專利名稱：數(shù)據(jù)可視化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)可視化。
背景技術(shù)：
生成和分析數(shù)據(jù)可視化和信息可視化是困難的任務(wù)。例如，數(shù)據(jù)可視化包括線圖、條形圖、直方圖、餅形圖、測量圖、分散繪圖、星形圖、壓力場可視化等等。每一個(gè)這些數(shù)據(jù)表示法或可視化均具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。當(dāng)數(shù)據(jù)量增加時(shí)，在這些數(shù)據(jù)可視化中很難識(shí)別圖形。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明的特征在于提供一數(shù)據(jù)可視化的方法，該方法包括接收用于控制第一種數(shù)據(jù)可視化類型的一個(gè)或多個(gè)特征的第一組一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的第一組一個(gè)或多個(gè)值，接收用于控制第二種數(shù)據(jù)可視化類型的一個(gè)或多個(gè)特征的第二組一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的第二組一個(gè)或多個(gè)值，第二種數(shù)據(jù)可視化類型是與第一種數(shù)據(jù)可視化類型不同的一種數(shù)據(jù)可視化類型，且生成一組數(shù)據(jù)可視化，該可視化具有基于第一組參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值和第二組參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值的特征。
另一方面，本發(fā)明的特征在于一種數(shù)據(jù)可視化方法，包括將維數(shù)設(shè)置為一種N維正多邊形，映像到每一個(gè)N維數(shù)據(jù)值的一個(gè)軸上，并顯示映像的數(shù)據(jù)值。本發(fā)明的實(shí)施例可能具有以下一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。對(duì)稱為一種維數(shù)錨(dimensional anchor)(DA)的一種圖像原語的描述能幫助生成新的可視化并提供對(duì)分析信息可視化的理解。DA表示用于構(gòu)成包括平行坐標(biāo)(Parallel Coordinates)、散繪圖(Scatterplot Matrices)、徑向可視化(Radviz)、測繪圖(Survey Plots)、圓弧(Circle Segment)等等的多種可視化的一種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)或模型。通過將值指定給與編碼上述基本可視化的各種幾何圖形元素有關(guān)的參數(shù)來構(gòu)建一DA。多種DAs能用來創(chuàng)建所有上述可視化和許多新的可視化以及內(nèi)插式可視化。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)內(nèi)容將在附圖和下面的說明書中講述。本發(fā)明的其它特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)從說明書及其附圖以及權(quán)利要求中將會(huì)很清楚。
附圖的說明

圖1是說明一維數(shù)錨的圖。
圖2是說明使用斜角坐標(biāo)的第一分散繪圖的圖。
圖3是說明第二分散繪圖的圖。
圖4是說明第三分散繪圖的圖。
圖5是說明第四分散繪圖的圖。
圖6是說明第五分散繪圖的圖。
圖7是說明第一展開多邊形的圖。
圖8是說明第二展開多邊形的圖。
圖9是說明正多邊形的圖。
圖10是說明具有彈簧(spring)的平行坐標(biāo)的圖。
圖11是說明在平行坐標(biāo)和圓形平行坐標(biāo)間的內(nèi)插可視化的圖。
圖12是說明重迭的徑向可視化的圖。
圖13是一種典型的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的框圖。
在各個(gè)附圖中相同的參考符號(hào)表示相同的零件。
