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簡介

VizJSON 是一種標記語言，用于向渲染引擎描述圖表，以便引擎能夠解釋相關的數據，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記語言，用于顯示Web 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）描述可視化的優勢。這種語言可以作為新的開源軟件的基礎，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據模型規范，它以 The Grammar of Graphics（參閱 參考資料）為基礎，并使用 JavaScript Object Notation (JSON) 進行表示。The Grammar of Graphics描述了連接數據和圖形的規則。本書背后的理念已經影響了一些統計軟件，比如 R 和 SPSS。（請參閱 參考資料，了解關于 R 和 SPSS的更多信息）。

VizJSON 將圖表定義為可以混合匹配，然后將這種定義應用到數據集的一組特性，幫助傳達關于數據的一些特定信息。例如，在美國病人就診牙醫的頻率數據集。VizJSON可以用來強調一個事實：在美國的東海岸，就診牙醫的頻率正在隨著時間的推移而增加。

使用VizJSON，可以預定義特定圖表的特性，為特定類型的數據創建傳遞特定消息的模板。由此產生的模板可顯示一個柱狀圖、餅狀圖、字圖或其他格式，它可以成為展示組織內或跨組織的特定類型數據的統一方式。模板可以被重用，它為查看、解釋和分析數據提供了一致的方法。

VizJSON方法可以很方便地提供交互功能，讓用戶能夠利用現有的數據集，使用不同的方式渲染它們，講述不同的故事，或讀取不同的數據集，用相同的方式渲染它們，從而輕松地分析它們之間的差異。因為 VizJSON是用 JSON 表達的，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 是一個基于語言的圖表規范。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來表示，其分類 x 數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來表示，其中任何 x 數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來表示，其數值 x 分級統計計數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范，就可以輕松地改變數據的可視化方式。這一行的修改導致采用專用餅圖而不是條形圖來顯示數據。利用這項功能，工具提供商現在可以用一個非常簡單的方法來編寫修改規范的工具，讓用戶能夠輕松采用多種格式查看其數據，幫助讀者理解這些數據試圖傳達什么樣的信息。

圖 1. 簡單地修改規范，將條形圖轉換成餅圖

使用 VizJSON 方法的優點和解決的問題

數據和數據可視化的一個主要問題是，有許多方法都可以用來表示數據。多樣性會帶來問題，因為在公司之間，甚至在同一公司的不同部門之間共享數據時，數據都可能以不同的方式進行渲染，或者可能完全無法渲染，因為可視化引擎無法理解這些輸入。

VizJSON 提供了一個用來表達可視化的聲明性方法（與 HTML 提供的用來表達 Web 頁面的聲明性方法大致相同），從而解決這些問題。通過標準化使用 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 數據庫中存儲和查詢 JSON模板和完全可視化（完全可視化包括模板和數據）。許多好處源于標準的可視化表示法。隨著時間的推移，用戶可以使用支持庫和流行的模板，并實現更多不同可視化的構建塊，使構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客戶端目標和渲染引擎。此外，在社交媒體中更容易使用可視化，因為 VizJSON 表示可以在 Facebook 和其他社交媒體上共享數據。

通過采用一套標準的 VizJSON 模板，監管機構和政府可以更容易地提供關于應該如何展示數據的指導，從而更輕松地比較數據。此外，通過在模板中使用 VizJSON元數據，渲染引擎可以確保通過實現 Web Accessibility Initiative Accessible Rich Internet Applications Suite(WAI-ARIA)（參閱 參考資料）可以訪問可視化。

VizJSON 與現有技術的比較

VizJSON 讓用戶能夠聲明自己希望如何顯示數據來傳達特定的故事，或采用讓信息更容易被理解的方式顯示數據。VizJSON 提供一個表達可視化的常用方法，該方法與 HTML 為表達一個Web 頁面所提供的常用方法大致相同。一旦表達可視化的常用方法被采用，我們就可以有多種創建或顯示規范的方式。

