本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
今年 7 月，我在自然科学插画家协会 (GNSI) 成立 50 周年会议上做了演讲。这是该演讲的轻度编辑稿，附带一组缩略版的配套图像。
***
感谢您邀请我参加年会。特别是今年在华盛顿特区举办。虽然我有点像缺席的家庭成员，但这次感觉有点像回家，因为我参加的第一次 GNSI 会议也是在 22 年前的华盛顿特区。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续报道关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
.jpg?w=1350)
为了加强社区之间的联系并巩固一些家庭关系，我计划利用这段时间来促使你们 [科学插画家] 思考可以从视觉科学传播更广泛领域的几个不同子学科中学到什么——以及可以教给他们什么。例如：插画家在哪里结束……
……信息图设计师在哪里开始？
.jpg?w=1350)
数据可视化如何融入其中？
关于我们所做的设计决策，科学有什么要说的？
但首先，我应该提供一些背景信息。接下来的想法很大程度上源于我自己的经验。这有点像对过去 20 年作为艺术总监的观察的反思。这不是对科学可视化整个领域的全面文献综述或严格考察。这些都是与我的历程相关的思考——根植于出版界——并向我一路走来发现有帮助或发人深省的一些资源和社区致敬。我不可避免地会给自己惹上一些麻烦，因为我不是我要谈论的所有子学科的专家。但我的确在这些子学科的交叉领域工作，并且随着时间的推移，我开发了一套您可能会感兴趣的资源。
作为背景，为了说明是什么塑造了我的观点，我应该说我将自己定义为图形编辑、科学传播者和信息图设计师。我主要接受传统（或物理）媒体的培训。这是我最早发表的科学插图之一——热液喷口虾口器墨水画。这是我在大学期间在洛杉矶自然历史博物馆甲壳类动物实验室工作几个夏天的成果之一。
但我确实有机会从 1980 年代后期开始涉足数字领域，这要归功于我的高中美术老师 Robert Tartter 和 Commodore Amiga。然后我转到了史密斯学院的平板电脑和虚拟绘画，我的导师 Gary Niswonger 在那里指导了像盲画轮廓人体素描这样的练习。模特站在房间中央，我们背对着显示器，Wacom 平板电脑放在我们的腿上。
尽管我热爱我的艺术和设计课程，但我也热爱我的科学课程。我拒绝以牺牲另一门学科为代价来选择一门学科，并攻读了地质学和工作室艺术双专业。然后，加州大学圣克鲁兹分校（现由加州州立大学蒙特雷湾分校主办）的科学插画研究生项目引起了我的注意，让我能够在 Ann Caudle、Jenny Keller 和 Larry Lavendal 的指导下正式将这两门学科合并。我没有致力于单一的科学研究领域，而是通过视觉语言帮助更多受众了解其他人的研究。
研究生毕业后，我进入出版界，在《大众科学》的美术部门实习，这要感谢我的导师 Ed Bell。这是我为该杂志绘制的第一幅插图；一只水彩蟑螂。
我的实习变成了一份全职工作，随着我的角色从艺术家转变为美术总监，我发现自己放下了水彩颜料和 Rapidograph 绘图笔，转而使用电脑作为我的主要工具。1998 年，我离开《大众科学》，在《国家地理》担任助理美术总监，然后是设计师。一直以来，我都在成长为一名美术总监，并从业内最优秀的人那里学习印刷制作。五年后，我离开了华盛顿特区，建立了一个自由科学传播业务，主要专注于杂志和书籍项目。
2007 年，我回到了《大众科学》，现在我是高级图形编辑。今天，我们的图形团队有两个人，Amanda Montañez 和我。我们负责美术指导杂志中所有的信息图，从数据可视化（如左侧 Pitch Interactive 的示例）到插图解释器（如右侧 Cherie Sinnen 的示例）。偶尔我们自己开发最终图像，但大多数时候我们聘请自由艺术家并管理项目。
我们还管理所有用于网络和手机浏览的图形的数字版本，Amanda 专门为网络环境开发图形……
……但我今天分享的内容将仍然以印刷示例为基础。
社论插图，如 Maria Corte Maidagan 和 Jay Bendt 的这些示例，由美术部门的其他人员（设计总监 Michael Mrak 和美术总监 Jason Mischka）进行美术指导。
.jpg?w=1350)
有什么区别？按照我的定义，信息图是以研究为基础的插图，其主要目的是传达信息。而社论插图是以文本为灵感的专题插图，旨在吸引读者更充分地参与杂志的内容。
例如，对于一篇关于微生物组的文章，插画家 Bryan Christie 开发了一个开篇图像，它不是对该概念的字面表示，而是暗示了人类是由体内微生物定义的想法。Bryan 正在用视觉符号和深思熟虑的构图讲述一个故事。这不是信息图。相反，这是一个隐喻性的插图，暗示了文本的主题。
在文章中，Bryan 和他的合作者 Joe Lertola 转向信息图模式，使用视觉符号和深思熟虑的构图来传达非常具体的、基于研究的信息。这不是社论插图。它是信息图或解释性图表。
有些艺术家，如 Bryan Christie，在两个世界中都很自在。
但这就是我所在的位置，当涉及到我自己的插画作品以及我作为图形编辑的角色时。
