信息可视化中，鼠标是常用的交互设备。然而，鼠标作为一个和桌面设备紧密联系的输入方式，对于一些非桌面设备并不能很好的适用。比如，对于高分辨率屏幕墙，用户站在这样的可视化终端面前，更直接的交互方式是通过他的移动、方位、朝向和距离来作为交互的输入。来自哥本哈根大学的学者针对高分辨率屏幕墙的信息可视化方法， 利用空间关系的概念作为出发点，探讨了大屏幕上信息可视化的交互方案。文章被发表在2013年可视化会议IEEE InfoVis上[1]。在论文中，他们也通过实验和用户研究，探讨了单用户和可视化终端之间的空间关系作为交互的可能行与可行性。同时，他们也已经开发了一个基于空间关系的初步原型系统，实现了诸如缩放、平移、查询和筛选等功能。实验在在不同用户和可视化任务下进行测试，被用来和以往的三维鼠标比较，得到了不错的结果。
空间关系（Proxemics）是研究人如何利用个体之间或者对外界的空间进行交流，人类学家Edward T. Hall (1914-2009) 在1966年提出了空间关系的概念。Hall指出人对通过保持周围的4中不同距离作为交流的目的：亲密区域0.45米内的身体接触，这是对于亲密关系的通常范围；私人区域是0.45米到1.5米，这是通常个人之间交流的范围；社交区域从1.2米到3.6米，这是工作环境中的正常距离；公共区域是3.6米以上，在这个距离内进行的交流一般比较正式。不同文化背景也会影响空间关系的表现。空间关系学作为一个研究领域，在社会学、心理学、人机交互等领域有重要的地位。
在可视化中，空间关系代表这用户个体之间或与交互设备之间的空间关系。文章中列举了可能的维度包括以下5个基本的要素：
- 距离（Distance）：用户之间、或者用户离设备（如屏幕）的距离隐含意图作为交互的输入，比如，用户在离屏幕不同距离时，终端上展示不同的可视化形式。
基于距离的交互示意：用户改变距离时，高亮区域做相应的缩放，保持上下文和细节的呈现
- 朝向（Orientation）：用户采用不同的头朝向姿势，或者用户的手持设备朝向不同，往往会隐含用户对呈现信息的期望。用方向作为输入，可以实现数据子集选择等可视化交互。
基于角度的交互示意：用户转动头部角度，来切换高亮的视图
- 移动（Movement）：用户的移动可以蕴含很多交互意图，比如用户横向走动来拖动时间轴，或者通过走动来刷选某个变量范围上的一部分数据。
基于移动的交互示意：用户通过移动来拖动时间轴
- 位置（Location）：用户相对可视化终端的位置也是一个关键的空间关系维度，可能的交互如：利用用户或者手持设备的不同位置出发不同的视觉效果等。
- 个体（Entity）：这个维度区别对待不同的用户或手持设备，可视化的终端可以对他们作出不同的处理。在这个工作中，由于只考虑单用户和大屏幕之间的交互，所以这个维度暂时并不考虑。
对于信息可视化的交互设计，作者参考了2012年的Heer等人关于信息可视化中交互的分类方法[2]，筛选了其中7种交互方法，联合设计出下面的表格：
通过结合空间关系和信息可视化交互的任务，作者设计并列举出可能的交互方案
在实验中，一个用于捕捉用户位置、动作和朝向的运动捕捉设备安装在棒球帽上，穿戴在用户头上。用户在一个大约3.5X3米实验房间内，站在一个3X4的屏幕墙前，对设计的信息可视化做浏览和交互。研究者设计了3组可视化案例，邀请了18个用户参与到其中完成一些基础的任务，并通过观察和询问感受来收集实验结果，从而评判这些交互。
在第一个实验中，大屏幕上给出一个谷歌地图，用户戴上设备之后通过移动和改变离屏幕位置来浏览地图。左右的移动输入被解释成地图的平移操作，侧向移动表示上下平移，用户离墙的远近表示相应的缩放功能，放缩时，用户头部出发的射线与屏幕交点作为缩放中心。通过这样的交互，用户对地图进行自由的浏览，并被要求完成简单的任务，比如找到一些地点，或者遵循某个路线等。在得到的反馈中，许多用户认为用身体移动的方式来浏览地图非常的直接，认为比鼠标的操作要快捷，并且很新鲜。另一方面，也有一些负面的反馈，比如有些用户不知道一开始该采取多长的步长来移动，或者移动的距离不容易控制等等。
实验1：用户用过移动和改变距离来浏览谷歌地图
用户头部出发的射线和屏幕的交点作为缩放中心
第二个实验中，用户针对大屏幕墙上的某城市房地产数据可视化做基本的浏览和分析。离屏幕的距离不同，可以改变屏幕上呈现的聚集粒度，比如用户离墙更远的时候，界面上只展示聚集的信息，一直到用户离墙足够近的时候，才会显示具体的数据点。这样的方法避免给用户过早展示大量信息，得到了使用者很好的反馈。但同时，一些用户希望能够增加锁定屏幕的操作，因为在找到一个合适的视图后他可能希望走近些查看更细节的数据。
在浏览地图时，用户改变离屏幕的距离来切换聚集粒度，得到不同的可视化结果
第三个实验针对高维数据可视化。著名的高位数据集车辆数据（car data set）使用不同可视化方法（直方图、散点图矩阵）投影到屏幕墙上。用户通过控制离屏幕的距离和移动头部来刷选数据。视窗的大小会根据用户离屏幕的距离缩放，近时小，远时大，这样不会让用户在过远时看不清数据。在用户做刷选的操作过程中，会有对用户的身体动作刷选到数据的哪一部分做提示，这样用户可以清楚自己离分析目标的距离。得到的反馈中，用户普遍觉得这样一种新鲜的交互方法就好像把数据投影到空间中一样，这中空间感很有趣，同时也帮助他们理解数据集。但同时也有人认为这样的方法并没有鼠标的高效，此外，数据的粒度和刷选的精度也不太好控制。
总的来说发，如今普适计算的概念日益流行，移动设备、超高分辨率屏幕等非桌面终端设备已经开始渐渐取代传统终端设备。然而如何保持用户在信息可视化结果中获得流畅和直接的交互仍然处于探索的阶段。这个工作是将空间关系学引入到信息可视化交互设计中的首次尝试。作者列举对利用空间关系来进行信息可视化的交互设计进行可能性，并通过实验做可行性验证，得到了不错初步的结果。然而，这篇文章只考虑了部分信息可视化的交互操作，并且只针对单用户和屏幕之间的关系，忽略了多用户之间的因素。更多有待尝试的工作仍然期待领域内的学者做后续的研究和探索。
想了解详细的实验和交互过程，可以点击查看原作者发布的交互示意视频。
参考文献：
[1] Jakobsen, M. R., Haile, Y. S., Knudsen, S., and Hornbæk, K. (2013). Information Visualization and Proxemics: Design Opportunities and Empirical Findings. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (Proc. Scientific Visualization / Information Visualization 2013), vol. 19, no. 12, Dec. 2013, 2386-95.
[2] J. Heer and B. Shneiderman, “Interactive dynamics for visualanalysis,” Commun. ACM, vol. 55, no. 4, pp. 45–54, Apr. 2012.
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