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簡介

VizJSON 是一種標(biāo)記語言，用于向渲染引擎描述圖表，以便引擎能夠解釋相關(guān)的數(shù)據(jù)，并在圖表中顯示它。它在概念上類似于 HTML，HTML 是瀏覽器可以解釋的一種常見標(biāo)記語言，用于顯示W(wǎng)eb 頁面。您可以這樣想：VizJSON 之于可視化渲染器，正如 HTML 之于瀏覽器。本文將介紹使用開放語言（如VizJSON）描述可視化的優(yōu)勢。這種語言可以作為新的開源軟件的基礎(chǔ)，該軟件將生成 VizJSON 并使用它作為可視化的描述語言 。

VizJSON 是基于語言的可視化數(shù)據(jù)模型規(guī)范，它以 The Grammar of Graphics（參閱 參考資料）為基礎(chǔ)，并使用 JavaScript Object Notation (JSON) 進(jìn)行表示。The Grammar of Graphics描述了連接數(shù)據(jù)和圖形的規(guī)則。本書背后的理念已經(jīng)影響了一些統(tǒng)計(jì)軟件，比如 R 和 SPSS。（請參閱 參考資料，了解關(guān)于 R 和 SPSS的更多信息）。

VizJSON 將圖表定義為可以混合匹配，然后將這種定義應(yīng)用到數(shù)據(jù)集的一組特性，幫助傳達(dá)關(guān)于數(shù)據(jù)的一些特定信息。例如，在美國病人就診牙醫(yī)的頻率數(shù)據(jù)集。VizJSON可以用來強(qiáng)調(diào)一個(gè)事實(shí)：在美國的東海岸，就診牙醫(yī)的頻率正在隨著時(shí)間的推移而增加。

使用VizJSON，可以預(yù)定義特定圖表的特性，為特定類型的數(shù)據(jù)創(chuàng)建傳遞特定消息的模板。由此產(chǎn)生的模板可顯示一個(gè)柱狀圖、餅狀圖、字圖或其他格式，它可以成為展示組織內(nèi)或跨組織的特定類型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一方式。模板可以被重用，它為查看、解釋和分析數(shù)據(jù)提供了一致的方法。

VizJSON方法可以很方便地提供交互功能，讓用戶能夠利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集，使用不同的方式渲染它們，講述不同的故事，或讀取不同的數(shù)據(jù)集，用相同的方式渲染它們，從而輕松地分析它們之間的差異。因?yàn)?VizJSON是用 JSON 表達(dá)的，所以可以輕松地將它集成到 HTML、演示文稿或其他格式中。甚至可以通過社交媒體在 Web 上共享它。

使用 VizJSON 描述的圖表和可視化

VizJSON 是一個(gè)基于語言的圖表規(guī)范。以不同的方式定義多種圖表：

條形圖— 可以通過基本的二維坐標(biāo)來表示，其分類 x 數(shù)值落在固定間隔距離的位置。

折線圖— 可以通過基本的二維坐標(biāo)來表示，其中任何 x 數(shù)值都顯示在線段連接的位置上。

直方圖— 可以通過基本的二維坐標(biāo)來表示，其數(shù)值 x 分級統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)落在固定間隔距離的位置。

VizJSON 提供了正交的特性集，描述了所有常見的圖表、幾乎所有不常見的圖表，以及最前沿的研究圖表。

圖 1說明，使用圖形語法的方法，用戶只需修改一行規(guī)范，就可以輕松地改變數(shù)據(jù)的可視化方式。這一行的修改導(dǎo)致采用專用餅圖而不是條形圖來顯示數(shù)據(jù)。利用這項(xiàng)功能，工具提供商現(xiàn)在可以用一個(gè)非常簡單的方法來編寫修改規(guī)范的工具，讓用戶能夠輕松采用多種格式查看其數(shù)據(jù)，幫助讀者理解這些數(shù)據(jù)試圖傳達(dá)什么樣的信息。

圖 1. 簡單地修改規(guī)范，將條形圖轉(zhuǎn)換成餅圖

使用 VizJSON 方法的優(yōu)點(diǎn)和解決的問題

數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)主要問題是，有許多方法都可以用來表示數(shù)據(jù)。多樣性會(huì)帶來問題，因?yàn)樵诠局g，甚至在同一公司的不同部門之間共享數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)都可能以不同的方式進(jìn)行渲染，或者可能完全無法渲染，因?yàn)榭梢暬鏌o法理解這些輸入。

VizJSON 提供了一個(gè)用來表達(dá)可視化的聲明性方法（與 HTML 提供的用來表達(dá) Web 頁面的聲明性方法大致相同），從而解決這些問題。通過標(biāo)準(zhǔn)化使用 VizJSON 圖形語法（序列化為JSON 表示法）來表示可視化的方式，VizJSON 提供一個(gè)表示可視化的一致方法，可以在基于 JSON 的 Web API、普通的 HTML，以及各種基于 JSON 的軟件中使用它。