詳細(xì)說明彈性常數(shù)用來表示點(diǎn)間的相關(guān)值。例如，徑向可視化(Radviz)包括取n維數(shù)據(jù)點(diǎn)作為在圓周平均分隔的點(diǎn)。彈簧的一端連在每一個(gè)圓周點(diǎn)上。每一個(gè)彈簧的另一端連在一數(shù)據(jù)點(diǎn)上。彈簧常數(shù)Ki等于固定點(diǎn)的第i個(gè)坐標(biāo)的值。然后顯示每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中彈簧力總和等于0。所有數(shù)據(jù)點(diǎn)值通常歸一化在0和1之間。例如，如果所有n坐標(biāo)具有相同值，則該數(shù)據(jù)點(diǎn)準(zhǔn)確地位于圓的中央。如果該點(diǎn)是一單位矢量點(diǎn)，它準(zhǔn)確地位于圓邊緣上的固定用于維數(shù)的彈簧的固定點(diǎn)。許多點(diǎn)可能映像到相同的位置。這表示數(shù)據(jù)的一種非線性轉(zhuǎn)換，該數(shù)據(jù)存在一定的對(duì)稱性和生成直觀顯示畫面。該可視化的一些特征包括位于大約相等的坐標(biāo)值的點(diǎn)接近中央；在圓上維數(shù)彼此相反的有相似值的點(diǎn)靠近圓中央；具有一個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)值大于其它坐標(biāo)值的點(diǎn)更靠近那些維數(shù)；點(diǎn)的位置與圓周特定維數(shù)的布圖相關(guān)；由于彈性相似，該數(shù)據(jù)的布圖能被理解；在n維中一線映像到一線；以及其它2維幾何物體映像到在平面中的2維物體上。
一可視化被模擬成由VA→D定義的函數(shù)V，該函數(shù)映像一數(shù)據(jù)組到一Display D。該V是矩陣(M×N)數(shù)據(jù)和另外的參數(shù)P1，P2，……，Pn的行和列的函數(shù)，該函數(shù)編碼有關(guān)特定可視化的信息。作為其它可視化的函數(shù)實(shí)現(xiàn)可視化。
Vnew＝f(V1，V2，V3，……，Vn)，每一個(gè)Vi表示一可視化。
可視化被限定到由P1，P2，……，Pn定義的參數(shù)空間。通過改變參數(shù)，可定義可視化的類。我們將描述的一組參數(shù)，它包括上述的和在下面要詳細(xì)描述的所有可視化的參數(shù)。
可視化還是特定可視化的內(nèi)在幾何結(jié)構(gòu)的函數(shù)?？梢暬瘞缀谓Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和部件被編碼成所謂的原始維數(shù)錨(DA)。
維數(shù)錨(DA)是有助于生成新的可視化和理解一種分析信息可視化的原始圖形。DA表示用于包括平行座標(biāo)、散繪圖、徑向可視化、測繪、圓弧以及其它的各種可視化的一種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)或模型。通過將值賦予編碼上述可視化的基本要素的各種幾何圖形單元有關(guān)的參數(shù)來創(chuàng)建維數(shù)錨。多個(gè)DAs可被用來創(chuàng)建所有上述可視化和許多新的可視化以及內(nèi)插式可視化。被選擇與該維數(shù)錨相關(guān)聯(lián)的一列數(shù)據(jù)。許多參數(shù)與DA相關(guān)。下面所描述的9個(gè)參數(shù)，作為該模型的一個(gè)實(shí)施例。因此用于我們的模型的可視化可能被定義成函數(shù)V＝F(DA參數(shù)，DAs的幾何形狀)。如果所有的DAs共享相同的參數(shù)值，那幺V＝F(P1，P2，……，Pn，DA幾何形狀)。如果DAs的幾何形狀由直線、以及由連續(xù)的點(diǎn)定義的簡單曲線構(gòu)成，可視化的定義或詳細(xì)說明可能簡單產(chǎn)生，但足以生成現(xiàn)在所使用的許多標(biāo)準(zhǔn)的多維多變量的可視化。另外，也能產(chǎn)生許多新穎的可視化。
在實(shí)施例中，該模型具有9個(gè)參數(shù)P1-分散繪圖點(diǎn)的大小P2-從創(chuàng)建分散繪圖點(diǎn)的定位點(diǎn)延伸的垂直線的長度P3-與在分散給圖中相同數(shù)據(jù)點(diǎn)有關(guān)的相連點(diǎn)的線的長度P4-在測繪圖中長方形的長度P5-平行坐標(biāo)線的長度P6-用于平行坐標(biāo)線的塊因子P7-徑向可視化/彈簧繪圖點(diǎn)的大小P8-從創(chuàng)建徑向可視化/彈簧繪圖點(diǎn)的定位點(diǎn)延伸的“彈簧”線的長度P9-用于“彈簧”K常數(shù)的圖像放大因子。