也就是说，我可以向那些在两方面都有涉足的艺术家学习，并且经常与他们合作。例如，对于一篇关于疟疾疫苗的文章，我构建了内容计划和构图，如图所示。
但知道需要一位熟练的艺术家来为版面注入活力。所以我聘请了 Peter 和 Maria Hoey 插画团队来开发最终渲染图。Peter 和 Maria 在图标方面很有天赋，并在他们的社论作品中开发了丰富的纹理和深度，这些属性对这个信息图很有帮助。
同样，我很大程度上借鉴了社论插画家 Leandro Castelao 的风格和调色板，使这个干涉仪示意图感觉像是属于消费类杂志，而不是科学期刊……
……Gavin Potenza 的风格为许多媒体报道过的话题提供了新鲜的视角，为我们提供了一个风格独特的火星探索时间线。
.jpg?w=1350)
在创作自己的插画时，我发现自己有时过于关注与准确性相关的细节，而插画风格可能会显得平淡无奇。事情可能会变得非常学术化，而且很快变得平庸。社论插画家 Jillian Ditner 和 Chad Hagen 提醒我，注入艺术家的声音、观点和风格是可以的，尤其是在杂志的背景下。
让我们重新审视这张幻灯片……
……并进一步深入了解与信息图相关的经验教训和具体资源。
我倾向于将信息图视为一个连续体，一端是具象表示，另一端是抽象表示。
在科学可视化领域，您可能会说整个连续体也可以称为数据可视化。
毕竟，我们所有的工作基本上都根植于过程的某个阶段的数据收集：从恐龙重建中的骨骼长度测量……
……到细致记录的实验室实验，这些实验逐步构建起对光合作用等过程的更完整理解……
……到数学表达式的表示，如费曼图……
……再到原始数据的直接绘制，以图表形式呈现。
但是，在科学可视化领域之外，像这样思考连续体可能更有用
当我翻阅《大众科学》的旧刊时，我惊讶地发现许多艺术家都跨越了这个完整的领域。定期撰稿人 Bunji Tagawa 的作品集让我惊叹不已。这是一个小样本，让您一窥他的技能广度。范围从物体的具象描绘……
……到医学剖视图……
……技术示意图……
……和数据可视化。[更多信息，请参阅 Amanda Montañez 的“纪念 Bunji Tagawa”。]
但作为现在杂志的图形编辑，我发现自己为连续体上的每个不同点维护着独立的自由职业者库。
也许这是我自身偏见的产物，但当我翻阅《大众科学》的旧刊时，我意识到这种专业化程度的提高也可能部分归因于这些领域中不断变化的工具。当为印刷杂志开发代表性插图、解释性图表和数据可视化的主要工具是钢笔和墨水时，一位艺术家可以成为钢笔和墨水大师，然后在这些领域的每一个领域探索不同的问题解决办法。以下是 Tagawa 的更多示例。同样，从有机物……
.jpg?w=1350)
...到技术剖视图……
……过程的抽象表示……
……和基于数字的绘图。全部用钢笔和墨水完成。
随着桌面出版变得普及，数字渲染工具多样化并变得更加广泛可用，在我看来，选择主要工具的简单行为开始定义艺术家的范围边缘。作为一名美术总监，我发现自己在专门寻找 3D 艺术家来构建物理对象，例如 Don Foley 的这个示例。
我寻找像 Tami Tolpa 这样的艺术家，他们通过使用 Adobe Illustrator 等工具迭代来专注于构图和信息流，以制作解释性图表。
以及像 Jan Willem Tulp 这样的数据设计师，他们使用代码构建解决方案来可视化大型数据集。
每种工具、媒介、风格和类型都需要花费大量时间才能掌握，并且往往偏爱连续体的某些部分。
我参加的许多会议和我参与的社区似乎都通过关注工具来加强这些划分。而且似乎越来越难找到跨越这些领域中不止一个领域的艺术家。
也许这种思考方式有点过于戏剧化。现实可能更像这样。
也许这是一种完全自然和良好的状态——特别是自从这些不同子学科的主要工具随着时间的推移而分叉以来。也许试图强迫离散集群重新连接并没有价值。
毕竟，我最近最喜欢的一些《大众科学》图形是将不同的艺术家聚集在一起的结果——从每个小组中挑选专家，并将他们配对起来，以创建最终图像，该图像利用了他们所有的优势，而不是强迫一位艺术家在所有领域都表现出色。例如，我喜欢找一位能够用触控笔或钢笔绘制点状插图的艺术家，并将他们与一位可以自定义编码数据可视化解决方案的艺术家配对，如 Moritz Stefaner 和 Jillian Walters 的这个示例。
但这也适用于像这些图形，其中完整故事的不同部分通过不同类型的可视化和艺术家专业领域来更好地呈现。
也就是说，我认为，即使您没有跨越整个连续体的愿望——或者没有时间致力于精通整个连续体——也可以从这些集群中的每一个集群中学到很多东西，并且我希望看到它们之间有更多的思想交流。我认为，如果事情看起来更像这样，我们都会受益
如果事情看起来像这样就更好了
我并不是说沿着这条连续体的每个人都应该学习如何编码。或者说沿着这条连续体的每个人都应该制作粘土模型并进行写生。我正在论证的是，我们可以——而且应该——学习科学可视化人员如何跨越整个领域来思考和解决问题。
本着这种精神，我想分享一些我从这些不同集群中的个人那里学到的东西。
