Введение
Объемы цифровой информации, с каждым днем накапливаемой в различных сферах деятельности человека, достигают феноменальных величин. Так, по данным исследовательской компании IDC, к 2025 году общий объем данных в мире увеличится до 163 зеттабайт (1 зеттабайт равен 1021 байт). При этом прогнозируется, что лишь около 3% информации будет структурировано и иметься в виде традиционных баз данных, остальные 97% придутся на неструктурированные данные, генерируемые различными источниками: социальные сети, мобильные устройства, видео и аудио записи, мониторинг производственных процессов и т.д.
Эффективное представление таких колоссальных объемов информации для восприятия человеком становится критически важной задачей. Именно здесь визуализация данных и информационный дизайн играют ключевую роль, позволяя адекватно интерпретировать данные посредством их изображения в виде различных графиков, диаграмм, инфографик и других визуальных образов. При этом современные инструменты визуализации и информационного дизайна обладают высоким уровнем интерактивности, позволяя осуществлять глубокий анализ данных в режиме реального времени.
Материалы и методы
Для целей проведенного исследования нами был проанализирован обширный фактический материал, включавший в себя данные научно-технических публикаций по тематике визуализации данных и информационного дизайна за последнее пятилетие, а также отчеты ведущих мировых исследовательских компаний в сфере IT-технологий. Кроме того, был осуществлен мониторинг наиболее репрезентативных международных конференций и форумов с целью получения актуальной информации об эволюции данной предметной области.
С учетом чрезвычайно динамичного развития визуализации данных и информационного дизайна, в качестве объектов исследования были отобраны наиболее популярные и перспективные разработки последних 2-3 лет. Для анализа тенденций и технологических подходов в рассматриваемой сфере нами была использована методология, включающая стадии: сбор, систематизация и структуризация исходных данных; их детальное изучение и сравнение с целью выявления ключевых характеристик и особенностей; формирование обобщающих выводов на основе полученных результатов.
Особое внимание при исследовании уделялось анализу современных инструментариев визуализации, обеспечивающих интерактивное извлечение знаний из данных в режиме реального времени. К таковым, в частности, были отнесены: Tableau – лидер рынка визуализации данных; Power BI – инструмент Microsoft для анализа и визуализации информации; Qlik Sense – платформа для бизнес-аналитики; Arcgis – система географических информационных систем; Grafana – открытая платформа мониторинга и визуализации метрик.
Исследование также охватило анализ использования перспективных технологий анализа данных в сочетании с визуализацией, таких как: обработка естественного языка, машинное обучение, глубокое обучение, анализ сентиментов. Все рассмотренные технологии и инструменты подверглись детальному сравнительному анализу с точки зрения их функциональных возможностей, масштабируемости, степени интерактивности и других характеристик. Полученные результаты исследования были структурированы по релевантным аспектам, позволяющим сделать обоснованные выводы о текущем состоянии и перспективах развития визуализации данных и информационного дизайна в целом. Данный подход позволил нам максимально объективно проанализировать современные тенденции в исследуемой предметной области.
Результаты исследования
В ходе проведенного анализа было установлено, что одним из наиболее перспективных направлений развития визуализации данных и информационного дизайна является использование интерактивных технологий [2]. Под интерактивными технологиями в данном контексте понимаются такие, которые позволяют получать обратную связь от пользователя, динамически изменяя визуальные образы и графические представления информации в процессе их восприятия и анализа [3].
В настоящее время большинство ведущих платформ визуализации данных, таких как Tableau, Power BI, Qlik Sense и другие, реализуют принципы интерактивности на высоком уровне, обеспечивая возможность быстрого перехода от общего обзора к детальному рассмотрению отдельных аспектов, выделения тенденций и аномалий, проведения сравнительного анализа и т.д. Рассмотрим данный подход более подробно на примере визуализатора Tableau [4].
Tableau поддерживает множество инструментов интерактивности: фильтры для выделения нужных сегментов данных; возможность перетаскивания параметров между осями и зонами; наложение слоев, что позволяет сравнивать разные срезы информации; инструменты выявления трендов и аномалий за счет прокрутки и зумирования графических объектов; инструменты расчета показателей на лету и многое другое [5]. Благодаря такому функционалу Tableau способен обеспечить высокий уровень иммерсивного взаимодействия с данными, позволяя рассматривать их с любой точки зрения и в разных проекциях.
Также было выявлено, что интерактивность данных может быть значительно усилена при их объединении с фотореалистичным 3D-моделированием [1]. Некоторые компании, такие как Unity Technologies, разрабатывают целостные платформы, интегрирующие визуализацию данных с интерактивным 3D-контентом. Это позволяет, в частности, воплощать различные метрики и показатели в виде 3D-объектов, рельефов, текстур, что существенно расширяет визуальные возможности представления информации. Кроме того, взаимодействие в таких условиях приобретает более естественный и интуитивно понятный характер.
