坐標(biāo)系是能夠使每個(gè)數(shù)組在維度空間內(nèi)找到映射關(guān)系的定位系統(tǒng)，更偏向數(shù)學(xué)/物理概念。在數(shù)據(jù)可視化中，最常用的坐標(biāo)系分為笛卡爾坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系，本文介紹的坐標(biāo)軸設(shè)計(jì)主要也是圍繞直角坐標(biāo)系展開(kāi)。
在說(shuō)坐標(biāo)軸之前先來(lái)介紹下什么是坐標(biāo)系。坐標(biāo)系是能夠使每個(gè)數(shù)組在維度空間內(nèi)找到映射關(guān)系的定位系統(tǒng)，更偏向數(shù)學(xué)/物理概念。
維基百科對(duì)坐標(biāo)系的定義是：對(duì)于一個(gè) n 維系統(tǒng)，能夠使每一個(gè)點(diǎn)和一組 n 個(gè)標(biāo)量構(gòu)成一一對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)，它可以用一個(gè)有序多元組表示一個(gè)點(diǎn)的位置。
數(shù)據(jù)可視化中，最常用的坐標(biāo)系有兩種：笛卡爾坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系，均為二維坐標(biāo)系。
- 笛卡爾坐標(biāo)系即直角坐標(biāo)系，是由相互垂直的兩條軸線構(gòu)成。
- 極坐標(biāo)系由極點(diǎn)、極軸組成，坐標(biāo)系內(nèi)任何一個(gè)點(diǎn)都可以用極徑和夾角（逆時(shí)針）表示。用到直角坐標(biāo)系的常見(jiàn)圖表有柱狀圖、折線圖、面積圖、條形圖等。
下文介紹的坐標(biāo)軸設(shè)計(jì)主要也是圍繞直角坐標(biāo)系展開(kāi)，用到極坐標(biāo)系的圖表有餅圖、圓環(huán)圖、雷達(dá)圖等。
坐標(biāo)軸是坐標(biāo)系的構(gòu)成部分，是定義域軸和值域軸的統(tǒng)稱(chēng)。系的范圍更大，而軸包含在系的概念里。由于可視化圖表繪制的數(shù)據(jù)大部分都有一定的現(xiàn)實(shí)意義，因此我們可以根據(jù)坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的變量是連續(xù)數(shù)據(jù)還是離散數(shù)據(jù)，將坐標(biāo)軸分成連續(xù)軸、時(shí)間軸、分類(lèi)軸三大類(lèi)。軸的類(lèi)型不同在設(shè)計(jì)處理上也有差異。
介紹坐標(biāo)軸設(shè)計(jì)前，我們先將坐標(biāo)軸拆分成「原子」要素，具體分為軸線、軸刻度、軸標(biāo)簽、軸標(biāo)題/單位、網(wǎng)格線。
根據(jù)坐標(biāo)軸的構(gòu)成，分類(lèi)討論下每個(gè)構(gòu)成要素容易被忽視的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
軸線一般只考慮是否顯示，例如柱狀圖、折線圖等，在有背景網(wǎng)格線的情況下，會(huì)隱藏 y 軸線，條形圖則是隱藏 x 軸線，以達(dá)到信息降噪，突出視覺(jué)重點(diǎn)的目的。
軸刻度通常不顯示，只有在肉眼無(wú)法定位到某個(gè)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，會(huì)顯示刻度線，輔助用戶定位，比如折線圖，或抽樣顯示的柱狀圖。
網(wǎng)格線用于定位數(shù)據(jù)點(diǎn)的值域范圍，跟隨值域軸的位置單向顯示，柱狀圖采用水平網(wǎng)格，條形圖采用垂直網(wǎng)格。樣式為虛實(shí)線的最多，斑馬線由于感知過(guò)強(qiáng)，一般不用。
軸標(biāo)題/單位主要用于說(shuō)明定義域軸、值域軸的數(shù)據(jù)含義。當(dāng)可視化圖表標(biāo)題、圖例、軸標(biāo)簽已經(jīng)能充分表達(dá)數(shù)據(jù)含義，無(wú)需單獨(dú)顯示標(biāo)題/單位，「如無(wú)必要，勿增實(shí)體」。