首先，我应该注意到在这个网址：http://bit.ly/jenGNSI，您会找到一个 Google Sheet，其中包含更完整的引文和链接，这些引文和链接与我演讲的其余部分直接相关。我将展示一些来自杂志的示例，这些示例例证了我学到的经验教训，但在许多情况下，我通过各种书籍、博客文章、演示文稿、播客和研讨会吸收了这些经验教训。这个 Google Sheet 将引导您找到特定的参考文献，您可能会发现这些参考文献对以下每个要点都具有启发作用，可以作为更多背景信息。
在这个网址：http://bit.ly/SciVizResources，您会找到一个更通用的参考文献列表，我构建该列表是为了回应学生、科学家和艺术家提出的具体要求，他们有兴趣了解更多关于科学可视化（从插图到数据可视化）的信息，以及与我作为科学图形编辑所做的工作相关的参考文献。
回到代表性插图。以下是我主要从科学插画界汲取的 5 个主要经验教训。
经验教训 1：每个细节都值得高度关注和认真对待。每个特征都应该被观察和考虑。
对于一个关于蚊子对公共健康影响的图形，艺术家 Immy Smith 证明，是的，不同蚊子种类的排列实际上可以很有趣且信息丰富……
……并强化了不同蚊子种类与人类不同疾病相关的观点。我的一些同事对此计划有些怀疑——他们担心蚊子看起来都一样。但是艺术家 Immy Smith 细致而精确的眼光揭示了它们之间的差异。
这里很明显，每一笔铅笔痕迹都是有意和经过深思熟虑的。在我看来，对每个细节进行周到而细致的渲染是对读者的挑战，反过来，也要仔细而认真地考虑所描绘的每只昆虫。
经验教训 2：亲眼观察主题
对于一篇关于美洲埋葬虫的文章，艺术家 Kelly Murphy 知道她需要从多个角度渲染这种昆虫。在线的现有图像为俯视图提供了很好的参考。但为了更好地观察口器，并为了更准确地表示不同位置的甲虫，她在加州科学院追踪到一个标本，并花了一些时间从各个角度拍摄它。
经验教训 3：如果您无法亲眼观察主题，请考虑制作近似模型。
艺术家 James Gurney 的场景令人难以置信地具有说服力，部分原因在于他开发的用于告知其构图和光照的立体模型。
经验教训 4：照片级和超现实渲染具有力量
正如 Ed bell 在 2010 年写道：“艺术家 Ron Miller 带我们踏上前往太阳系中最令人叹为观止的八个景点的旅程，这些景点等待着勇敢的探险家。这些自然奇观的规模让地球上的一切都相形见绌。如果我们能够前往这些遥远的领域，我们会看到什么，感受到什么？艺术家的眼睛——解读来自 NASA 卡西尼号等探测器的数据，卡西尼号目前正在探索土星系统，以及信使号，信使号已经三次飞越水星，并将于明年 3 月进入永久轨道——让我们提前参观这些难忘的地点。”
经验教训 5：非照片级渲染也具有力量
在这里，艺术家 Carol Donner 编辑掉了不必要的细节，并采用透明度来创造一个美观且清晰的心脏外观。与 Ron Miller 在土星景观中的目标不同，这里的目标不是帮助读者体验环境。这里的目标是表示物体的行为。
正如 Ian Suk 和他的合著者在《生物传播杂志》中写道，“医学插画，就其本质而言，需要对主题进行一定程度的简化和理想化。插画家的作用是以美观和高效的方式，在视觉上教育读者了解复杂的生物医学程序、结构或过程。”
让我们开始更多地转向信息图和解释性图表的领域。
经验教训 1：了解何时以及如何扭曲主题的物理形式以最好地服务于信息内容，这是一种力量
这个特殊的例子是由 Bunji Tagawa 渲染的。它是心血管系统经典示意图的一种变体。信息以一种突出血液在系统中闭合和循环流动的方式进行了简化，而不是纠缠于人体形象的细节。
经验教训 2：构图是关键：艺术家应该敏锐地意识到他们是如何引导读者的目光浏览插图的
在这里，John Grimwade 非常有意地使用简洁的线条、选择性的颜色以及以强化信息流的方式设置动作流来引导读者的目光浏览页面。
经验教训 3：文本至关重要。它与图像同等重要。
在这里，艺术家 Emily Cooper 展示了一组优雅的四张大西洋景观图。标签在一定程度上帮助读者定位，您可以拼凑出故事的部分内容：我们正在观察风和墨西哥湾暖流如何与温度相关。但很难理清要点是什么。
这就是文本发挥作用的地方。标题和注释副标题立即提供上下文。
该图形旨在解释为什么根据四种不同的模型，欧洲的冬天更温暖。通过这个视角，读者现在可以比较和对比这四种模型。
经验教训 4：以相关的细节或快乐的瞬间形式呈现的欢迎姿态可以吸引读者
Nigel Holmes 是一位在解释性图形中融入幽默和人性的专家。在这里，他设法为一个关于群论和对称性数学基础的图形注入了生命力。但这些人物不仅仅是装饰性的。它们有助于强化立方体围绕不同轴旋转的概念。
经验教训 5：上下文是关键。您的受众和信息图的目标应指导内容和风格。
对于一篇关于人工光合作用的文章，一位科学家为我们提供了左侧的参考资料。这是他们开发的用于模拟该过程的设备的示意图。该图像对于科学家的同行以及科学论文的背景来说非常实用。但对于消费类杂志，我们不仅需要吸引非专业读者，还需要帮助他们更直接地看到这项技术与天然光合作用之间的相似之处。我们的版本在右侧。请注意，我们引入了某种光合作用入门知识，以提供基本背景信息。消费类杂志的背景赋予了我们更随意地使用渲染风格的自由，使其与植物艺术家 Cherie Sinnen 非常匹配。
让我们继续更多地转向抽象渲染和数据可视化的领域。
