет более трех измерений, то возможны такие варианты:

∙ использование многомерных методов представления информации (они рассмотрены ниже);

∙ снижение размерности до одно-, двухили трехмерного представления. Существуют различные способы снижения размерности, один из них - факторный анализ - был рассмотрен в одной из предыдущих лекций. Для снижения размерности и одновременного визуального представления информации на двумерной карте используются самоорганизующиеся карты Кохонена.

Представление данных в 4 + измерениях

Представления информации в четырехмерном и более измерениях недоступны для человеческого восприятия. Однако разработаны специальные методы для возможности отображения и восприятия человеком такой информации.

Наиболее известные способы многомерного представления информации:

∙ параллельные координаты;

∙ "лица Чернова";

∙ лепестковые диаграммы.

Параллельные координаты

В параллельных координатах переменные кодируются по горизонтали, вертикальная линия определяет значение переменной. Пример набора данных, представленного в декартовых координатах и параллельных координатах, дан на рис. 16.1 . Этот метод представления многомерных данных был изобретен Альфредом Инселбергом (Alfred Inselberg) в 1985 году.

Среди основных тенденций в области визуализации Филип Рассом (Philip Russom) выделяет :

1. Разработка сложных видов диаграмм.

   Большинство визуализаций данных построено на основе диаграмм стандартного типа (секторные диаграммы, графики рассеяния и.т.д.). Эти способы являются одновременно старейшими, наиболее элементарными и распространенными. В последние годы перечень видов диаграмм, поддерживаемых инструментальными средствами визуализации, существенно расширился. Поскольку потребности пользователей весьма многообразны, инструменты визуализации поддерживают самые различные типы диаграмм. Например, известно, что бизнес-пользователи предпочитают секторные диаграммы и гистограммы, тогда как ученых больше устраивают визуализации в виде графиков рассеяния и диаграмм констелляции. Пользователи, работающие с геопространственными данными, сильнее заинтересованы в картах и прочих трехмерных представлениях данных. Электронные инструментальные панели, в свою очередь, более популярны среди руководителей, использующих бизнес-аналитические технологии для контроля за показателями работы компании. Такие пользователи нуждаются в наглядной визуализации в виде "спидометров", "термометров" и "светофоров".

   Средства создания диаграмм и презентационной графики предназначены главным образом для визуализации данных. Однако возможности такой визуализации обычно встроены и во множество различных других программ и систем - в инструменты репортинга и OLAP, средства для Text Mining и Data Mining , а также в CRM-приложения и приложения для управления бизнесом. Для создания встроенной визуализации многие поставщики реализуют визуализационную функциональность в виде компонент, встраиваемых в различные инструменты, приложения, программы и web-страницы (в том числе инструментальные панели и персонализированные страницы порталов).

2. Повышение уровня взаимодействия с визуализацией пользователя.

   Еще совсем недавно большая часть средств визуализации представляла собой статичные диаграммы, предназначенные исключительно для просмотра. Сейчас широко используются динамические диаграммы, уже сами по себе являющиеся пользовательским интерфейсом, в котором пользователь может напрямую и интерактивно манипулировать визуализацией, подбирая новое представление информации.

   Например, базовое взаимодействие позволяет пользователю вращать диаграмму или изменять ее тип в поисках наиболее полного представления данных. Кроме того, пользователь может менять визуальные свойства - к примеру, шрифты, цвета и рамки. В визуализациях сложного типа (графиках рассеяния или диаграммах констелляции) пользователь может выбирать информационные точки с помощью мыши и перемещать их, облегчая тем самым понимание представления данных.

   Более совершенные методы визуализации данных часто включают в себя диаграмму или любую другую визуализацию как составной уровень. Пользователь может углубляться (drill down) в визуализацию, исследуя подробности обобщенных ею данных, или углубляться в OLAP, Data Mining или другие сложные технологии.