軸標(biāo)簽的設(shè)計(jì)就比較復(fù)雜，涉及到的細(xì)節(jié)點(diǎn)很多，而且對(duì)于定義域軸和值域軸上的標(biāo)簽和單位設(shè)計(jì)要考慮的細(xì)節(jié)點(diǎn)還有差異。下文將定義域軸和值域軸看成 x 軸和 y 軸，便于說(shuō)明。
1. x軸標(biāo)簽設(shè)計(jì)
x 軸標(biāo)簽的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在顯示規(guī)則上，不同的坐標(biāo)軸類(lèi)型有不同的處理方式。
連續(xù)軸/時(shí)間軸的標(biāo)簽顯示
連續(xù)軸/時(shí)間軸，是由一組前后包含同等差值的等差數(shù)列組成，缺少幾個(gè)數(shù)值也能明顯看出中間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽在容器內(nèi)全顯示發(fā)生重疊，我們可以利用抽樣顯示的手段來(lái)避免這種情況。這里不推薦使用旋轉(zhuǎn)，一方面從美觀度上，旋轉(zhuǎn)可能會(huì)破壞界面整體協(xié)調(diào)，另一方面，連續(xù)/時(shí)間軸非必須顯示所有軸標(biāo)簽，抽樣標(biāo)簽已經(jīng)能滿足用戶對(duì)當(dāng)前數(shù)組定義域的理解。
介紹一種常見(jiàn)的抽樣方式：等分抽樣
當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽在 x 軸無(wú)法完全顯示，優(yōu)先保留首尾標(biāo)簽，其余標(biāo)簽按同等步長(zhǎng)間隔顯示。間隔等分的前提是間隔數(shù)是合數(shù)，能被 1 和其本身以外的數(shù)整除。如果間隔數(shù)為質(zhì)數(shù)，就需要「-1」轉(zhuǎn)成合數(shù)。
舉個(gè)例子：11 個(gè)標(biāo)簽，間隔數(shù)是 10，能被 2 和 5 整除，即分成 2 等分和 5 等分。12 個(gè)標(biāo)簽，間隔數(shù)是 11，無(wú)法等分，需要在間隔數(shù)基礎(chǔ)上再「-1」，轉(zhuǎn)成合數(shù) 10 后再等分，此時(shí)最后一個(gè)標(biāo)簽顯示在倒數(shù)第二個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)上。
有人會(huì)問(wèn)了，能被那么多數(shù)等分，到底該選哪個(gè)呢？這就要根據(jù)標(biāo)簽長(zhǎng)度來(lái)定，選擇能放下最多標(biāo)簽的等分值。由于連續(xù)軸/時(shí)間軸，一般是數(shù)值、日期、時(shí)間等，字符長(zhǎng)度有限，即使抽樣后也能保證顯示出一定數(shù)量的標(biāo)簽。
等分抽樣不太適用于表達(dá)某個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的走勢(shì)折線圖，因?yàn)樽詈笠粋(gè)標(biāo)簽不一定對(duì)應(yīng)最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。對(duì)于這類(lèi)折線圖，能清楚表明起始時(shí)間和末尾時(shí)間，相比顯示更多時(shí)間標(biāo)簽重要性來(lái)的更高。設(shè)計(jì)上可以只顯示首尾標(biāo)簽，或首尾 + 中間值。
分類(lèi)軸的標(biāo)簽顯示
分類(lèi)軸是由幾組離散數(shù)據(jù)組成，相互之間獨(dú)立存在，無(wú)緊密邏輯關(guān)聯(lián)。若采用抽樣規(guī)則，隱藏一些標(biāo)簽，用戶對(duì)圖表認(rèn)知就會(huì)有困難，違背了數(shù)據(jù)可視化清晰、有效的設(shè)計(jì)原則。分類(lèi)軸最佳處理方式是標(biāo)簽旋轉(zhuǎn) 45 度，若 45 度仍顯示不下，繼續(xù)旋轉(zhuǎn) 90 度。如果 90 度還是放不下就要考慮結(jié)合圖表交互或反轉(zhuǎn)圖表。
