使用辐射状的树图进行大型层次数据可视化

摘要

信息可视化是借助计算机图形技术帮助用户理解数据结构和内容的一门快速发展的理论和技术。其中层次信息可视化是信息可视化领域的一个分支，专门针对树结构，利用其结构特性，高效地利用空间和良好地交互展示层次数据。其内在结合了人机交互、视觉设计与认知学等，在科学、工程、商业领域都有广泛的应用。
　　矩形状的树图是在二维空间中，在一个矩形内通过迭代式地细分。目前来讲，这种方法的空间利用率最高。然而，大多数矩形状的树图不能很清楚地展示结构信息，并且颜色方案也会增加识别难度。本文提出了一个辐射状的树图（CROT），从树图的基本布局和颜色方案两个方面进行了优化，最后给出了用户实验来验证布局的合理性。
　　首先是为了统一格式，采用了规范的json数据格式，较之前treemap使用的数据更为轻量级。其次结合径向填充思想，针对层次信息的特点，从中心安放根节点开始，将矩形划分为由内而外的层次区域；再按照顺时针方向逐个填充每个节点。再次，每个分支的颜色由其父节点决定，与之前的矩形状树图相比，利用颜色区分不同分支。最后采取用户实验的方法，就基础布局算法，由不同用户完成的时间和准备率对比布局算法的优劣性。文章末尾对本方法的发展方向进行了展望。
　　数据量的不断增长和有限的资源（如用户时间、屏幕空间等）的矛盾是推动层次信息可视化、信息可视化的动力。本文提出的辐射状的树图方法，综合层次化数据可视化布局思想，有效地解决了树图中结构展示不清楚的问题，并通过用户可用性实验验证了布局的优点。在树图的实际实现中有良好的应用价值。

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 信息可视化的背景知识

1.3 论文结构

第二章 层次信息可视化技术

2.1 空间填充

2.2 节点连接

2.3 其他相关技术

2.4 本文的创新工作

第三章 系统设计

3.1 术语解释

3.2 树图改进设计方案

第四章 算法的复杂度分析

4.1 时间复杂度分析

4.2 长宽比

第五章 可用性分析和实验

5.1 文件系统分析

5.2 用户评价实验

第六章 总结和展望

6.1 论文总结

6.2 下一步工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