前言
“工欲善其事，必先利其器”。不论我们是业务人员、数据分析师还是任何想运用数据可视化的人，我们都不得不借助市面上的可视化工具，这些工具就是我们的砍柴刀。了解可视化过程当中，无论是软件设计方面还是人脑认知方面的一些起作用的基本原理，能够帮助我们更好地掌握可视化设计当中的一些规律。
笔者就拿最经典的可视化工具Tableau为例，与大家一起深入探讨探讨数据可视化的一些底层原理。
今天我们先来了解人脑对于色彩和图像认知的底层原理在可视化当中所起到的作用。
正文
最能代表高明的业务数据分析师的特点的技能之一，是向任何类型的听众传达定量分析的实际内在含意的能力。分析师用语言去传达这些内容，除了口头上的表达之外，可视化图表的正确运用往往能达到事半功倍的效果。
合理的运用可视化图表，正确地方法应该是：了解人脑善于理解的图示（pattern），利用人脑在识别图示（pattern）上的先天感知和认知倾向，直接和清晰地传达你的结论。
那么，人脑对于图示（pattern）的先天认知倾向是怎么样的呢？
国外的科学家对次做过一些心理学实验。这类实验的结果将直接或间接地导致现在主流的可视化软件在可视化元素方面的设计。
实验的主要思路，是将我们通常用到的可视化元素拆分成单一变量，如颜色、形状、大小、流动性等等。控制单一变量，让实验者在不同变量下，通过测试识别大量相同元素中的唯一不同元素的时间来判断人脑对于不同元素的识别能力。
本篇文章我们先来看最为主流的两个元素的运用。颜色和形状（方形和圆形）。下面我们来看三个简单的实验。
组图1 由（a）将视觉迅速移动到（b），判断自己识别红色圆圈的时间
通过我们的寻找时间和舒适度可以判断出我们对于不同元素的理解能力的不同。
组图2 由（a）将视觉迅速移动到（b），观察自己的识别红色圆圈的时间
接下来我们把上面两个因素合并起来，我们再来看看我们的大脑能否迅速识别变量呢？
组图3：我们把形状和颜色两个因素放在同一张图中，由（a）将视觉迅速移动到（b），判断能够发现红色圆圈的时间。
结论
综合三个实验来看，相信读者对于以下几个问题有了自己的答案。
（实验当中的）颜色与形状的优先级？
人类对于合并两个基本形状的元素的判断能力？
事实上，科学家们经过大量的实验结果显示：
- 红蓝的颜色比方圆的形状的识别更具优先级。
- 人类无法迅速识别出合并两项元素状态下的变量。人类的视觉系统在极短时间内只能识别单一元素。
分析一下组图三，在组图三当中，因为优先级在颜色，因此人类的视觉系统首先根据颜色判断。在识别红色物体时，视觉系统会返回红色方形为ture（看到）；识别蓝色物体时，视觉会返回蓝色圆形为ture。因此，我们必须花时间在同一形状中找不同颜色，才能找到红色的圆形。人类能够快速识别统一视觉属性的能力被称作前注意（preattentive），这么命名的原因是因为当初大家以为这一过程发生在注意力出现之前，后来我们知道了这也属于注意力的范畴，但是这一名字被沿用了下来。
这就是我们在可视化报表设计当中所谓的“直观”背后的原理，读者也可以用这个实验思路去不断提炼可视化制作当中的“直观”。让自己的作品更具说服力。
在微信文章中由于技术的限制，并不能做真正意义上严谨的科学实验。这个实验当中没法排除掉两个干扰因素，我们必须设法排除它们：
第一主要考虑到我们的眼睛可能一开始就放在变量出现的位置的情况的干扰
解决方法：我们做多次重复试验就行了
第二我们的眼睛通过搜索较少次数就找到了变量。
解决方法：我们可以把实验的时间缩短缩短再缩短。缩短到低于我们的眼动启动的最短时间200ms（眼球有所动作需要的时间）。
当然，本文主要想提供给大家一个思路。假如读者对这方面有浓厚的兴趣，或者对实验的严谨性有更高的要求。读者可以点击原文查看一篇原始文献综述，在文章中有一个小小的JavaScript应用，可以调节限制的时间和出现的不同图示（pattern），可以帮助读者对此有一个更好的理解。
后话
对于可视化的研究，都导向一个结论：人脑总是倾向于看到它所希望看到的图示（pattern）。
这让我想到与之相关的，可视化的另外一个重要领域，抽象艺术绘画。
一些原始的艺术品和建筑通过对事物本源的认知和提取，表现出来的艺术品被称为最早期的抽象艺术。
抽象艺术给了我们另外一种理解世界的思路。它将我们脑中对这个世界表象的根深蒂固的pattern打碎，用更为底层的认知逻辑结合绘画的表现形式来表达对于这个世界的理解。这是有依据的。
Sancta Francisca kandinsky
当我们看到一张女人的画像的时候，我们很难不带着现实生活的偏见去理解她，这往往与艺术家想传达给我们的东西相去甚远。抽象艺术的表现形式实际上也是在试图寻找人脑中对于信息的记忆加工后的pattern，就像可视化的pattern一样，寻找一种直达人内心（实际上是人脑）的交流形式。很多作品我们需要用直觉去感受，直觉是日常理解之外我们尚未定义的却更为细致的感受方式。