標(biāo)簽旋轉(zhuǎn)方向也有講究，因?yàn)槿说囊曈X(jué)習(xí)慣是從左到右，從上到下，標(biāo)簽順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 45 度更符合用戶的瀏覽動(dòng)線。
分類(lèi)軸標(biāo)簽字段有長(zhǎng)有短，長(zhǎng)文本標(biāo)簽直接旋轉(zhuǎn)不僅影響美觀，而且也不利于用戶閱讀。如果數(shù)據(jù)量比較少只有 2~4 個(gè)，長(zhǎng)文本標(biāo)簽更適合水平展示，顯示不下省略即可；如果數(shù)據(jù)量比較多，就限定字符數(shù)后旋轉(zhuǎn)。
2. y軸標(biāo)簽設(shè)計(jì)
y 軸標(biāo)簽的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在標(biāo)簽數(shù)量、取值范圍和數(shù)據(jù)格式上。標(biāo)簽顯示區(qū)域一般根據(jù)最長(zhǎng)標(biāo)簽寬度自適應(yīng)縮放。如果數(shù)組是固定的，就寫(xiě)成固定寬度，節(jié)省圖表計(jì)算量，提高渲染速度。
y軸標(biāo)簽數(shù)量
標(biāo)簽數(shù)量不建議過(guò)多，太多的標(biāo)簽必定導(dǎo)致橫向網(wǎng)格線變多，造成元素冗余，干擾圖形信息表達(dá)。根據(jù) 7±2 設(shè)計(jì)原則，y 軸標(biāo)簽數(shù)量最多不超過(guò)這個(gè)范圍。
y軸標(biāo)簽取值范圍
y 軸標(biāo)簽的取值范圍決定了圖形在整個(gè)繪圖區(qū)域的顯示高度。
折線圖 y 軸標(biāo)簽取值一般保證圖形約占繪圖區(qū)域的 2/3，以更有效的傳達(dá)數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度，避免掩蓋和夸大變化趨勢(shì)。2/3 即斐波那契數(shù)列第二位起，相鄰兩數(shù)之比，也是黃金分割最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。
柱狀圖的 y 軸標(biāo)簽取值應(yīng)從 0 基線開(kāi)始，以恰當(dāng)反映數(shù)值。如果展示被截?cái)嗟闹鶢顖D，可能會(huì)誤導(dǎo)觀眾做出錯(cuò)誤的判斷。
y軸標(biāo)簽數(shù)據(jù)格式
y 軸標(biāo)簽的數(shù)據(jù)格式在 ant.vision 寫(xiě)的比較詳細(xì)，重復(fù)內(nèi)容不在此說(shuō)明，重點(diǎn)講下一些特殊的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。標(biāo)簽保留的小數(shù)位數(shù)保持統(tǒng)一，不要因?yàn)槟承┹S標(biāo)簽是整數(shù)值，就略去小數(shù)點(diǎn)。
正負(fù)向的 y 軸標(biāo)簽，由于負(fù)值帶「-」符號(hào)，整個(gè) y 軸看起來(lái)會(huì)有視覺(jué)偏差，特別是雙軸圖的右 y 軸更明顯。這里建議正負(fù)向 y 軸給正值標(biāo)簽帶上「+」，以達(dá)到視覺(jué)平衡的效果。
寫(xiě)了那么多關(guān)于坐標(biāo)軸的設(shè)計(jì)，你是不是恍然大悟，原來(lái)小小的坐標(biāo)軸還有如此之多的細(xì)節(jié)。往常我們做圖表設(shè)計(jì)，可能只是用網(wǎng)上自動(dòng)生成的圖表簡(jiǎn)單調(diào)整下，或者按照通用樣式來(lái)設(shè)計(jì)。然而，通用樣式雖然能表達(dá)數(shù)據(jù)意義，但也缺少了對(duì)圖表細(xì)節(jié)的把控，失了精致優(yōu)雅的感覺(jué)。
作為數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)的一小部分，就是這些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，決定了圖表最終的傳達(dá)效果。
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