高階視覺

感知心理學通常將視覺分為低階視覺和高階視覺兩種類型。低階視覺與物體的物理性質有關，包括深度、形狀、邊界、表面材質等。高階視覺包括物體的識別和分類，屬於人類的認知能力的重要組成部分，其中，低階視覺已經在信息可視化和可視分析的研究中得到了廣泛的驗證。

基本介紹

• 中文名：高階視覺
• 外文名：High-order vision
• 包含：物體的識別與分類
• 屬性：人類認知能力

感知與認知

感知是指客觀事物通過人的感覺器官在人腦中形成的直接反映。人類感覺器官包括眼、鼻、耳以及遍布身體各處的神經末梢等，相應的感知能力分別成為視覺、嗅覺、聽覺和觸覺等。其中與可視化密切相關的主要是指視覺感知。與感知對應的概念是認知，認知心理學將認知過程看成是由信息的獲取、分析、歸納、編碼、概念形成、提取和使用等一系列階段組成的按一定程式進行信息加下的系統。

心理學上的雙重編碼理論，即人類的感知系統由負責語言和其他非語言信息（特別是視覺感知方面）的兩個子系統組成，此外，大腦對於視覺信息的記憶效果和記憶速度要好於對語言的記憶效果和速度。這也是可視化有助於數據信息表達的一個重要的理論基礎。

格式塔理論

格式塔理論最基本的法則是簡單精煉法則，認為人們在進行觀察的時候，傾向於將視覺感知內容理解為常規的、簡單的、相連的、對稱的或有序的結構。同時，人們在獲取視覺感知的時候，會傾向於將事物理解為一個整體，而不是將事物理解為組成該事物所有部分的集合。格式塔法則又稱為完圖法則，主要包括：貼近原則、相似原則、連續原則、閉合原則、共勢原則、好圖原則、對稱性原則、經驗原則。因此格式塔的基本思想是：視覺形象首先是作為統一的整體被認知的，而後才以部分的形式被認知，也就是說，人們先看見一個構圖的整體，然後才看見組成這一構同整體的各個部分—可視化設計必須遵循心理學關於感知和認知的理論研究成果。

視覺感知的相對性

人類認知系統的下作原理決定於對所觀察事物的相對判斷。例如，在日常生活中，人們在描述一個物體的外觀（如長度、高度、重量等）的時候通常會採用另外一個眾所周知的物體為參照物。人類感知系統將可察覺的刺激強度的變化表達為一個目標刺激強度的百分比。在可視化中，通過相對判斷而精確地揭示數據尺度等信息需要一定的前提條件。一般而言，如果物體使用相同的參照物或者相互對齊，則會有助於人們做出更加準確的相對判斷。

視覺通道

可視化將數據屬性採用不同的視覺通道進行編碼，由於各個視覺通道的特性的差異，當可視化的結果呈現於用戶時，用戶獲取信息的難度和所需要的時間不盡相同。人類感知系統在獲取周圍信息的時候，存在兩種最基本的感知模式 第一種模式感知的信息是對象的本身特徵和位置等，對應的視覺通道類型為定性或分類。第二種感知的信息是對象的某一屬性的取值大小，對應的視覺通道類型為定量或定序。

通常認為空間、標記、位置、尺寸、顏色、亮度、飽和度、色調、配色方案、透明度、方向、形狀、紋理和動向是常用的視覺通道類型，某些視覺通道被認為屬於定性的視覺通道，如形狀、顏色的色調或空間位置，而大部分的視覺通道更加適合於編碼定量的信息，如直線長度、區域面積、空間體積、斜度、角度、顏色的飽和度和亮度等。當然，視覺通道的類型不具有明確的界限。

視覺通道的類型決定了可視化不同的數據可能採用的視覺通道，而視覺通道的表現力和有效性則指導可視化設計者如何挑選合適的視覺通道，實現對數據信息完整而具有目的性地展現。