   Сложное взаимодействие позволяет пользователю изменять визуализацию для нахождения альтернативных интерпретаций данных. Взаимодействие с визуализацией подразумевает минимальный по своей сложности пользовательский интерфейс, в котором пользователь может управлять представлением данных, просто "кликая" на элементы визуализации, перетаскивая и помещая представления объектов данных или выбирая пункты меню. Инструменты OLAP или Data Mining превращают непосредственное взаимодействие с визуализацией в один из этапов итерационного анализа данных. Средства Text Mining или управления документами придают такому непосредственному взаимодействию характер навигационного механизма, помогающего пользователю исследовать библиотеки документов.

   Визуальный запрос является наиболее современной формой сложного взаимодействия пользователя с данными. В нем пользователь может, например, видеть крайние информационные точки графика рассеяния, выбирать их мышкой и получать новые визуализации, представляющие именно эти точки. Приложение визуализации данных генерирует соответствующий язык запроса, управляет принятием запроса базой данных и визуально представляет результирующее множество. Пользователь может сфокусироваться на анализе, не отвлекаясь на составление запроса.

3. Увеличение размеров и сложности структур данных, представляемых визуализацией.

   Элементарная секторная диаграмма или гистограмма визуализирует простые последовательности числовых информационных точек. Однако новые усовершенствованные типы диаграмм способны визуализировать тысячи таких точек и даже сложные структуры данных - например, нейронные сети.

   Скажем, средства OLAP (а также инструменты генерации запросов и выпуска отчетов) уже давно поддерживают диаграммы для своих онлайновых отчетов. Новые визуализационные программы обновляют контент за счет периодически повторяющегося считывания данных. Фактически пользователи визуализационных программ, отслеживающие линейные процессы (колебания фондового рынка, показатели работы компьютерных систем, сейсмограммы, сетки полезности и др.), нуждаются в загрузке данных в режиме реального времени или близком к нему режиме.

   Пользователи инструментов Data Mining обычно анализируют очень большие наборы численных данных. Традиционные типы диаграмм для бизнеса (секторные диаграммы и гистограммы) плохо справляются с представлением тысяч информационных точек. Поэтому инструменты Data Mining почти всегда поддерживают некую форму визуализации данных, способную отражать структуры и закономерности исследуемых наборов данных, в соответствии с тем аналитическим подходом, который используется в инструменте.

   Помимо того, что визуализация поддерживает обработку структурированных данных, она также является ключевым средством представления схем так называемых неструктурированных данных, например текстовых документов, т.е. Text Mining. В частности, средства Text Mining могут осуществлять парсинг больших пакетов документов и формировать предметные указатели понятий и тем, освещенных в этих документах. Когда предметные указатели созданы с помощью нейросетевой технологии, пользователю непросто продемонстрировать их без некоторой формы визуализации данных. Визуализация в таком случае преследует две цели:

   • визуальное представление контента библиотеки документов;
   • навигационный механизм, который пользователь может применять при исследовании документов и их тем.

Выводы

Как показывают многие исследования, визуализация является одним из наиболее перспективных направлений анализа данных, в т.ч. Data Mining . Однако в этом направлении можно выделить проблемы, такие как сложность ориентации среди огромного количества инструментов, предлагающих решения по визуализации, а также непризнание рядом специалистов методов визуализации как полноценных средств анализа и навязывание им вспомогательной роли при использовании других методов. Однако у визуализации есть неоспоримые преимущества: она может служить источником информации для пользователя, не требуя теоретических знаний и специальных навыков работы, может выступить тем языком, который объединит профессионалов из различных проблемных областей, может превратить исходный набор данных в изображение, благодаря которому у исследователя могут появиться абсолютно новые, неожиданные решения.

Решетневскуе чтения. 2014

сти к инновационной деятельности, так как для коррекции стиля требуется больше времени.

2. Для повышения результативности тренинга по развитию психологической готовности педагога к инновационной деятельности целесообразно формировать группы с учетом индивидуальных стилей деятельности педагогов.