经验教训 1：充分探索您的数据集。然后再多探索一些。
对于一个关于蜜蜂种群随时间变化的图形，数据可视化师 Moritz Stefaner 首先探索原始数据，形式从条形图到表格和热图再到网络图，所有这些都是为了通过许多不同的视角检查数据的形状。左侧的数据草图只是总数的一小部分。只有在他以不同形式彻底检查数据之后，他才开始专注于哪种最终形式最能服务于数据——以及我们的读者。
经验教训 2：接受复杂性是可以的
但是，当向人们展示一个复杂、分层且丰富的主题外观时，始终为读者提供他们需要解释可视化的工具。在这里，对于一篇关于神话故事演变的文章，设计工作室 Accurat 在单个视觉图中呈现了多个级别的数据。这是一个复杂而丰富的数据可视化，根植于来自科学家的复杂而丰富的数据集。有些人可能会认为我们对读者要求过高。没有快速阅读它的方法。
但是，我们使用非正式语言设置了一个清晰的“如何阅读此图”键，您可以在向朋友讲解图形时使用该语言。其想法是一旦读者投入一些指导性的努力来学习如何阅读内容，他们就可以跳过去查看一些带注释的主要要点，然后自行进一步探索。这种方法还使我们能够呈现完整的数据集，而不是将内容提炼成过于简单的摘要。
经验教训 3：新颖的形式可以吸引读者
对于一篇关于婴儿何时出生的文章，数据科学家 Zan Armstrong 和可视化师 Nadieh Bremer 合作为该杂志开发了这个定制解决方案。这里的信息也可以以更经典和线性的图表形式呈现。但我怀疑它是否能像现在这样吸引读者的注意力。这些圆圈不仅引人入胜，而且还强化了数据的循环性质，就像时钟一样。然而，与复杂示例一样，应为读者提供关于如何阅读图形的清晰指南。
经验教训 4：但有时直接的折线图或条形图是最好的
.jpg?w=1350)
对于这个关于冠状动脉疾病研究中偏见的图表摘要，没有必要突破界限或试图变得聪明。只需要一个直接、简单且熟悉的图表形式。
经验教训 5：您的源数据不是客观的。它也不是完整的。
我已经在我主要的参考文献列表中包含了关于此的一些很棒的资源链接，但我认为值得在这里直接提及一些具体的著作。
正如研究员、艺术家和软件开发人员 Catherine D’Ignazio 在她的帖子“女权主义数据可视化会是什么样子？”中写道
“问题是什么？女权主义立场理论会说，问题在于所有知识都是社会情境化的，包括妇女、少数族裔和其他人在内的受压迫群体的观点被系统地排除在‘一般’知识之外……
……在我们承认和认识到包容和排斥的力量，并为此开发一些视觉语言之前，我们必须承认数据可视化是另一种强大而有缺陷的压迫工具。”
关于缺失数据，艺术家和研究员 Mimi Onuoha 写道，“数据集是分类系统的最终产品，是有意排序的干净输出。数据集指向它们自身的对比——特别是我们尚未收集到的东西……
……如果说我们通过排斥来理解世界是正确的，那么也许在我们遗漏的东西中可以找到一种特殊的意义。”
这些想法让我以更加谨慎和更清晰的眼光对待一些项目。对于一篇关于传染病的文章，我们希望让人们了解全球情况。随着时间的推移和空间的推移，传染病对公共健康产生了怎样的影响？
艺术研究员 Amanda Hobbs 在这方面提供了巨大的帮助，她进行了大量的文献调查，并识别出一些已知的陷阱。我们最终使用了相当标准和权威的来源作为版面的主体：疾病控制与预防中心和世界卫生组织。
但即使是看似善意的权威来源也无法控制随时间和空间变化的数据收集。数据收集方法是由具有内在偏见的人开发的。因此，我确保仔细阅读数据文档，避免已知的陷阱，并记下方法何时发生变化。这有助于指导诸如我们使用的时间间隔以及一些图表注释之类的决策。我们还请该领域的一些专家对事情进行了现实检查。
我仍然认为我们应该做更多的工作来帮助读者理解这类数据远非完美。在未来，我计划更加努力地保持更多解释性文本的完整性。但我们至少留下了非常清晰的线索，其中包含来源引文，以便人们可以自行检查原始数据。
现在，从整个连续体及其周围汲取的四个额外经验教训。
经验教训 1：质疑设计“规则”
我们中的许多人可能都能背诵知名作者经常引用的“规则”，例如爱德华·塔夫脱 (Edward Tufte) 宣称的“卓越的图形是在最短的时间内、用最小的空间和最少的墨水为观看者提供最多想法的图形”。但我们怎么知道这是真的？如果在一个背景下是真的，那么在另一个背景下也是真的吗？感知科学家正在稳步地削弱其中一些问题。
我鼓励您查看 Datastories 播客，其中包含对其中一些研究人员的采访，Robert Kosara 的博客 Eagereyes，以寻找其他地方的线索，以及 Kennedy Elliot 题为“30 分钟内关于人类感知的 39 项研究”的帖子。
经验教训 2：分享
数据新闻界在分享可视化最佳实践、故事创意、技术、工具和资源方面表现出的慷慨大方常常让我感到震惊。如果您有兴趣了解更多信息，一个很好的起点是调查记者与编辑组织的计算机辅助报道计划。
一些更具体的资源包括 Jennifer LaFleur 的数据防弹指南……
……以及 ProPublica 的“The Nerd Blog”。
经验教训 3：创建对话空间
科学与美术和表演艺术的交叉领域有点超出我的个人能力范围，但我很高兴继续更多地了解艺术家和表演者如何在不同类型的空间中与广泛的受众互动。我也有兴趣尝试弄清楚如何在我的杂志工作中应用这些互动经验教训。