在一基礎(chǔ)水平上，維數(shù)錨是在二維分散繪圖中的一個(gè)簡單軸。它通常與來自數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)庫的一維數(shù)或變量有關(guān)。用通常將最小和最大值與該軸的未端附近的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方式，將相關(guān)維數(shù)的數(shù)據(jù)值映像到該軸上。標(biāo)簽或刻度線標(biāo)記也與維數(shù)錨有關(guān)。通常，沿軸的那些標(biāo)準(zhǔn)間距被稱為坐標(biāo)值。我們稱為定位點(diǎn)的映像數(shù)據(jù)點(diǎn)是與維數(shù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，即，與沿一維數(shù)錨點(diǎn)的坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)。
參照?qǐng)D1，示出了具有許多從定位點(diǎn)延伸的線的一維數(shù)錨的一個(gè)典型顯示畫?？赡苤怪本€以顯示用于每加侖油行駛英里數(shù)的數(shù)據(jù)(如汽車數(shù)據(jù)集)分布。另外，線的顏色可能表示汽車的類型(如，美國—紅色或黑色，日本—綠色或淺色以及歐洲—紫色)。
與DA有關(guān)的九個(gè)參數(shù)控制DA如何與其它DAs相互作用以形成圖形結(jié)構(gòu)，如點(diǎn)、線以及改進(jìn)的可視化。例如，為產(chǎn)生一個(gè)分散繪圖，DA的一個(gè)參數(shù)被用來控制分散繪圖點(diǎn)(P1)的大小。由來自兩個(gè)DAs的定位點(diǎn)線交叉形成該點(diǎn)?，F(xiàn)在描述這九個(gè)參數(shù)及如何形成可視化。
與分散繪圖的結(jié)構(gòu)有關(guān)的三個(gè)DA參數(shù)已經(jīng)定義過。分散繪圖的一個(gè)可能結(jié)構(gòu)是一垂直線在DA上的定位點(diǎn)向外擴(kuò)展。與另一個(gè)DA(相同數(shù)據(jù)集的另一列)上相同數(shù)據(jù)點(diǎn)有關(guān)的定位點(diǎn)也具有向外(在該DA的兩端)擴(kuò)展的垂直線。如果這兩條垂直線交叉，交叉點(diǎn)為分散繪圖點(diǎn)。第一參數(shù)(P1)控制分散繪圖點(diǎn)的大小，點(diǎn)的大小范圍從0(點(diǎn)未畫出)到1(顯示的一大點(diǎn))。通常在分散繪圖中，點(diǎn)的大小、形狀或顏色能與數(shù)據(jù)集中其它維數(shù)(變量或列)相關(guān)。在一實(shí)施例中，所選擇的列決定顏色，且形狀是一圓形。在另一實(shí)施例中，一組參數(shù)控制該形狀以便能使用圖標(biāo)、或彩色圖標(biāo)的表示可視化的分類。然而，無論分散繪圖點(diǎn)是否被顯示，這些分散繪圖點(diǎn)均是維數(shù)錨的一基本參數(shù)(P1)。從定位點(diǎn)擴(kuò)展的垂直線的交叉點(diǎn)對(duì)任何排列或任意數(shù)量的維數(shù)錨起作用。
維數(shù)錨能定義成多個(gè)線段的任何序列。這允許任意形狀的曲線如弧形作為維數(shù)錨。根據(jù)該定義，仍能容易地構(gòu)造用于分散繪圖的垂直延長線。這些附加排列能生成其它可視化并將在以下討論。參照?qǐng)D2，分散繪圖的另一個(gè)定義能使用斜角坐標(biāo)等等，而不必是來自坐標(biāo)軸的垂直線。
兩個(gè)另外的參數(shù)(P2，P3)控制來自定位點(diǎn)和連接所有與一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)有關(guān)的分散繪圖的線的垂直線的顯示。P2控制從DA到分散繪圖點(diǎn)延伸的垂直線的長度。例如，參照?qǐng)D3，P2約為2，而參考圖4，P2參數(shù)為1.0。這些參數(shù)定義從0(沒有線)到1(顯示所有交叉線)。當(dāng)使用N維數(shù)錨時(shí)(在一個(gè)數(shù)據(jù)集中用N變量或維數(shù))，通常達(dá)到為可視化中每一數(shù)據(jù)點(diǎn)生成的N點(diǎn)以使這些N點(diǎn)相連。P3控制在一等邊三角形圖案中的三維錨。