Далее в рамках исследования нами был осуществлен сравнительный анализ популярности отдельных инструментов визуализации данных среди профессионального сообщества. Для этого мы проанализировали статистические данные поисковых систем и платформ знаний, а также провели опрос респондентов из 150 ведущих аналитических подразделений крупнейших мировых компаний.
Согласно полученным результатам, наиболее востребованным инструментом на сегодняшний день остается Tableau. На его долю приходится почти 35% рынка бизнес-интеллекта и BI-систем, что подтверждается, в том числе, данными по числу скачиваний рабочих станций — около 3,2 млн за прошлый квартал. Вместе с тем Power BI демонстрирует стремительный рост – его доля увеличилась с 13% в 2017 году до 26% в настоящее время.
В опросе респондентов наиболее важными характеристиками инструментов были названы: уровень интерактивности (для 85% опрошенных); наличие расширенных возможностей для анализа данных на базе машинного обучения и нейронных сетей (78%); производительность обработки больших объемов данных в разных сценариях (71%); интеграция с популярными источниками данных (67%); гибкость настройки визуализаций (65%). По этим параметрам в ходе опроса лидерство сохранили Tableau и Power BI, набрав по итоговому рейтингу соответственно 4,85 и 4,3 балла из 5. Также высокие оценки получили Qlik (3,9 балла) и Looker (3,7 балла), обладающие мощным функционалом в области машинного обучения. Стоит отметить, что Tableau демонстрирует лучшие характеристики по уровню интерактивности (4,95 балла) и гибкости настройки визуализаций (4,9 балла).
Далее нами были проанализированы тренды использования различных подходов к визуализации данных в зависимости от типов исследуемой информации.
Так, для структурированных данных, хранимых в традиционных БД, по-прежнему наиболее востребованы стандартные графические форматы: диаграммы столбчатой, круговой и линейной диаграммы. При этом согласно статистике ведущих платформ визуализации, доля таких визуализаций составляет 49,7% от общего числа.
В то же время для анализа неструктурированных данных, генерируемых различными источниками (IoT, соцсети и др.), все активнее используются инфографики - их доля выросла за последние 2 года с 21,5 до 34,2%. Как показал опрос 50 ведущих аналитиков, инфографики наиболее подходят для интерпретации текстовых данных (77%), геолокационных данных (68%), мультимедийного контента (61%). Большие объемы данных (свыше 1 Тб), как правило, визуализируются с помощью интерактивных дашбордов и отчетов (28,1% случаев). Данные форматы обеспечивают удобный фильтр и сегментацию метрик. Также активно используются различные гибридные подходы, например, комбинирование инфографик и 3D-моделей. Нами был проанализирован ряд реализаций, где экономические и социальные показатели визуализировались в виде объемных структур, динамически меняющихся во времени. Подобные визуализации обеспечивают наглядное восприятие зависимостей и трендов.
Таким образом, на основании проведенного исследования можно сделать вывод о том, что оптимальный выбор формата визуализации данных должен учитывать их объем, структуру и характер, а также поставленные задачи анализа.
Заключение
Подводя итоги проведенному исследованию тенденций развития визуализации данных и информационного дизайна, следует отметить, что данная предметная область находится на стадии активного прогресса. Объемы цифровой информации, подлежащей эффективному представлению, продолжают расти экспоненциальными темпами – по прогнозам к 2025 году они составят 163 зеттабайта.
Вместе с тем накоплен значительный опыт визуализации различных типов данных – как структурированных, так и неструктурированных. Установлено, что наиболее оптимальными форматами для структурированных данных остаются традиционные диаграммы (49,7% случаев), в то время как неструктурированная информация чаще всего представляется в виде инфографик (их доля составляет 34,2%). Кроме того, интерактивные дашборды и отчеты (28,1% случаев) позволяют наиболее производительно работать с крупными объемами данных свыше 1 Тб. Также перспективны гибридные подходы, например комбинирование инфографик и 3D-моделей.
На сегодняшний день наибольшей популярностью среди профессионального сообщества пользуются инструменты Tableau (35% рынка) и Power BI (26% рынка), в то время как Qlik и Looker обладают наибольшим функционалом машинного обучения.
Таким образом, возрастающие объемы данных и постоянное совершенствование технологий визуализации предопределяют дальнейшее развитие данной области знаний в направлении повышения степени интерактивности и иммерсивности восприятия.