如需更多信息，我鼓励您查看 SciArt Center，这是一个在线平台和活动组织，旨在促进跨学科合作、艺术展览和活动。
有关表演艺术和科学的更多信息，请参阅 Jamé McCray 在 2017 年 SciVizNYC 会议上的演讲，以及她在演讲中引用的社区之一 SuperHero Clubhouse。正如我刚才提到的，我正在尝试弄清楚如何在我的杂志工作中应用他们的一些受众互动和对话经验教训。
但与此同时，作为 SciVizNYC 组织团队的成员，我正在积极为科学可视化社区创建对话空间。我希望看到这种模式在其他地点付诸实践。
这个活动的想法源于与医学插画家吉尔·格雷戈里的对话。她和我都喜欢参观对方的工作场所，看看我们如何运用科学插画的训练。我们想知道，一个巡回的聚会活动是否可行，让一群人在一天的时间里从一个办公室移动到另一个工作室，再到另一个新闻编辑室，看看不同的人如何在日常工作中运用科学可视化。随着想法的成熟，吉尔和我加入了联合组织者克里斯托弗·史密斯、阿曼达·蒙塔内斯和尼卡·福特。最终，我们决定举办一个更传统且在后勤上更简单的全天活动，在一个地点邀请 14 位演讲者。我们的第一次活动是在 2016 年，是免费的。我们的第二次活动收取了 35 美元的座位费，以阻止爽约行为。但对我们来说，尽可能降低入场成本非常重要，同时还要为演讲者付出少量酬金，以感谢他们付出的时间。感谢西奈山伊坎医学院的资助，我们得以实现这一目标。我们的活动汇集了来自纽约市地区为主的各种视觉科学传播者，从多个不同角度了解这个主题。
这让我想到了第四课：团结就是力量
我想向那些鼓励想法和工具共享的平台和社区致敬。通过在 Twitter 上实时观看数据可视化社区解决问题，在 Eyeo Festival 上观看关于技术和互动伦理的专题讨论，在 OpenVisConf 上聆听关于开放网络的演讲，在 Malofiej 世界信息图峰会上了解来自世界各地的视觉记者如何解决问题，我获得了极大的成长……名单太长，无法在此一一列举，但我已将一些我最喜欢的列入我的通用资源列表。
社区之间显然已经存在课程交叉的证据。例如，信息图形中使用注释的想法已经渗透到数据可视化领域，数据可视化工程师 Susie Lu 在 2017 年开发的工具就证明了这一点。她的工作促进了使用代码构建的图表的注释集成。
你可以说，科学插画中照片写实与非照片写实的动态，与数据可视化中复杂与简单的动态相呼应。
但我认为我们仍然有很多东西可以互相学习，尤其是在可视化科学不确定性的挑战方面——这是一个横跨所有科学领域，因此也横跨所有科学可视化领域的传播挑战。
在杂志社，我们经常与学者和研究科学家合作。这些群体经常依赖于诸如误差条之类的惯例。而且我常常忠实地再现这些误差条（此处以灰色显示），认为添加一些标签可能就足以解释含义。
置信区间也是如此，比如这些。我不相信我在这里做得足够好，真正帮助读者充分理解他们所看到的内容。
几年前，我在戈登科学与教育可视化研究会议上与一位制图师进行了一次关键性的对话。来自康奈尔大学的戴安娜·辛顿让我退后一步，更批判性地思考我如何描绘不确定性。在 NASA 资助的迷你赠款的支持下，我们开始了合作，最终形成了这张海报展示，希望能为更广泛的关于可视化不确定性的对话增加另一个视角。
当时，关于不确定性的对话往往围绕气候预测展开，但最近，我认为可以说选举预测已成为中心舞台。
我们首先深入研究了文献，这让我感到疑惑，在数据可视化中，我们是否过度依赖诸如箱线图、误差条和提琴图之类的惯例？关于这些方法中哪种比其他方法更好的对话是否过于循环往复？
如果我们借鉴定性而非定量的例子会怎样？在《大众科学》杂志，我们一直在处理跨不同学科的解释性图表中不同类型的不确定性。我们能否从中借鉴，并应用于数据可视化？
如果数据可视化人员从科学插画家那里获得灵感呢？科学插画家又从数据可视化人员那里获得灵感呢？也许我们可以共同努力，找出更直观的方式来表示统计不确定性。
量子力学和海森堡不确定性原理似乎是一个很好的起点。具体来说，“原子层面的事件无法确定地被观察到”这一思想。值得强调的是，不确定性原理描述的是量子行为和粒子层面的不确定性。它并不是宏观或经典物理层面不确定性的完美类比。
但我更关心的是我们如何*说明*与该思想相关的不确定性。所以我认为，研究像这样的描绘量子力学的图表，在量子世界之外仍然非常有用。
我不想在这些例子背后的科学上过于纠缠，而且说实话，我对它们所代表的一些物理学只有一知半解。但我仍然认为它们可以提供信息，并希望能启发人心。左边是光的经典视图，即振荡电场和磁场的组合。右边是从量子力学的角度看到的光——其中那条线在更大的不确定性包络（阴影区域）内波动。
不确定性的程度不仅随空间变化，而且随时间变化。这是一个很好的例子，展示了可视化这个概念的三种不同方式。
神经科学是另一个充满不确定性的领域。在这里，大脑区域被标记为地图上的山脉。没有绘制清晰的边界，因为边界并不精确已知。
大约 70 年后，一些结构和功能已经更加精确地为人所知。但我们仍然在很大程度上依赖模糊的边缘。
这是另一种处理大脑不确定地理位置的策略。整个结构都被抽象化了。
在这里，大脑被真实地渲染出来，但过程箭头漂浮在结构上方，表明这些相互作用的确切细节仍在进行中。