3. Наилучшим продолжением проведенных тренингов могло бы стать посттренинговое сопровождение в формате дистанционного курса.

Полученные результаты могут быть использованы как база для разработки программы по формированию

или повышению уровня психологической готовности педагогов к инновационной деятельности, а также для развития индивидуального стиля деятельности как условия инновационной подготовки педагога.

Таким образом, гипотеза исследования о наличии взаимосвязи между психологической готовностью педагога к инновационной деятельности и стилем педагогической деятельности эмпирически подтвердилась.

© Бобкова Н. Г., Шершитский А. А., 2014

ВИЗУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

О. В. Бразговка, О. П. Микова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected]

Рассмотрены возможности визуального представления информации как наиболее удобного и доступного способа изложения инженерной мысли не только в производстве, но и в других областях.

Ключевые слова: графическое представление информации, визуализация, визуальный язык, образные представления.

VISUAL REPRESENTATION OF INFORMATION

O. V. Brazgovka, O. P. Mikova

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected]

In this statement opportunities of visualization are considered as one of the most convenient and available ways of expressing engineer ideas not only in production process, but also in other fields.

Keywords: graphic representation of information, visualization, visual language, presentative imagination.

Большинство знаний, с которыми сталкивается современный человек, носит вербальный характер. Самым распространенным способом сохранения и передачи информации является текст, который, как правило, читается последовательно от начала к концу - линейное средство коммуникации. Однако в методологии научного познания появляется интерес к визуализированному виду знания и представления информации структурированной в виде графов, схем, графиков, диаграмм. При переводе информации из текстовой формы в графическую форму графика должна служить «резонансом» понимания проблемы, способствовать генерации гипотез, идей и целей. Роль визуализации информации в образовании становится особенно актуальной, так как помогает обобщить и запомнить изучаемый материал, а также способствует более длительному сохранению его в памяти и быстрому его воспроизведению при необходимости. В некотором роде структурно-логические схемы, гра-

фики, графы выступают в роли промежуточного звена между внешним линейным содержанием (текст учебника) и внутренним нелинейным содержанием (в сознании). Наглядные образы сокращают словесные рассуждения и уплотняют информацию.

Существует наглядная, броская, понятная всем с детства, форма представления информации - это графика. Графический способ подачи информации употреблялся человеком на протяжении тысячелетий задолго до изобретения письменности. Это были сначала наскальные рисунки, пиктографическое письмо, затем миниатюры с технической тематикой, по которым можно установить способ производства тех или иных предметов и чертежи-рисунки, дававшие лишь ориентировочные представления об очертаниях предмета. Чертежи и схемы используются для решения геометрических задач более трех тасячелетий.

Как и другие языки, визуальный язык имеет свои собственные ресурсы и возможности, характерные

Инновационные образовательные технологии в вузе

именно для него - словарь элементов формы, грамматику пространственной организации, идиомы объемной перспективы и синтаксис фразировки образов. В изобразительном искусстве визуальный язык часто является самоцелью, определяя собой ценность всего произведения, а графическая подача информации должна вызывать эмоции у зрителя. В прикладной сфере, в частности в технических чертежах и в промышленном искусстве, его применение ограничивается требованиями производства и графические средства подачи информации (чертежи, схемы, таблицы, графики, диаграммы) предназначены только для передачи технической информации. Для научно-технической графики требуется, прежде всего, не эстетическое воздействие, а ясность передаваемой идеи.

В результате научно-технического прогресса, когда усложняются технические устройства, возрастает потребность в более эффективных средствах передачи информации. Для этих целей мобилизуются возможности графического языка и возможности создания 3Б моделей средствами компьютерной графики.

Однако намного чаще информация отображается без использования эффективных графических средств. Существуют технические тексты, которые недостаточно схватывать в целом, а необходимо запоминать очень точно, чтобы затем в практической работе неукоснительно руководствоваться ими. Это, например, различные инструкции по эксплуатации, ремонту, наладке оборудования. Дополненные графическими изображениями инструкции или определения могли бы способствовать лучшему пониманию.

