Способы цифрового представления графики

Цифровое представление графики

По способу цифрового представления все изображения делятся на две группы: векторные и растровые.

а)	б)

Рис. 1.2 — Типичное векторное (а) и растровое (б) изображения[1].

Векторные изображениясостоят из базовых геометрических элементов двух видов: отрезков и дуг (Рис. 1.3). При этом отрезок задается четырьмя числами (координатами начала x₁,y₁ и конца x₂,y₂), а дуга – шестью: координатами центра x₁,y₁, начальным a и конечным b углами и начальным R₁ и конечным R₂ радиусами. Если R₁= R₂, то дуга является сегментом окружности. При R₁¹ R₂ дуга является сплайном – особой кривой, свойства которой будут рассмотрены позднее.

Рис. 1.3- Базовые элементы векторных изображений.

Растровые изображениясостоят из большого количества одинаковых квадратиков, называемых пикселами(от англ. picture element – элемент изображения). Для каждого пиксела запоминаются его цвет или яркость.

Оба вида изображений широко применяются в компьютерной графике. В Табл. 1.1 приведены основные отличительные черты растрового и векторного представления изображений.

Преимущества	Недостатки
Векторные изображения
Малый размер файла	Невозможность передачи полутонов
Масштабируемость без потери качества	Необходимость создания изображения только на компьютере
Легкость редактирования
Растровые изображения
Фотореалистичная передача полутонов	Потеря качества при масштабировании
Легкость получения сканированием	Трудность редактирования
Большой размер файла

Объем информации, содержащейся в векторном представлении, не зависит от физических размеров изображения. Например, на одной картинке представлен отрезок от точки (0,0) до точки (10,10), а на другой – от точки (1000,1000) до точки (10000,10000). Обе картинки займут одинаковоеместо в памяти, поскольку для хранения одной координаты зарезервирован один и тот же объем памяти — скажем, 6 байт. Тогда описание отрезка любой длины всегда будет занимать ровно 6´4=24 байта. Это важное свойство векторных изображений, позволяющее в масштабе 1:1 работать с чертежами целых зданий, мостов, самолетов и других крупных объектов.

Источник

Как визуализировать данные: типы графиков

Редактор Наталия Шергина специально для блога Нетологии адаптировала статью об эффективных способах визуализации данных.

Предположим, вы понимаете важность визуального представления данных, знаете, какие навыки для этого нужны и, более того, обладаете ими. Заодно представим, что у вас есть данные для визуализации, осталось только разобраться, какие виды графиков и диаграмм подойдут. В статье мы расскажем о самых эффективных способах визуализации данных — вам будет из чего выбрать.

Столбчатая диаграмма (Bar Graph)

Скорее всего, это был первый способ визуализации, с которым вы столкнулись. Вспомните школьные учебники, таких диаграмм там было много. Если вы думали, что столбчатые диаграммы вместе со школой остались позади — не спешите с ними прощаться. Многие виды данных удобно представлять с их помощью: информацию о пробках на дороге, увеличение клиентской базы, график продаж. Столбчатые диаграммы — один из самых наглядных видов представления статистики.

Линейная диаграмма (Line Chart)

Этот вид графиков напоминает вершины горного хребта, и это сравнение неслучайно. С помощью линейных диаграмм можно графически представить горы данных и извлечь столько же инсайтов. Подходят для представления колебаний акций, темпа роста компании, построения прибыльной системы.

Гистограмма с несколькими осями (Multi-Axis Charts)

Это сочетание столбчатой диаграммы и линейного графика. Подойдёт, если нужно представить два или более фактора для выявления параллелей или сравнения. Гистограммы с осями часто используют на заседании членов советов компании, чтобы сопоставить, например, рыночную цену и общую выручку.

Гистограмма (Bar Histograms)

Ещё один график из школьных учебников. Гистограммы используют для представления числовых данных одной категории и их изменения с течением времени. Пример — изменение численности населения страны за конкретный период.

Как и столбчатые диаграммы, гистограммы состоят из столбцов. Поэтому эти два вида графиков часто путают. Давайте разбираться.

• Есть расстояние между столбцами

• Нет расстояния между столбцами

• Применяются для сравнения категориальных данных

• Применяются для выявления зависимости качественных данных

• Если переставить местами столбцы, логика не нарушится. Венера и Земля — две категории, которые друг от друга не зависят.