參照?qǐng)D5，顯示了生成分散繪圖顯示點(diǎn)的交叉垂直線(參數(shù)P2＝1.0)。在圖6中，連接與相同數(shù)據(jù)點(diǎn)有關(guān)的顯示點(diǎn)(P3＝1.0)。如所看到的，在該可視化中所生成的三角形是非常相似的。通常，P2和P3將生成N邊多邊形，如果DAs被構(gòu)造成正多邊形的話。
另一個(gè)參數(shù)(P4)以及一個(gè)特別指定的數(shù)據(jù)集維數(shù)(DDD)(變量或列)用作DA以構(gòu)造測量圖或與圓弧相似的可視化。P4參數(shù)控制從定位點(diǎn)延伸的矩形的大小。該大小也與在該定位點(diǎn)上的維數(shù)值相關(guān)。一個(gè)DDD選項(xiàng)沒有分類，它使用數(shù)據(jù)下載的順序。P4最大可能值的最終限制需要生成測量值?？刂圃撟畲罂赡苤狄允筆4矩形不觸及來自其它DA的P4矩形。通過使用P4參數(shù)，由于其限制和適當(dāng)?shù)木S數(shù)錨的排列，容易構(gòu)造測量圖和修改的圓弧。(該圓弧變?yōu)橹本€并伸出到正多邊形而不是一個(gè)圓，但可視化的本質(zhì)仍然相同)。
在其它實(shí)施例中，獲得與圓弧相似的可視化的結(jié)構(gòu)。例如，在實(shí)施例中，如下產(chǎn)生CCCViz(顏色相關(guān)列可視化)。其它數(shù)據(jù)集有特定分類維數(shù)。根據(jù)分類維數(shù)來對(duì)這些列分類(即指定的數(shù)據(jù)集維數(shù))。使用用于該數(shù)據(jù)集的維數(shù)的灰度映象以及使用彩虹彩繪該分類維數(shù)。改變P4參數(shù)，即改變?cè)跍y量圖中的矩形長度，生成彩色相關(guān)列可視化?？梢暬f明維數(shù)(灰度)是否與特定分類維數(shù)(色標(biāo))有關(guān)。當(dāng)維數(shù)數(shù)量很小，即低于30時(shí)，CCCViz很有用。
DAs的各種排列能生成數(shù)據(jù)的部分排序。例如，在交叉的網(wǎng)格圖案中排列的可視化僅使用彈簧參數(shù)P7和P9，且該顯示生成簡單的對(duì)角圖案，因?yàn)槊恳弧皬椈伞本哂袑?duì)稱的穿過該對(duì)角的相反彈簧。該交叉DA圖案執(zhí)行數(shù)據(jù)的可視分類，該數(shù)據(jù)能被用于判別數(shù)據(jù)的分類。
平行坐標(biāo)可視化的結(jié)構(gòu)如下。簡單地連接從一DA定位點(diǎn)到另一DA定位點(diǎn)的線。這些連接線的長度由DA參數(shù)(P5)控制。然而，如果耗盡連接在所有DAs上的所有定位點(diǎn)(每一個(gè)定位點(diǎn)連接到N-1個(gè)其它定位點(diǎn))，就能獲得另外的有趣的可視化。我們定義另外一個(gè)參數(shù)(P6)，它表示P5連接線能交叉多少DAs。當(dāng)該塊參數(shù)設(shè)置為0時(shí)產(chǎn)生常見的平行坐標(biāo)可視化。使用P5和P6參數(shù)，當(dāng)將DAs從圓中央排列成徑向輻時(shí)，在圓中也能產(chǎn)生平行坐標(biāo)。
如果沿維數(shù)錨的定位點(diǎn)被認(rèn)為是固定點(diǎn)，在該固定點(diǎn)處假想的彈簧連接到可動(dòng)數(shù)據(jù)點(diǎn)上，那么能產(chǎn)生與徑向可視化相似的可視化。參數(shù)P7被用來控制位于顯示中的點(diǎn)的大小，在這些顯示位置處彈簧力的總和為0。當(dāng)維數(shù)錨被排列為N維正多邊形時(shí)產(chǎn)生稱作多邊形可視化(Polyviz)的增強(qiáng)的徑向可視化顯示。徑向可視化的一個(gè)局限是在圓中央許多數(shù)據(jù)點(diǎn)能重迭，盡管它們具有不同的坐標(biāo)值。當(dāng)固定彈簧點(diǎn)沿DA在正多邊形中展開時(shí)，點(diǎn)重迭的機(jī)會(huì)大大小于在原始徑向可視中的點(diǎn)重疊機(jī)會(huì)。如果DAs被壓縮成沿圓周均勻分布的點(diǎn)，就能產(chǎn)生最初的徑向可視化顯示。多邊形可視化是最好利用圓或正多邊形的總面積的可視化。另一個(gè)參數(shù)(P8)被用來畫從固定彈簧點(diǎn)延長到彈簧力的總和為0的顯示點(diǎn)的線。另一個(gè)參數(shù)(P9)也被用作顯示中的圖像放大因子。