Значение визуальных, в том числе графических, образов особенно велико для людей с преобладающим наглядно-образным типом мышления.

Искусствовед и психолог Р. Арнхейм утверждает, что никакую информацию о предмете не удастся непосредственно передать читателю, если не представить этот предмет в разборчивой форме, в виде грамотно построенных чертежей и рисунков.

Один из крупнейших специалистов по психологии зрения, профессор Р. Л. Грегори в своей книге «Разумный глаз» говорит, что «понимать» - значит видеть вещи определенным образом, но нельзя «видеть» не понимая.

Средства графического представления информации применяются в самых различных областях визуальной коммуникации от иллюстрации технической книги и картографии до инструкций по сборке конструкций или использованию разнообразной техники. Во всех этих областях главное - это вызвать определенные процессы мышления, опирающиеся на образы, а рисунок является именно тем средством, с помощью которого «графическая мысль» передается в виде «графического высказывания». Причем графическое высказывание не требует перевода на разные языки и широко используется во многих инструкциях по сборке, эксплуатации, ремонту и т. д.

Графики могут использоваться на начальном этапе исследования для изучения сути проблемы, анализа исходных данных, а также на завершающей стадии исследования для представления полученных результатов в удобной, наглядной форме

Овладение техникой визуализации научно-технической информации, умение представить ее в виде ясного простого рисунка имеют большое значение и для ученого, готовящего отчет, пишущего книгу или диссертацию, и для инженера, отстаивающего свои оригинальные технические идеи.

Образные представления выполняют в научной и педагогической деятельности ряд важнейших функций - обобщение, синтез разнородной информации, является необходимостью для понимания, умения выразить суть незнакомого через знакомое. В этом аспекте их можно рассматривать в качестве необходимого компонента языка науки.

1. Арнхейм Р. Новые очерки по психологии искусства / пер. с англ. М. : Прометей, 1994. 352 с.

2. Грегори Р. Л. Разумный глаз. М., 1972.

3. Кириллин В. А. Страницы истории науки и техники. М. : Наука, 1994. 350 с.

4. Кравченко А. Ф. История науки и техники. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. 435 с.

5. Ломов Б. Ф. Вопросы общей, педагогической и инженерной психологии. М. : Педагогика, 1991. 296 с.

6. Макарова Е. А. Визуализация как интроекция смыслообразов в ментальное пространство личности: монография. М. : Спутник+, 2010. 170 с.

7. Монахов Д. Н. Визуализация информации: генезис, проблемы, тенденции: монография. М. : МАКС-Пресс, 2012. 56 с.

8. Плотинский Ю. М. Визуализация информации. М. : Изд-во МГУ, 1994. 64 с.

9. Сафронова Л. В., Рахматуллин Т. Р. Визуализация научного знания: дидактический аспект: монография. Уфа: Уфимский юридический институт МВД России, 2008. 127 с.

1. Arnheim Р. Novyeocherki po psihologii iskusstva. 1994. 352 s.

2. Gregori R. L. Razymnyi glaz. М., 1972.

3. Kirillin V. A. Кириллин В. А. Stranicy istorii nauki I tekhniki. М. : Nauka (Science), 1994. 350 s.

4. Kravchenko A. F. Istoriya nauki I tekhniki. Novosibirsk, 2005. 435 s.

5. Lomov B. F. Voprosy obschei, pedagogicheskoi I ingenernoy psikhologii. М., 1991. 296 s.

6. Makarova E. A. Visualizacia kak introekcia smysloobrazov v mantalnoye prostranstvo lichnosti. М., 2010. 170 s.

7. Monahov D. N. Visualizaciya informacii: genesis, problem, tendencii. М. : MAKS Press, 2012. 56 s.

8. Plotinskiy Y. M. Visualizaciya informacii. М. : MGY, 1994. 64 s.

9. Safronova L. V., Rahmatullin T. R. Visualizaciya nauchnogo znaniya: didacticheskiy aspect. Ufa: Yfimskiy yuridicheskiy instityt MVD Rossii, 2008. 127 s.