甚至可以在日益流行的 JSON 數(shù)據(jù)庫中存儲和查詢 JSON模板和完全可視化（完全可視化包括模板和數(shù)據(jù)）。許多好處源于標(biāo)準(zhǔn)的可視化表示法。隨著時(shí)間的推移，用戶可以使用支持庫和流行的模板，并實(shí)現(xiàn)更多不同可視化的構(gòu)建塊，使構(gòu)建可視化軟件的成本越來越低。通過一致的VizJSON 圖形語法集，可以更容易地支持多個(gè)客戶端目標(biāo)和渲染引擎。此外，在社交媒體中更容易使用可視化，因?yàn)?VizJSON 表示可以在 Facebook 和其他社交媒體上共享數(shù)據(jù)。

通過采用一套標(biāo)準(zhǔn)的 VizJSON 模板，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和政府可以更容易地提供關(guān)于應(yīng)該如何展示數(shù)據(jù)的指導(dǎo)，從而更輕松地比較數(shù)據(jù)。此外，通過在模板中使用 VizJSON元數(shù)據(jù)，渲染引擎可以確保通過實(shí)現(xiàn) Web Accessibility Initiative Accessible Rich Internet Applications Suite(WAI-ARIA)（參閱 參考資料）可以訪問可視化。

VizJSON 與現(xiàn)有技術(shù)的比較

VizJSON 讓用戶能夠聲明自己希望如何顯示數(shù)據(jù)來傳達(dá)特定的故事，或采用讓信息更容易被理解的方式顯示數(shù)據(jù)。VizJSON 提供一個(gè)表達(dá)可視化的常用方法，該方法與 HTML 為表達(dá)一個(gè)Web 頁面所提供的常用方法大致相同。一旦表達(dá)可視化的常用方法被采用，我們就可以有多種創(chuàng)建或顯示規(guī)范的方式。

圖 2. 表達(dá)可視化的聲明方式

VizJSON 支持幾種格式：

SVG— 用于針對 Web 瀏覽器渲染輸出的較低層次的表示法。

Dojo— 可以用于開發(fā)跨瀏覽器工作的 JavaScript 應(yīng)用程序的 JavaScript 庫。通過使用 Dojo Widget Extensions forVizJSON，可以用 Dojo 在瀏覽器上渲染 VizJSON。（這與其他任何擴(kuò)展的工作方式相同。）使用 VizJSON DOJO 擴(kuò)展的其他替代方法包括：使用面向 VizJSON 的JQuery 插件，或面向 VizJSON 的 Sencha 插件。

canvas 標(biāo)記— 識別可繪制的區(qū)域的一個(gè) HTML5 標(biāo)記。Dojo 小部件可以使用 canvas 標(biāo)記來顯示圖表，包括 VizJSON。

圖 3. VizJSON 與現(xiàn)有格式和標(biāo)準(zhǔn)的比較

Rapidly Adaptive Visualization Engine (RAVE) 是一個(gè)懂得如何渲染 VizJSON 規(guī)范的底層技術(shù)。下面的開源產(chǎn)品和技術(shù)提供了與使用VizJSON 和 RAVE 類似的功能：

Tableau Desktop— 桌面應(yīng)用程序，使用戶能夠快速、輕松地連接到數(shù)據(jù)源，分析數(shù)據(jù)，創(chuàng)建可視化，并創(chuàng)建結(jié)果的儀表板。它易于使用，但可以創(chuàng)建的可視化數(shù)量有限。RAVE 與 VizJSON結(jié)合使用可以在多個(gè)平臺上創(chuàng)建無限數(shù)量的可視化。

D3.js— JavaScript 庫，用于處理基于數(shù)據(jù)的文檔。該庫使得用戶能夠?qū)?shù)據(jù)綁定到 Document ObjectModel（DOM），并將轉(zhuǎn)換應(yīng)用到這個(gè)對象模型，以獲得想要的結(jié)果。D3.js 使用 Web 標(biāo)準(zhǔn) CSS3、HTML5 和 SVG 來實(shí)現(xiàn)靈活性，避免遭受被綁定到專有技術(shù)的限制。D3.js是與 RAVE/VizJSON 最接近的技術(shù)，它向其用戶提供了最大的靈活性和自由度。

Google Charts— Google 全資擁有的 JavaScript 庫。目前的版本已將重點(diǎn)完全放在 Web 上。因此，用 Google Charts JavaScript API創(chuàng)建的圖表目前只能通過瀏覽器提供。