參考圖7，用七個(gè)點(diǎn)表示多邊形視化。圖7和圖8畫出“展開的”多邊形例，而圖9畫出正多邊形。圖7和圖8具有顯示成從定位點(diǎn)延長的線的彈簧線(P8＝1)。
在實(shí)施例中，參考圖10，重新將DAs排列成平行坐標(biāo)排列中并設(shè)置合適的P值，產(chǎn)生使用彈力的好的辯別式。注意在圖10中在平行坐標(biāo)排列中，定位點(diǎn)和延長到該點(diǎn)的線看起來與平行坐標(biāo)排列非常相似，除第一點(diǎn)(1，1，1，1)外。因?yàn)樵摎w一化(在一列中的所有值被歸一化到0和1之間)，在第一點(diǎn)上的彈簧力總和為0，且顯示該點(diǎn)，無論該畫面的幾何中心是如何定義的。通常，它將是顯示畫面的中心，但根據(jù)DAs的排列，它能被定義在一些其它點(diǎn)上。如果有人想檢測所有維數(shù)具有最小值的界外點(diǎn)，幾何中心應(yīng)被定義成與相等彈簧力中央不同。圖像放大參數(shù)P9設(shè)計(jì)成為0的所有點(diǎn)位于幾何中心，在.5處它對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的物理彈簧(彈力＝P9×2×K×DX)，且在較高值時(shí)它放大彈簧K值。慢慢增加P9，表示所有點(diǎn)正離開幾何中心(除所有維數(shù)均是最小值的點(diǎn)外)。
DAs和多邊形可視化提供產(chǎn)生可視化的線性組合的機(jī)構(gòu)。
我們將取幾個(gè)例子說明“可視化的線性組合”的觀點(diǎn)。讓用在一可視化中用的維數(shù)總數(shù)為d，通常這也是所使用的維數(shù)錨的總數(shù)，然而，對(duì)有些可視化來說，DAs的數(shù)量為2d。用來產(chǎn)生平行坐標(biāo)可視化的參數(shù)是Ppc＝{P1，P2，…P9}＝
然后平行坐標(biāo)可視化可被定義為Vpc＝f(Ppc，Gpc(d))其中Gpc(d)是DAs的平行坐標(biāo)排列的幾何結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)生徑向可視化的參數(shù)是Prv＝{P1，P2，…P9}＝
徑向可視化能被定義為Vrv＝f(Prv，Grv(d))其中Grv(d)是DAs的徑向排列的幾何結(jié)構(gòu)。
根據(jù)平行坐標(biāo)和多邊形可視化定義的新的可視化是Vnew＝f(Vpc，Vrv)線性組合的一個(gè)例子是Vnew＝.5Vpc+.5Vrv，乘以標(biāo)量和相加很容易定義參數(shù)矢量，給出該新可視化參數(shù)矢量為Pnew＝
＝.5Ppc+.5Prv可用許多方法定義DAs的幾何結(jié)構(gòu)的線性組合。例如，在圖1顯示了一實(shí)施例，該實(shí)施例描述了在DAs的平行坐標(biāo)結(jié)構(gòu)上的可能變換。DAs平滑地回繞成十字形?，F(xiàn)在如果DAs逐漸地縮短成在十字形的外部端點(diǎn)上的點(diǎn)，就能獲得正常的徑向可視化。變換的幾何結(jié)構(gòu)不相仿(平行線不能保持平行)，或投射。盡管每一單獨(dú)DA轉(zhuǎn)換被看作投射，但集合在一起的DAs的點(diǎn)和線的入射不是恒定的。如果我們包括DAs的端點(diǎn)永遠(yuǎn)不能交叉的約束條件，轉(zhuǎn)換能被認(rèn)為是拓?fù)涞?。如果我們定義我們的距離函數(shù)為在圖11中在變換間具有相同的值，我們就能定義新的可視化幾何結(jié)構(gòu)。
Gnew(d)＝.5Gpc(d)+.5Grv(d)技術(shù)上，Gpc(d)和Grv(d)是在DAs的原始排列上的變換。如果我們?cè)O(shè)置Gpc(d)＝0(我們的最初排列)，我們得到Gnew(d)＝5Grv(d)這是基本上從Gpc(d)到Grv(d)的轉(zhuǎn)換(在圖11中最低排列)。
平行坐標(biāo)和徑向可視化的線性組合如圖12所示。DA布圖是圓形的平行坐標(biāo)以及用于徑向可視化彈簧和平行坐標(biāo)的參數(shù)是正數(shù)。注意所示的彈簧點(diǎn)非常接近DAs，并且，平行坐標(biāo)沒有完全連接。首先，用于顯示的點(diǎn)的大小(依靠點(diǎn)的數(shù)量)應(yīng)當(dāng)合適，而且，連接Pc線不應(yīng)當(dāng)具有間隔。這表示更有用的顯示也許是Vpc+Vrv
其中徑向可視化點(diǎn)大小是正常的，且平行坐標(biāo)線完全連接。