10. William J. Bowman. Graphic communication. John Wiley & Sons, New York - London - Sydney, 1968. 218 p.

© Бразговка О. В., Микова О. П., 2014

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОСОБЕННОСТИ ВИЗУАЛЬНОГО СПОСОБА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Вашунина И.В.

Сделанные в статье выводы об особенностях визуального способа представления информации базируются на результатах экспериментального исследования восприятия креолизованных текстов (текстов с иллюстрациями) . В ходе исследования было установлено, что существует возможность визуального представления вербально номинированных качеств и определения статической вероятности визуализации конкретного качества посредством использования определенных параметров изображения (цветовой гаммы, геометрических форм, расположения элементов изображения). Идея о возможности визуального представления понятий не является новой. Наличие возможности визуализации абстрактных понятий было предположено А. Пайвио. На материале русского языка эта идея получила свое развитие в работах В.Ф. Петренко. Признание существования семантики цвета и геометрической формы невозможно без признания визуализируемости самых разных понятий. Базируясь на результатах нашего исследования, мы хотим отметить некоторые особенности визуального способа представления информации и его отличия от вербального способа.

Анализ экспериментальных данных, позволил сделать наиболее общий вывод о невозможности передачи одного и того же содержания абсолютно идентично разными способами вербальным и визуальным. Информация, представленная вербально, в принципе не может быть идентичной информации, представленной визуально (исключение, вероятно, составит описание графиков и схем). И это объясняется не только ограничениями, накладываемыми возможностями формы. Гораздо более важными являются отличия в содержании. При восприятии, как пишет Е.С. Кубрякова, “первоначально складывается ментальная структура воспринятого (обычно, как кажется, она богаче концепта, так как связана с воспринятой извне богатой сеткой тактильных ощущений, с репрезентацией визуального облика объекта, его физических характеристик размера, расположения, формы, запаха и так далее)”. По ходу “ословливания” наблюдается “известная редукция сложившегося образа вещи, выбор той его черты или черт, которые могут представлять объект в целом” . То есть процесс символизации образа является процессом его редукции . Оставляя в стороне вопрос о том, как именно определяются характеристики, релевантные для данной категории объектов и входящие в состав образа, отметим лишь, что во многих случаях ни цвет, ни пространственное расположение (а иногда и геометрическая форма) в состав образа не входят. То есть эти признаки подвергаются редукции. Вместе с ними, естественно, исчезает и то содержание, которое они могут нести.

Обратимся к примерам. Как было установлено в процессе исследования, изображение округлой формы актуализирует не только понятие “округлый”, но и отчасти (с разной вероятностью) понятия “тяжелый”, “мягкий”, “вялый”. Возникающий при этом понятийный комплекс “округлый несколько тяжелый несколько мягкий несколько вялый” сложно вербализуем (о чем свидетельствует выражение “несколько...”, очень условно и приблизительно передающее содержание изображения). И очевидно, что содержание этого изображения будет отличаться от содержания слова “округлый”. Рассмотрим образ, вызываемый в сознании оранжевым цветом. Этот цвет ассоциируется с огнем, зноем, закатом, югом, апельсинами и ощущается как теплый, веселый, сухой, живой, беспокойный, активный, радостный, излучающий, крикливый, свежий, красивый, чистый, юный. Вербальное выражение этого понятийного комплекса довольно условно. Ощущение от цвета является синтетическим, то есть сплавом перечисленных вербальных характеристик, что легко проверить с помощью простого эксперимента. Достаточно посмотреть на любое окрашенное пространство, и цвет вызовет целостное ощущение, которое затем может быть разложено на компоненты и вербализовано только сознательно. Такую вербальную характеристику мы и считаем содержанием цветового стимула, хотя на самом деле его содержанием является то самое первичное целостное ощущение. «“Ословливание” мира ведет к более строгой фиксации определенных идей в сознании человека» , однако при вербализации первичный образ будет повергнут редукции.