圖 2. 表達可視化的聲明方式

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— 可以用于開發跨瀏覽器工作的 JavaScript 應用程序的 JavaScript 庫。通過使用 Dojo Widget Extensions forVizJSON，可以用 Dojo 在瀏覽器上渲染 VizJSON。（這與其他任何擴展的工作方式相同。）使用 VizJSON DOJO 擴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 標記— 識別可繪制的區域的一個 HTML5 標記。Dojo 小部件可以使用 canvas 標記來顯示圖表，包括 VizJSON。

圖 3. VizJSON 與現有格式和標準的比較

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

Tableau Desktop— 桌面應用程序，使用戶能夠快速、輕松地連接到數據源，分析數據，創建可視化，并創建結果的儀表板。它易于使用，但可以創建的可視化數量有限。RAVE 與 VizJSON結合使用可以在多個平臺上創建無限數量的可視化。

D3.js— JavaScript 庫，用于處理基于數據的文檔。該庫使得用戶能夠將數據綁定到 Document ObjectModel（DOM），并將轉換應用到這個對象模型，以獲得想要的結果。D3.js 使用 Web 標準 CSS3、HTML5 和 SVG 來實現靈活性，避免遭受被綁定到專有技術的限制。D3.js是與 RAVE/VizJSON 最接近的技術，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完全放在 Web 上。因此，用 Google Charts JavaScript API創建的圖表目前只能通過瀏覽器提供。

用戶將要創建的圖表數據可以嵌入到文檔本身中，這些數據也可以來自外部源，如 Google Spreadsheets 和 Google Fusion Tables。用戶還可以利用 Chart Tools Datasource 協議，但這種方法具有局限性，因為數據源必須實現 Chart Tools Datasource 協議。Google Charts 支持的圖表類型的數量目前只有 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— 用于統計編程語言 R 的數據可視化軟件包。Ggplot2 是 Grammar of Graphics模型的一個實現，這是一個將圖表拆分成多個組件的架構，如坐標軸、標尺、圖表類型，等等。該系統允許在表示特定數據集的圖表中創建圖形的模塊化。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建多種類型的圖表，或加強特定的圖表。

包括 VizJSON 支持的 IBM 產品

許多 IBM 產品和技術都使用了 VizJSON：

CFO Performance Insight— 提高對財務績效和關鍵財務績效指標的可見性、洞察和控制。它使得 CFO 能夠利用預配置的解決方案衡量、監測和預測業務績效。

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

SPSS Decision Management 7—在部署之前自動化和優化事務的決策，以一致的方式實現成果最大化。它結合了預測分析、地方性法規和計分，實時提供行動建議。這個軟件有助于引導員工和系統每次都做出正確的業務決策。

Cognos® Insight— 個人分析解決方案，使用戶能夠獨立地探索、分析、可視化和共享數據，無需依靠 IT的協助。分析師和業務線管理人員在幾分鐘內就可以創建和共享自定義應用程序、儀表板和可視化，幫助解決個人和工作組的難題。

Cognos BI 10.2—提供報表、分析、儀表板和記分卡，當人們試圖理解業務績效時，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，分析關鍵事實，并迅速與關鍵利益相關者合作和協調決策。

InfoSphere® BigInsights™ 與 BigSheets 技術— 將 Hadoop 的強大功能帶給企業。Apache Hadoop 是一個開源軟件框架，以可靠方式管理大量的結構化和非結構化數據。

結束語

VizJSON 通過定義一組可應用于數據集的特性，提供一個 JSON 符號來表示可視化。跨不同環境標準化 VizJSON 并使用已經商定好的符號，這可以提供許多好處：

共享服務— 可以構建公共服務和庫來處理 VizJSON。

共享工具集— 可以創建公共的工具集，幫助人們快速、輕松地構建可視化。

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

降低成本— 建成的產品可以利用 VizJSON 庫和模式，降低成本。

新的客戶端— 建成的產品可以利用為新環境創建的新 VizJSON 客戶端。新的客戶端受益于支持 VizJSON 的成熟產品組合。

異構解決方案— 來自多個供應商的多元化產品和解決方案，可以使用并產生可以共享的可視化。

可視化模板— 可創建豐富的 VizJSON 可視化模板集供重用，第三方可以輕松地擴展它們。

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

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