我认为这一个（来自 1969 年）是我最喜欢的。大脑输入——A、B 和 C——以及输出——X、Y 和 Z——或多或少已被理解。然而，“对于两者之间区域的工作原理知之甚少，而这些区域构成了大脑的大部分。”
而你们这些从事动物重建工作的人，必须一直处理基于不完整信息构建形态的挑战。在这里，艺术家鲁道夫·弗罗因德使用粗犷的线条来表示已知的信息，而使用较浅的线条来表示不确定的信息。
我们中的许多人都在处理说明尚未完全理解的过程，或尚未被证实的假设。有时，简单地使用问号和插入框来帮助标记特定解释仍未完全被接受可能是合理的。
我并不是想暗示我刚刚分享的样本是可视化不确定性的完美例子。但我认为，看到一般的定性解决方案如何为定量解决方案提供信息，反之亦然，将会令人兴奋。
因此，我想以一个请求来结束。
我希望你们能和我一起思考可视化不确定性的主题，以及开发其他方式来加强联系，并在更广泛的科学可视化世界中分享经验。
感谢 Jonathan Corum 启发了这种文字记录帖子格式。如果你看到了最后，我想你会发现他的“为受众设计：纽约时报的科学图表”文字记录是一篇令人愉快且内容丰富的读物。
* * * 图片来源 * * *
1-4：插图由 April Neander 绘制，艺术指导和图形由 5W Infographics 制作，出自 Stephen Brusatte 和 Zhe-Xi Luo 在《大众科学》2016 年 6 月刊上发表的“哺乳动物的崛起”。
5：插图由 Jen Christiansen 绘制，出自 J. W. Martin 和 J. C. Christiansen 在《Proc. Biol. Soc. Wash.》108:220–227, 1995 上发表的“来自大西洋中脊热液喷口场的新种虾属 Chorocaris Martin & Hessler, 1990（甲壳纲十足目：Bresiliidae）”。
6. 插图由 Jen Christiansen 绘制，出自 Sasha N. Hill 和 Ernst-August Seyfarth 在《大众科学》1996 年 7 月刊上发表的“步行外骨骼传感器”。
7. 左图：图形由 Pitch Interactive 制作，出自《大众科学》2015 年 2 月刊上的“埃博拉病毒的稳步上升”（来源：“Adrian Mylne 等人在《Scientific Data》第 1 卷，文章编号 140042；2014 年 10 月 23 日发表的“过去人类埃博拉疫情地理传播的综合数据库”（历史数据）；疾病控制与预防中心（2013-2014 年数据））；右图：插图由 Cherie Sinnen 绘制，出自 Anna Kuchment 在《大众科学》2013 年 3 月刊上发表的“橙汁的末日”
8. 左图：互动，由 Jan Willem Tulp 制作（来源：NASA GSFC 名誉教授 Fred Espenak 的日食预测），为《大众科学》制作；中图：图形由 Amanda Montañez 制作（来源：Kieran C. R. Fox 等人在《Nature Ecology & Evolution》第 1 卷第 11 期；2017 年 11 月发表的“鲸类动物的大脑与其丰富的社交生活有关”），为《大众科学》制作；右图：Bryan Christie Design 制作，出自 Derek E. Moulton、Alain Goriely 和 Régis Chirat 在《大众科学》2018 年 4 月刊上发表的“海螺是如何形成的”
9. 插图由 Maria Corte Maidagan 绘制，出自 István Szapudi 在《大众科学》2016 年 12 月刊上发表的“太空最空旷的地方”。
10：插图由 Jay Bendt 绘制，出自 David Pogue 在《大众科学》2017 年 12 月刊上发表的“数字订阅困境” 。
11. 左图： 插图由 Cherie Sinnen 绘制，出自 Anna Kuchment 在《大众科学》2013 年 3 月刊上发表的“橙汁的末日”；右图：插图由 Maria Corte Maidagan 绘制，出自 István Szapudi 在《大众科学》2016 年 12 月刊上发表的“太空最空旷的地方”。
12-13. 插图由 Bryan Christie Design 制作，出自 Jennifer Ackerman 在《大众科学》2012 年 6 月刊上发表的“终极社交网络”。
14. 草图由 Jen Christiansen 绘制。15. 插图由 Peter 和 Maria Hoey 绘制，出自 Mary Carmichael 在《大众科学》2010 年 11 月刊上发表的“阻止世界上最致命的寄生虫”。
16. 插图由 Leandro Castelao 绘制，出自 Michael Moyer 在《大众科学》2012 年 2 月刊上发表的“太空是数字的吗？”。
17. 插图由 Gavin Potenza 绘制，出自 Peter H. Smith 在《大众科学》2011 年 11 月刊上发表的“挖掘火星”。