В процессе эксперимента были установлены возможности визуализации 50 качеств, и ни в одном случае не выявлено однозначного соответствия “качество визуальный параметр изображения”. Даже если вербально обозначаемое качество имеет единственный вариант визуального представления в 100% случаев, то содержание соответствующего параметра изображения оказывается более широким. Например, определение “бледный” стопроцентно визуализируется с помощью использования бледных тонов изображения. Однако визуальный параметр “бледный” имеет еще и содержательный компонент “легкий”, который отсутствует в слове “бледный”. То есть вербализация этого визуального признака как “бледный” будет кодировать только часть его значения. Поскольку нами исследовались возможности визуального представления совершенно разных с точки зрения содержания характеристик, вряд ли можно предположить, что другие понятия будут иметь принципиально отличные возможности визуализации.

Кроме того, единицы языка разделяются на определенные части речи (существительные, прилагательные, глаголы), “которые активизируют при их использовании разные структуры сознания и вызывают у нас разные ассоциации, впечатления, образы, картины, сцены и т.п.: разные представления и разные типы репрезентаций” . Деление вербализованных компонентов значения на части речи, то есть на предметы, действия и признаки обусловлено неизбежностью появления морфологических категорий в вербальной речи. Для характеристики, например, оранжевого цвета совсем неважно различение “огонь гореть горящий”. Как отмечает Е.С. Кубрякова, одни и те же сущности могут кодироваться разными частями речи. Однако за ними будут стоять несколько отличные представления: например, с употреблением глагольных предикатов связано представление о динамичности, а с употреблением неглагольных предикатов представление о статичности . Это содержание дополняет содержание цветового стимула, который сам может создавать ощущение динамичности или статичности в зависимости от своих характеристик (тона, насыщенности, светлоты). Таким образом, при вербализации происходит, с одной стороны, редукция визуальной информации (неизбежная в ходе процесса символизации), а с другой стороны, ее дополнение за счет специфических характеристик вербальных единиц (также неизбежное в силу деления слов на части речи).

Отсутствие однозначного соответствия между вербальной и визуальной единицами подтверждает предположение о различном членении действительности в процессе обработки вербальной и визуальной информации. Это значит, с одной стороны, что результатом обработки будут единицы и структуры, отличающиеся по содержанию, а с другой стороны, что невозможно существование вербальных и визуальных единиц идентичного содержания.

При обработке визуальной информации в качестве единицы выделяется объект или, в случае его отсутствия, отдельный параметр, например, цвет или форма. При выделении на изображении объектов в качестве содержания мы воспринимаем синтез содержания самого реального объекта действительности, изображенного на рисунке, ощущения от цвета и ощущения от формы. Именно синтез этих содержаний, для создания которого важно соотношение составляющих, а не отдельные значения объекта, цвета и формы. Рассматривая изображение, мы воспринимаем всю картину целиком, что приводит к созданию сложных синтетических единиц. Точное содержание этих единиц сложно вербализуемо. Всем знакома ситуация, когда при попытке описания изображений человек сталкивается с ощущением недостаточности и неточности вербального языка, что что-то упущено, сформулировано не так. Мы считаем, что причиной этого является различное членение действительности при действии механизмов обработки вербальной и визуальной информации, не позволяющее абсолютно идентично “перевести” визуальный “язык” на вербальный.

Все вышесказанное открывает новый подход к проблеме иллюстрирования вербальных текстов. В нем выделяются четыре аспекта.