• Если в гистограмме наблюдаемых температур переставить местами столбцы, нарушится логика, так как рассматривается одна величина (температура), а не разные категории

Круговая диаграмма (Pie Charts)

Кто работал с Экселем, тот наверняка знаком с круговыми диаграммами. Поставил её — и отчёт сразу выглядит презентабельнее, так? А если серьёзно, то круговые диаграммы — это отличный способ представить части одного целого. Например, долю компании на рынке, ваш вклад в общий проект или разработку секторов для инвестиционного плана.

Каждому из нас приходилось работать хотя бы с одной из перечисленных диаграмм. А если нет, то их названия вы точно слышали. На этом мейнстрим заканчивается. Далее — менее популярные графики.

Диаграмма спагетти (Spaghetti Charts)

К сожалению, это не совсем о еде. Диаграмма спагетти — очень необычный вид графиков, который только набирает популярность. Здесь без визуальной подсказки не объяснишь.

Помимо метеорологии, эти диаграммы подходят для визуализации взаимосвязей, что особенно полезно в юридических и судебных вопросах.

Географическая диаграмма (Map Charts)

Географические диаграммы специально разработаны для анализа географической информации, представления пространственных отношений и региональных данных. Используйте их, если нужно графически изобразить глобальную клиентуру, план расширения компании или план диверсификации производства. Эти диаграммы покажут, какие географические области развиваются, а каким нужно больше внимания. Также они помогают принимать решение — например, куда инвестировать или какие страны лучше для жизни.

Стрим-график или график потока (Stream Graph)

Даже если вы ни разу не видели землетрясения, то о сейсмографе слышали наверняка. Это машина, которая реагирует на сейсмическую активность и записывает сейсмоволны в виде графика.

Сейсмограф фиксирует толчки 24 часа 7 дней в неделю. Данные представляются графически в виде «потока» или «волн» вдоль центральной оси. Сейсмография — не единственная сфера применения графиков потока. Они особенно эффективны для графического изображения изменений за период времени.

Пузырьковая диаграмма (Bubble Charts)

Не очень серьёзное название, но суть не в нём. Сфера применения таких диаграмм в представлении и анализе данных огромна. Если говорить технически, пузырьковая диаграмма пригодится для визуализации анализа взаимодействий и распределения. А проще говоря, информация представлена в трёх измерениях или плоскостях. Допустим, у вас три вида данных: общее количество товаров, число каждого проданного продукта и выручка от продаж каждого продукта. Если вы хотите видеть взаимосвязь этих данных на одном графике, то пузырьковая диаграмма для вас.

Лучевая диаграмма (Sunburts)

Любители интернет-магазинов, эта информация для вас. Ваше поведение на сайте и то, на какие страницы вы заходите, заносится в историю, а админы магазинов могут легко представить эту информацию в виде лучевой диаграммы, чтобы понять, куда идёт основной трафик на сайте и какие страницы посещают реже всего. Такие диаграммы идеальны для представления иерархических данных.

Полярные часы (Polar Clock)

Ещё один интересный, но пока не самый популярный вид представления данных. График работает по принципу часов и каждую секунду показывает количество проделанной работы. Похоже на окно «копирование файлов», где зелёный индикатор показывал, сколько процентов данных уже скопировано. Представьте себе то же самое, только в форме круга — это и есть диаграмма полярные часы.

Интерактивная кольцевая диаграмма (Donut Transitions)

Это та же кольцевая диаграмма, только анимированная. Интерактивная кольцевая диаграмма — один из лучших способов для выявления закономерностей между несколькими параметрами. Эффективна для представления части целого и анализа зависимости величин. При изменении анализируемых параметров изменяются и пропорции диаграммы. Пригодится тем, кто следит за динамикой изменения — например, изменения стоимости акций в результате каких-либо действий компании.

Курс

Инфографика

• Научитесь превращать скучные цифры в наглядные визуальные истории
• Разберётесь в online-инструментах создания инфографики
• Поймёте, как работать с интерактивной и видеоинфографикой

Это одни из наиболее эффективных способов визуализации данных. Какие-то из них более привычны, о других пока мало кто знает. Новые виды графиков и диаграмм появляются вместе с новыми видами данных, что происходит непрерывно. Это значит, что скоро появятся более продвинутые способы визуализации.

Инфографика для СМИ

Мнение автора и редакции может не совпадать. Хотите написать колонку для «Нетологии»? Читайте наши условия публикации. Чтобы быть в курсе всех новостей и читать новые статьи, присоединяйтесь к Телеграм-каналу Нетологии.

Источник

Как визуализировать данные: виды графиков

Визуализация числовых значений позволяет сделать понятными даже сложные наборы данных. Графики и диаграммы привлекают больше аудитории, чем обычный текст или скучные таблицы, и увеличивают вовлеченность читателей. Визуальная информация намного лучше воспринимается и запоминается, что помогает быстро и эффективно донести до аудитории ваши мысли и идеи.