對(duì)這兩部分的可視化來說有一些有用的信息。如從平行坐標(biāo)線在每一維中了解相關(guān)值以及從徑向可視化/彈性點(diǎn)中看出更多重要的相關(guān)維數(shù)效果。
上面顯示的維數(shù)錨允許新可視化的生成作為由維數(shù)錨的排列所描述的任何可視化的線性組合。用維數(shù)錨(參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu))的相同代數(shù)，我們也可平穩(wěn)地將一個(gè)可視化轉(zhuǎn)換成另一個(gè)。在一個(gè)例子示出，如何能容易地將平行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圓的平行坐標(biāo)。它有助于使用稱為封閉該維數(shù)錨的維數(shù)界限的一個(gè)結(jié)構(gòu)。
將平行坐標(biāo)(PC)的維數(shù)布局認(rèn)為連接到2線(頂部和底部維數(shù)限制)的等距離隔開的直線能由一些參數(shù)定義的任意形狀和長度。很容易看出維數(shù)限制能從直線移到弧，且變成外圓和內(nèi)圓。內(nèi)圓能變得越來越小直到成為一個(gè)點(diǎn)。然后，這就成為圓平行坐標(biāo)或星形符號(hào)。使用二.次曲線部分或更常用的二次多項(xiàng)式，我們能提供大量的相似可視化轉(zhuǎn)換。維數(shù)限制的轉(zhuǎn)換通過這些二次曲線部分的平面的簡單的路徑進(jìn)行。
使用上述定義的九個(gè)參數(shù)，我們能了解可視化空間是最低限度P9(即九維數(shù)空間)。然而，那僅是用于維數(shù)錨。典型的數(shù)據(jù)集可能是10維，因此要求10維數(shù)錨，每一個(gè)維數(shù)錨具有九個(gè)參數(shù)(空間＝P9*10)。更重要的是，DAs的不同排列將進(jìn)一步增加可視化空間的維數(shù)。如果限制那些與平等坐標(biāo)和徑向相似的布局排列，可視化空間將大大減少。另外，如果使用每一個(gè)維數(shù)錨的相同的九個(gè)參數(shù)，我們能減少可視化空間到P12?？赡芡ㄟ^該可視化空間取出“主要的循環(huán)”。通過改變這九個(gè)參數(shù)，并且繪出該維數(shù)錨的排列，就能慢慢地(依靠數(shù)據(jù)集大小和計(jì)算機(jī)速度)從一個(gè)可視化轉(zhuǎn)移到另一個(gè)可視化。先前描述的可視化證明在發(fā)現(xiàn)新的可視化方面有用的有限手動(dòng)循環(huán)。
參考圖13，一個(gè)典型的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)10包括經(jīng)中繼線14連接到顯示單元的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器18，一個(gè)中央處理單元(CPU)20以及一個(gè)大容量存儲(chǔ)裝置22。該大容量存儲(chǔ)裝置包括數(shù)據(jù)可視化指令24。在操作中數(shù)據(jù)可視化指令24被下載到存儲(chǔ)器18中，用于在CPU20中處理。在顯示單元16上顯示在CPU20中執(zhí)行后的輸出。
已經(jīng)描述過本發(fā)明的許多實(shí)施例。盡管如此，應(yīng)能理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可做出各種改變。例如，DAs和它們的相關(guān)參數(shù)可以任意排列大小、形狀和位置。我們僅研究了部分象平行坐標(biāo)、圓弧、正多邊形、展寬多邊形以及交叉形的這些“規(guī)則排列”。還有許多另外的排列如弧、或以透鏡形狀排列和雙曲線圓形顯示形式排列的曲線。這些結(jié)構(gòu)將做成具體的“聚焦的”可視化。以多項(xiàng)式的形式或代數(shù)函數(shù)形成的維數(shù)錨也將具有有用的特性。
在多種結(jié)構(gòu)中，如我們分類為網(wǎng)格圖的三角形或多邊形中由平行坐標(biāo)類型線、分散繪圖線以及彈簧線生成的各種可視化?？梢暬奶卣髟谟诟淖兙W(wǎng)格線的密度。
用于數(shù)據(jù)顯示的彈簧范例已經(jīng)很成功。通過擴(kuò)展固定的彈簧“定位點(diǎn)”，我們已經(jīng)增加多邊形的效率和用途。這充分降低了點(diǎn)重迭問題。