18. 左图：插图由 Jillian Ditner 绘制，出自 Juan Maldacena 在《大众科学》2016 年 11 月刊上发表的“黑洞、虫洞和量子时空的秘密”；右图：插图由 Chad Hagen 绘制，出自 A. Garrett Lisi 和 James Owen Weatherall 在《大众科学》2010 年 12 月刊上发表的“万物理论的几何”。
19. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，《大众科学》1975 年 3 月刊
20. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 John P. Merrill 在《大众科学》1959 年 10 月刊上发表的“肾脏移植”。
21. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 Ivan E. Sutherland 在《大众科学》1966 年 9 月刊上发表的“计算机输入和输出”。
22. 图形由 Bunji Tagawa 制作，出自 B.J. Alder 和 Thomas E. Wainwright 在《大众科学》1959 年 10 月刊上发表的“分子运动”。
23. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 Walter Litten 在《大众科学》1975 年 3 月刊上发表的“最毒的蘑菇”。
24. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 Derek J. de Solla Price 在《大众科学》1959 年 6 月刊上发表的“古希腊计算机”。
25. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 Stephen W. Carmichael 和 Hans Winkler 在《大众科学》1985 年 8 月刊上发表的“肾上腺嗜铬细胞”。
26. 图形由 Bunji Tagawa 制作，出自 Herbert Friedman 在《大众科学》1959 年 6 月刊上发表的“火箭天文学”。
27. 插图由 Don Foley 绘制，出自 John P. Grotzinger 和 Ashwin Vasavada 在《大众科学》2012 年 5 月刊上发表的“阅读红色星球”。
28. 插图由 Tami Tolpa 绘制，出自 Juergen A. Knoblich 在《大众科学》2017 年 1 月刊上发表的“实验室构建的大脑”（来源：Madeline A. Lancaster 和 Juergen A. Knoblich 在《Nature Protocols》第 9 卷；2014 年 10 月发表的“从人类多能干细胞生成大脑类器官”）
29. 图形由 Jan Willem Tulp 制作，出自 John Matson 在《大众科学》2012 年 12 月刊上发表的“无处不在的行星”。
30. 图形由 Moritz Stefaner 制作，插图由 Jillian Walters 绘制，出自 Ferris Jabr 在《大众科学》2013 年 12 月刊上发表的“野生蜜蜂在哪里”（来源：Laura A. Burkle、John C. Marlin 和 Tiffany M. Knight 在《Science》第 339 卷；2013 年 3 月 29 日发表的“120 多年来的植物-传粉者相互作用：物种、共存和功能的丧失”）
31：插图由 April Neander 绘制，艺术指导和图形由 5W Infographics 制作，出自 Stephen Brusatte 和 Zhe-Xi Luo 在《大众科学》2016 年 6 月刊上发表的“哺乳动物的崛起”。
32-33. 插图由 Immy Smith 绘制，研究由 Amanda Hobbs 进行，出自 Dan Strickman 在《大众科学》2018 年 7 月刊上发表的“嗡嗡声杀手”。
34. 照片和插图由 Kelly Murphy 制作
35. 照片和插图由 James Gurney 制作
36. 插图由 Ron Miller 绘制，出自 Edward Bell 在《大众科学》2010 年 4 月刊上发表的“太阳系的 8 大奇迹”。
37. 插图由 Carol Donner 绘制，出自 Edmund H. Sonnenblick、Stephen M. Factor 和 Thomas F. Robinson 在《大众科学》1986 年 6 月刊上发表的“心脏作为吸泵”。
38. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 Carl J. Wiggers 在《大众科学》1957 年 5 月刊上发表的“心脏”。
39. 插图由 John Grimwade 绘制，出自 Dan Baum 在《大众科学》2014 年 6 月刊上发表的“召唤雨水”。
40-42. 插图由 Emily Cooper 绘制，出自 Stephen C. Riser 和 M. Susan Lozier 在《大众科学》2013 年 2 月刊上发表的“重新思考墨西哥湾暖流”。