Во-первых, иллюстрирование вербального текста может рассматриваться как попытка восстановления компонентов образа ситуации, подвергшегося неизбежной редукции в процессе вербализации, и удаления из этого образа содержания, привнесенного при употреблении языковых единиц. Мы употребляем слово “попытка”, поскольку автор иллюстрации не может точно представить, какой образ ситуации существовал в сознании автора вербального текста (предполагается, что это разные люди). Образ ситуации обогащается за счет восстановления формальных характеристик (цвета, формы, пространственного расположения элементов) со всем сопутствующим им воздействием на реципиентов. Очевидно, что, прочитав о человеке в красной рубашке, невозможно с уверенностью сказать, входила ли в авторский образ семантика цвета (торжественного красного, веселого красного, кровавого красного, пылающего красного), которая затем пропала при вербализации, или же автор оперировал с самого начала вербальными единицами. Иллюстратор решает этот вопрос сам с опорой на содержательно-концептуальную информацию вербального текста. Е.С. Кубрякова замечает: “Различие языковых форм в передаче близкого содержания свидетельствует о том, что само это содержание репрезентируется с разными нюансами, а в конечном итоге возбуждает разные образы обозначаемого при назывании. Каждый языковой знак и/или выражение накладывают свой отпечаток на возбуждаемые ими представления” . Поэтому “язык не только отражает или отображает действительность, как мы это привыкли считать: в значительной мере он сам ее структурирует, ибо проводит дискретизацию всего сущего, он ее сам творит” . Изображение “стирает” с образа ситуации отпечаток употребления языковых средств, несколько “размывает” созданную языком структуру, “оживляя” лежащее в основе словоупотребления образное начало, удовлетворяя таким образом стремление индивидов возвратить в своем сознании значения “к чувственной предметности мира”. При этом в сознании реципиентов могут появляться и новые образы, поскольку “в сознании человека многие фрагменты действительности представлены образами, и многое может попасть в поле зрения и быть увиденным (и понятым) без наличия для него специального обозначения” . Концепты и идеи независимы от языка , некоторые образы не имеют вербальных обозначений (или же эти обозначения неточны , чувство характеризуется смутностью и неясностью (что может соответствовать скорее, например, семантике цвета, а не слова) эти особенности функционирования сознания приводят к тому, что часть образов наиболее полно может быть представлена визуально, а не вербально. Если же иллюстратор искажает замысел автора (намеренно или нет), то иллюстрация “уводит” реципиентов от понимания смысла вербального текста, заложенного в него автором, и способствует созданию нового смысла, в определенной степени отличного от исходного. В подавляющем большинстве случаев именно так и происходит, поскольку иллюстратор практически не может избавиться от субъективности своего восприятия.

Во-вторых, иллюстрация унифицирует визуальные образы, возникающие в сознании реципиентов при восприятии вербального текста. Е.С Кубрякова отмечает: “Образные репрезентации субъективны, не носят конвенционального характера, и даже когда для них существует реальный референт, в сознании разных людей они могут иметь разные репрезентации” . Справедливость этого заявления подтверждается реакцией зрителей на иллюстрации к известным литературным произведениям и на экранизации: часто появляется эффект обманутого ожидания, когда визуальное воплощение не соответствует представлениям реципиентов. Иллюстрирование незнакомого реципиентам текста должно привести к формированию зрительных образов, предлагаемых художником.

В-третьих (и это особенно важно), иллюстрирование является по сути попыткой переструктурирования образа содержания вербального текста. Использование параметров изображения, обладающих объемным содержанием (например, мажорной или минорной цветовой гаммы) и, следовательно, большим воздейственным потенциалом, существенно усиливает эффект от восприятия вербального текста. Поэтому вопрос иллюстрирования вербальных текстов должен рассматриваться с точки зрения целесообразности изменения их содержания.