В этой статье разберем основные виды графиков и поговорим о том, каких правил следует придерживаться при визуализации данных.

Типы графиков

Вид диаграммы необходимо выбирать в зависимости от того, какие данные вы хотите визуализировать и с какой целью: чтобы сравнить различные показатели или продемонстрировать, как распределяются данные, скажем, какие значения встречаются чаще, а какие реже.

Также на диаграмме можно наглядно показать структуру чего-либо при помощи данных или проследить взаимосвязь показателей.

Типов диаграмм насчитывается несколько десятков, и в рамках одной статьи описать их все не представляется возможным. Мы рассмотрим наиболее часто используемые виды графиков и разберемся, для отображения каких данных лучше всего подходит каждый их них.

Графики, о которых далее пойдет речь, можно легко создать в таких программах, как Microsoft Word, Excel, PowerPoint и Visio (а также их бесплатных аналогах), приложениях iWork (для iOS и macOS) и онлайн-сервисе Canva.

Линейный график

Линейный график (или линейная диаграмма) показывает динамику по одному либо нескольким показателям. Его удобно применять, когда нужно сравнить, как меняются с течением времени разные наборы данных.

Данные на таком графике отображаются в виде точек, которые соединены линиями. Также точки могут быть невидимыми, тогда график представляет собой ломаные линии. Кроме того, существует такая разновидность, как график рассеяния или точечная диаграмма, на котором точки изображаются без линий. Данный тип графика помогает найти взаимосвязь между двумя показателями.

Линейные диаграммы целесообразно применять, если число значений в ряду велико. Они удобны, когда требуется отобразить общую тенденцию развития каких-либо явлений, сравнить темпы роста и т.п.

На такой диаграмме данные категорий равномерно распределены вдоль горизонтальной оси, а все значения отображаются вдоль вертикальной оси. Графики позволяют показать непрерывное изменение данных за определенный период времени, поэтому они прекрасно подходят для представления тенденций изменения данных с равными временными интервалами, такими как месяцы, кварталы или годы.

Диаграммы-области

Диаграмма с областями представляет собой линейную диаграмму, в которой область ниже линии заполнена индивидуальным цветом или текстурой. Так же, как и линейные графики, диаграммы-области используются для отображения развития количественных значений в каком-то определенном интервале или за определенный временной период, но отличаются от графиков тем, что позволяют оценить вклад каждого элемента в рассматриваемый процесс.

Линейчатые диаграммы

Линейчатые (полосчатые) диаграммы, которые также называют столбчатыми (столбиковыми), являются наиболее часто используемым типом диаграмм.

Они могут применяться для сравнения разных значений в тех случаях, когда важны конкретные числовые показатели. На одной оси столбиковой диаграммы представлены сравниваемые категории, а на другой – шкала числовых значений.

Полосчатые диаграммы позволяют пользователю легко сравнить отдельные значения для разных категорий либо сравнивать изменения значений за какой-то период времени для определенной категории. Статистические показатели в таких диаграммах могут быть представлены как вертикальными, так и горизонтальными столбиками. Для изображения величины параметра используется высота или длина столбика.

Кроме прямоугольников, поверхность таких диаграмм может представлять собой треугольники, трапеции и другие фигуры.

Горизонтальные линейчатые диаграммы обычно используются, когда необходимо сравнить множество различных показателей или визуально обозначить явное превосходство одного из них. Вертикальные столбцы целесообразно использовать для изменения показателей в разные периоды времени, к примеру, ежегодной прибыли компании за несколько лет.

Гистограммы

Гистограмма и столбиковая диаграмма визуально схожи, разница же заключается в том, что гистограмма показывает распределение данных в рамках непрерывного интервала либо конкретного периода времени. На вертикальной оси гистограмм отображается частотность, а на горизонтальной показаны интервалы или временной период.

Гистограммы помогают визуально определить концентрацию значений, а также предельные значения или наличие пробелов либо отклонений.

Гистограмма с несколькими осями

Представляет собой сочетание столбиковой диаграммы и линейного графика с двумя осями Y и с одной осью X, на которой показаны категории данных. Такой вариант может понадобиться, когда нужно представить два или более фактора и выявить параллели или сравнения.

Круговые диаграммы

Круговые (секторные) диаграммы показывают долю каждой величины в общем объеме. Круг представляет всю совокупность данных, а относительная величина каждого отдельного значения изображается в виде сектора круга. Площадь секторов при этом соответствует вкладу этого параметра в сумму значений.