43. 插图由 Nigel Holmes 绘制，出自 Stephen Ornes 在《大众科学》2015 年 7 月刊上发表的“整个宇宙目录”。
44. 左图：Reyes-Gil, Karla & M. Spurgeon, Joshua & S. Lewis, Nathan. (2009). 用于水分解的硅和氧化钨纳米结构。Proc SPIE. 7408. 10.1117/12.825545；右图：插图由 Cherie Sinnen 绘制，出自 Antonio Regalado 在《大众科学》2010 年 10 月刊上发表的“重塑叶子”。
45. 草图 和图形由 Moritz Stefaner 制作，插图由 Jillian Walters 绘制，出自 Ferris Jabr 在《大众科学》2013 年 12 月刊上发表的“野生蜜蜂在哪里”（来源：Laura A. Burkle、John C. Marlin 和 Tiffany M. Knight 在《Science》第 339 卷；2013 年 3 月 29 日发表的“120 多年来的植物-传粉者相互作用：物种、共存和功能的丧失”
46-47. 图形由 Accurat 制作，出自 Julien d'Huy 在《大众科学》2016 年 12 月刊上发表的“科学家追溯社会神话的原始起源”。
48. 图形由 Zan Armstrong 和 Nadieh Bremer 制作，出自 Mark Fischetti 和 Zan Armstrong 在《大众科学》2017 年 7 月刊上发表的“婴儿潮高峰”。
49. 图形由 Jen Christiansen 制作，出自 Marcia L. Stefanick 在《大众科学》2017 年 9 月刊上发表的“不仅仅是为男性”（来源：Rowena J. Dolor 等人的《女性冠状动脉疾病治疗策略：未来研究需求》，比较效果评估第 66 号，医疗保健研究与质量署，卫生与公众服务部，2012 年 8 月）
50-51. 摘自 Catherine D’Ignazio 于 2015 年 12 月发表的“女权主义数据会是什么样子？”。
52-53. 摘自 Mimi Onuoha 的“缺失之物依然存在”。
54. 图形由 Jen Christiansen 制作，研究由 Amanda Hobbs 进行，出自《大众科学》2018 年 5 月刊上的“按数字统计的全球感染”。
55. 左上：插图由 Ron Miller 绘制；左下：插图由 Carol Donner 绘制；右上：图形由 Accurat 制作；右下：图形由 Jen Christiansen 制作
56. 图形由 Jen Christiansen 制作，出自 Geoffrey L. Greene 和 Peter Geltenbort 在《大众科学》2016 年 4 月刊上发表的“中子谜团”。
57. 图形由 Jen Christiansen 制作，出自 Mark Fischetti 在《大众科学》2014 年 12 月刊上发表的“人口激增”。
58. 插图由 Katy Wiedemann 绘制，出自《大众科学》2014 年 9 月刊上的“我们从哪里来”（来源：Bernard Wood）。
59. 插图由 Jen Christiansen 绘制，出自 Tim Folger 在《大众科学》2018 年 7 月刊上发表的“量子世界如何跨越”。
60. 插图由 Jen Christiansen 绘制，出自 David Deutsch 和 Artur Ekert 在《大众科学》2012 年 9 月刊上发表的“超越量子视界”。
61. 插图由 George Kelvin 绘制，出自 Bernard Yurke 和 Richart E. Slusher 在《大众科学》1988 年 5 月刊上发表的“压缩光”。
62. 插图由 George Kelvin 绘制，出自 Bryce S. DeWitt 在《大众科学》1983 年 12 月刊上发表的“量子引力”。
63. 插图由 Eric Mose 绘制，出自 George W. Gray 在《大众科学》1948 年 10 月刊上发表的“伟大的解开的结”。
64. 插图由 AXS Studio 制作，出自 James Vlahos 在《大众科学心灵》2012 年 9 月刊上发表的“睡梦杀手案件”。
65. 插图由 Bunji Tagawa 绘制，出自 Edward V. Evarts 在《大众科学》1979 年刊上发表的“运动的大脑机制”。
66. 插图由 AXS Studio 制作，出自 Ann M. Graybiel 和 Kyle S. Smith 在《大众科学》2014 年 6 月刊上发表的“好习惯，坏习惯”。
67. 插图由 Ilil Arbel 绘制，出自 David H. Hubel 在《大众科学》1979 年 9 月刊上发表的“大脑”。
68. 插图由 Rudolf Freund 绘制，出自 Elwyn L. Simons 在《大众科学》1964 年 7 月刊上发表的“人类的早期亲戚”。
69. 插图由 Chad Hagen 绘制，出自 Jenny E. Greene 在《大众科学》201 年 12 月刊上发表的“金发姑娘黑洞”。