另外，通過顯示在維數(shù)錨上定位點(diǎn)擴(kuò)展的彈簧線的部分，增加多邊形的理解和用途。由于許多可視化點(diǎn)群集中在中心，根據(jù)屏幕實(shí)際狀態(tài)，由部分彈簧線提供的附加信息用處不大。
使用彈簧參數(shù)的維數(shù)錨的各種結(jié)構(gòu)能以各種方式，如用交叉圖案或沿一直線壓縮的DAs，按數(shù)據(jù)的順序排列。
改型的圓弧可視化的用途以前已經(jīng)研究過。它最有用的特征之一是給出有特定分類維數(shù)的所有維數(shù)的(或變量)全部關(guān)聯(lián)。顏色相關(guān)的列是該觀點(diǎn)的一個(gè)改變，當(dāng)維數(shù)很小(低于30)時(shí)更有用，在某些情況中更容易理解。因此，其它實(shí)施例包括在下述權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.數(shù)據(jù)可視化方法，該方法包括接收用于控制第一種數(shù)據(jù)可視化(P5)類型的一個(gè)或多個(gè)特征的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(P4)的第一組的一個(gè)或多個(gè)值；接收用于控制第二種數(shù)據(jù)可視化(P5)類型的一個(gè)或多個(gè)特征的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(P4)的第二組的一個(gè)或多個(gè)值，第二種數(shù)據(jù)可視化類型與第一種數(shù)據(jù)可視化類型是不同的數(shù)據(jù)可視化類型；以及生成一組數(shù)據(jù)的可視化，該可視化的特征基于第一組參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值或第二組參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，一種數(shù)據(jù)可視化類型包含分散繪圖。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，參數(shù)包括下述參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)分散繪圖點(diǎn)的大小、從維數(shù)錨延長到分散繪圖點(diǎn)的線的長度，和連接與在分散繪圖中相同數(shù)據(jù)點(diǎn)有關(guān)的點(diǎn)的線的長度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，一種數(shù)據(jù)可視化類型包含一測量圖。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，一個(gè)參數(shù)包含在測量圖中的矩形長度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中一種數(shù)據(jù)可視化類型包含徑向可視化圖。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中一個(gè)參數(shù)包含下述參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)徑向可視化彈簧繪圖中的大小、從維數(shù)錨延長到徑向可視化彈簧繪圖點(diǎn)的線的長度和一彈性系數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，一種數(shù)據(jù)可視化類型包含平行坐標(biāo)可視化。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，一個(gè)參數(shù)包括下述參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)平行坐標(biāo)線的長度和用于平行坐標(biāo)線的塊因子。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一組和第二組包括從一個(gè)或多個(gè)圖形用戶接口接收控制。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一組和第二組包括訪問計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成包含下述操作中的至少一個(gè)可視化顯示、打印以及生成描述該可視化的一文件。