Круговые диаграммы наглядно демонстрируют, какую часть от общего количества составляют отдельные значения. Сектора могут отображаться в общем круге, а также могут быть расположены отдельно на небольшом расстоянии друг от друга.

Географические диаграммы

Картодиаграмма являет собой сочетание диаграммы с географической картой или схемой. Ее используют, когда нужно отобразить распределение определенного показателя по регионам, странам, материкам, выделенным разным цветом, оттенками или рисунками в соответствии с переменными данных. На примере диаграммы, приведенной ниже, можно увидеть, что цвет для каждого региона определяется в зависимости от плотности населения.

Если необходимо отобразить на карте данные по дополнительным показателям, это делается с помощью добавления микрографики: круговых диаграмм или столбиков.

Правила визуализации данных

Чтобы графики и диаграммы были понятны читателям, при их построении нужно соблюдать следующие рекомендации:

• Выбирайте правильный тип и формат визуализации информации. Используйте график, подходящий для ваших данных и соответствующий вашей цели. Например, если вам нужно отобразить динамику показателей, создайте обычный линейный график. В случае, когда предполагается сравнение нескольких категорий между собой, правильным выбором станет столбиковая (линейчатая) или секторная (круговая) диаграмма. Ориентируйтесь на количество категорий, если их у вас больше 5, лучше подойдет столбиковая, так как в круговой диаграмме с большим числом долей информацию считывать неудобно.
• Не нарушайте общепринятые стандарты, например, временные оси (года, месяцы, кварталы) всегда располагайте горизонтально слева направо, так как это интуитивно понятно для читателей и облегчит восприятие информации.
• Старайтесь делать дизайн диаграммы максимально простым и ясным. Не используйте элементы, которые могу отвлечь читателя от сути: градиентную заливку, тени, трехмерные эффекты и пр.
• Удаляйте с ваших диаграмм все неинформативные элементы, оставляйте только те, что действительно необходимы, так как загромождение графиков ненужной информацией значительно затрудняет их восприятие. К примеру, если у вас есть подписи значений, то линии сетки и ось уже не нужны, поскольку это дублирование информации. Если вы все же используете основные, а также вспомогательные линии сетки, делайте их как можно более простыми и не бросающимися в глаза. На первом плане должна быть важная информация, а не вспомогательные элементы.
• Визуализировать данные следует так, чтобы с первого взгляда были видны самые высокие и самые низкие значения, тенденции и корреляции. В противном случае нужно менять тип графика. Старайтесь сделать так, что было легко сравнить разные показатели и выявить соотношение, поэтому разбивать однотипную информацию на несколько отдельных графиков не стоит.
• Однако если необходимо визуализировать много различных типов данных и категорий, напротив, нужно разделить диаграмму на несколько частей. Например, на линейном графике нежелательно показывать больше четырех-пяти линий. Перегруженная информацией диаграмма только запутает читателя.
• Если на диаграмме отображаются категории, которые обычно ассоциируются с определенным цветом, к примеру, положительные значения – зеленый, отрицательные показатели – красный, а мужчины и женщины – голубой и розовый цвета, не стоит нарушать общепринятый порядок. Пользователю проще воспринимать эти категории в ожидаемой цветовой гамме.
• Если вы сравниваете показатели текущего и прошедшего года, можно сделать прошедший год более бледным, а текущий обозначить более ярко. Однако использовать следует оттенки одного цвета, чтобы было понятно, что речь идет об одном и том же показателе.
• Позаботьтесь о правильном форматировании чисел на диаграмме: в больших числах используйте разделители разрядов (то есть указывайте 1 000 000, а не 1000000) и убирайте лишние знаки после запятой. Это сделает числа легко читабельными.
• Учтите, что у диаграммы должно быть понятное, отражающее суть название и полная легенда, то есть все необходимые поясняющие подписи. Период времени и единицы измерения должны быть четко обозначены и трактоваться абсолютно однозначно, чтобы у читателей не возникало никаких вопросов, что изображено на диаграмме.

И еще пара советов: не используйте разные виды графиков и диаграмм для однотипных данных. Читателю требуется время, чтобы привыкнуть к каждому новому виду диаграммы и понять, что обозначает определенная линия или столбик, поэтому всегда выбирайте одинаковые диаграммы для данных одного типа. Кроме того, следует придерживаться одной цветовой гаммы в одном отчете или презентации. Хорошее решение – использование цветов вашего корпоративного стиля.

Источник