用戶將要?jiǎng)?chuàng)建的圖表數(shù)據(jù)可以嵌入到文檔本身中，這些數(shù)據(jù)也可以來自外部源，如 Google Spreadsheets 和 Google Fusion Tables。用戶還可以利用 Chart Tools Datasource 協(xié)議，但這種方法具有局限性，因?yàn)閿?shù)據(jù)源必須實(shí)現(xiàn) Chart Tools Datasource 協(xié)議。Google Charts 支持的圖表類型的數(shù)量目前只有 14 種。這些圖表可被視為模板，并且用戶可以自定義圖表的類型，修改顏色和字體、線條寬度，以及其他視覺效果。不過，用戶仍然僅限于使用所提供的基本圖表。

R + ggplot2— 用于統(tǒng)計(jì)編程語言 R 的數(shù)據(jù)可視化軟件包。Ggplot2 是 Grammar of Graphics模型的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，這是一個(gè)將圖表拆分成多個(gè)組件的架構(gòu)，如坐標(biāo)軸、標(biāo)尺、圖表類型，等等。該系統(tǒng)允許在表示特定數(shù)據(jù)集的圖表中創(chuàng)建圖形的模塊化。不過，這種方法需要掌握豐富的底層軟件包知識才能靈活地創(chuàng)建多種類型的圖表，或加強(qiáng)特定的圖表。

包括 VizJSON 支持的 IBM 產(chǎn)品

許多 IBM 產(chǎn)品和技術(shù)都使用了 VizJSON：

CFO Performance Insight— 提高對財(cái)務(wù)績效和關(guān)鍵財(cái)務(wù)績效指標(biāo)的可見性、洞察和控制。它使得 CFO 能夠利用預(yù)配置的解決方案衡量、監(jiān)測和預(yù)測業(yè)務(wù)績效。

Next Best Action— 有助于最大限度地提高每一次客戶互動(dòng)，建立長期的客戶關(guān)系。

SPSS Decision Management 7—在部署之前自動(dòng)化和優(yōu)化事務(wù)的決策，以一致的方式實(shí)現(xiàn)成果最大化。它結(jié)合了預(yù)測分析、地方性法規(guī)和計(jì)分，實(shí)時(shí)提供行動(dòng)建議。這個(gè)軟件有助于引導(dǎo)員工和系統(tǒng)每次都做出正確的業(yè)務(wù)決策。

Cognos® Insight— 個(gè)人分析解決方案，使用戶能夠獨(dú)立地探索、分析、可視化和共享數(shù)據(jù)，無需依靠 IT的協(xié)助。分析師和業(yè)務(wù)線管理人員在幾分鐘內(nèi)就可以創(chuàng)建和共享自定義應(yīng)用程序、儀表板和可視化，幫助解決個(gè)人和工作組的難題。

Cognos BI 10.2—提供報(bào)表、分析、儀表板和記分卡，當(dāng)人們試圖理解業(yè)務(wù)績效時(shí)，有助于支持他們的思維方式和工作方式。您可以自由探索信息，分析關(guān)鍵事實(shí)，并迅速與關(guān)鍵利益相關(guān)者合作和協(xié)調(diào)決策。

InfoSphere® BigInsights™ 與 BigSheets 技術(shù)— 將 Hadoop 的強(qiáng)大功能帶給企業(yè)。Apache Hadoop 是一個(gè)開源軟件框架，以可靠方式管理大量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

VizJSON 通過定義一組可應(yīng)用于數(shù)據(jù)集的特性，提供一個(gè) JSON 符號來表示可視化。跨不同環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化 VizJSON 并使用已經(jīng)商定好的符號，這可以提供許多好處：

共享服務(wù)— 可以構(gòu)建公共服務(wù)和庫來處理 VizJSON。

共享工具集— 可以創(chuàng)建公共的工具集，幫助人們快速、輕松地構(gòu)建可視化。

可重用的構(gòu)建塊— 可以為獨(dú)特和專用的可視化創(chuàng)建和使用公共構(gòu)建塊（例如，VizJSON 模板）。

降低成本— 建成的產(chǎn)品可以利用 VizJSON 庫和模式，降低成本。

新的客戶端— 建成的產(chǎn)品可以利用為新環(huán)境創(chuàng)建的新 VizJSON 客戶端。新的客戶端受益于支持 VizJSON 的成熟產(chǎn)品組合。

異構(gòu)解決方案— 來自多個(gè)供應(yīng)商的多元化產(chǎn)品和解決方案，可以使用并產(chǎn)生可以共享的可視化。

可視化模板— 可創(chuàng)建豐富的 VizJSON 可視化模板集供重用，第三方可以輕松地?cái)U(kuò)展它們。

Web API— VizJSON 表示可以與日益流行的基于 JSON 的 Web API 結(jié)合使用。

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