13.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在一計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，用于生成一數(shù)據(jù)可視化，該程序包含指令，該指令促使一處理器執(zhí)行接收用于控制第一種數(shù)據(jù)可視化類型的一個(gè)或多個(gè)特征的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(P4)組的第一組一個(gè)或多個(gè)值；接收用于控制第二種數(shù)據(jù)可視化類型的一個(gè)或多個(gè)特征的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(P4)組的第二組一個(gè)或多個(gè)值，第二數(shù)據(jù)可視化類型與第一數(shù)據(jù)可視化類型是不同的數(shù)據(jù)可視化類型；以及生成一組數(shù)據(jù)的可視化，該可視化的特征基于第一組參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值或第二組參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值。
14.一種數(shù)據(jù)可視化方法，包括將維數(shù)錨設(shè)置成N維正多邊形；映像到每一個(gè)N維數(shù)據(jù)值的軸上；以及顯示所映像的數(shù)據(jù)值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，映像包含將每一個(gè)N維的最小和最大數(shù)據(jù)值賦值給靠近表示該N維的每一個(gè)軸的端點(diǎn)的點(diǎn)。
16.顯示數(shù)據(jù)的一種數(shù)據(jù)可視化方法，包含用特殊分類維數(shù)替換用于數(shù)據(jù)的維數(shù)的基本集；根據(jù)該特殊分類維數(shù)對(duì)該基本集的一個(gè)維數(shù)類型；將所分類的維數(shù)映像到灰度級(jí)表示；將該特殊分類維數(shù)映像到色標(biāo)顯示；顯示該灰度級(jí)顯示和色標(biāo)顯示。
17.一種產(chǎn)生混合可視化的方法，包括生成第一數(shù)據(jù)可視化；生成第二數(shù)據(jù)可視化；在第一可視化和第二可視化間內(nèi)插，以產(chǎn)生數(shù)據(jù)的混合可視化；以及顯示該數(shù)據(jù)的混合可視化。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，第一數(shù)據(jù)可視化是平行坐標(biāo)可視化。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，第二數(shù)據(jù)可視化是徑向可視化。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括生成復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化；將該復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化內(nèi)插在第一和第二數(shù)據(jù)可視化之間，以生成混合數(shù)據(jù)可視化；以及平滑地繪出該混合數(shù)據(jù)可視化。
全文摘要
提供數(shù)據(jù)可視化的方法，包括接收用于控制第一種數(shù)據(jù)可視化(P5)類型的一個(gè)或多個(gè)特征的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(P4)組的第一組一個(gè)或多個(gè)值，接收第二種數(shù)據(jù)可視化類型的第二組一個(gè)或多個(gè)特征，第二種數(shù)據(jù)可視化類型與第一種數(shù)據(jù)可視化類型的數(shù)據(jù)可視化類型不同。
文檔編號(hào)G06T11/20GK1409838SQ00816996
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2000年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月5日
發(fā)明者喬治·格林斯坦, 帕特里克·霍夫曼 申請(qǐng)人:馬薩諸塞州大學(xué)