В-четвертых, нужно учитывать тот факт, что создание текстов для массовой коммуникации имеет прагматические цели. В социальной психологии различают два пути изменения установок людей: центральный и периферийный. Центральный путь это убеждение, а периферийный ассоциирование вопроса или объекта установки с позитивными или негативными признаками. И если целью создания вербального текста является изменениеустановок реципиентов по центральному пути, то иллюстрирование это один из вариантов периферийного пути, осуществляющийся в условиях некритичности со стороны реципиентов . В случае, когда информация, получаемая из иллюстрации (и оказывающая воздействие, не осознаваемое реципиентами), значительно расходится (или противоречит) с содержанием вербального текста есть все основания предполагать попытку манипулирования восприятием информации со стороны создателей КТ.

Литературе

креолизованный текст информация визуализация

1. Вашунина И.В. Взаимодействие визуальных и вербальных составляющих при восприятии креолизованного текста. Нижний Новгород, 2007.

2. Выготский Л.С. Психология искусства. М., 1987.

3. Кубрякова Е.С. и др. Краткий словарь когнитивных терминов. М., 1996.

4. Кубрякова Е.С. Язык и знание. На пути получения знаний о языке: части речи с когнитивной точки зрения. Роль языка в познании мира. М., 2004.

5. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. М., 1975.

6. Тарасов Е.Ф. Роль эмоционально-эстетической организации речевого сообщения в массовой коммуникации // Эмоциональное воздействие массовой коммуникации. М., 1978..

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Сущность, виды, свойства, эффекты восприятия. Функции и особенности зрительного восприятия. Проведение исследования среди студентов для выявления особенностей восприятия агрессивных стимулов в зависимости от предоставленной информации, анализ результатов.

курсовая работа , добавлен 18.03.2015


Общее представление о восприятии. Развитие восприятия в дошкольном возрасте (5-6 лет). Выявление способностей ребенка к целостному восприятию формы предметов, состояния его графических навыков, способности осуществлять асимметричные изображения.

курсовая работа , добавлен 19.02.2011


Психологический анализ когнитивных процессов чтения текста: проблема взаимосвязи восприятия и понимания учениками иноязычного текста. Исследования движений глаз при чтении сложных текстов. Влияние билингвизма на развитие ВПФ: нейропсихологический анализ.

реферат , добавлен 18.03.2010


Основные психические процессы. Отражение свойств предметов и явлений материального мира. Теории, объясняющие природу ощущений человека. Основные свойства представления. Общая характеристика восприятия. Соотношение ощущений, восприятия и представлений.

реферат , добавлен 30.11.2015


Качество жизни как компонент современной науки. Психологические аспекты восприятия компонентов качества жизни. Целостные субъективно-оценочные составляющие качества жизни. Анализ исследования восприятия качества жизни населением Астраханской области.

дипломная работа , добавлен 08.11.2011


Анализ оперативно-служебной деятельности пограничной службы Российской Федерации. Особенности развития константности восприятия у пограничников. Наблюдение как наиболее развитая форма преднамеренного восприятия. Основные упражнения по развитию восприятия.

курсовая работа , добавлен 02.08.2012


Подходы отечественных и зарубежных учёных-психологов к изучению зрительного восприятия и пространственного мышления у детей. Результаты экспериментального исследования развития зрительного восприятия и пространственного мышления у младших школьников.

реферат , добавлен 13.10.2015


Представление о времени в разных научных концепциях. Психологическая характеристика детей младшего школьного возраста. Методики экспериментального исследования звисимости представления о времени у младших школьников от преобладающего типа мышления.

дипломная работа , добавлен 01.10.2011


Проблема позитивного развития личности и формирования позитивного восприятия мира у современных школьников. Позитивные личностные качества и их взаимосвязи с ценностными ориентациями личности подростка. Гендерные особенности развития их качеств.

дипломная работа , добавлен 16.06.2017


Изучение ощущения и восприятия как отражения в сознании свойств и качеств предметов или явлений. Внимание как сосредоточенность сознания человека на определенных видах деятельности. Процесс воображения и мышления. Значение памяти и речи для человека.