决策剧场是一种面对复杂问题解决方案的团队式的合作框架，并通过将对复杂问题进行数学模拟后的决策过程和结果进行图形可视化呈现，辅助决策的新技术结合体 2005年5月，亚利桑那州立大学的决策剧场正式建成并投入使用。对于决策知识的改进来讲，是一场革命性的进步，它使政策制定者和决策者在一个独特的可视化环境中，就具有挑战性的政策问题进行广泛的讨论。先进的可视化环境使政策制定者和其他人能够从细节上来处理问题，通过三维描述行为，可以有效评估决策和政策产生的后果，从而确定合适的未来方案。决策剧场即为决策者与决策问题研究专家之间搭建了直观的沟通桥梁，也为提高决策质量提供了可能的有效渠道。作为决策剧场的核心技术一，可视化技术为解决复杂问题的决策者提供了最有效、最直观的决策依据。因此，如何提高可视化技术对于信息的传递效率和效果，在降低决策者认知负载的同时不减少甚至提高决策者单位时间信息加工量，从而不断完善决策剧场对于决策者的服务功能，成为决策剧场可视化研究中的基础性问题。基于上述问题，本文从认知心理学图形视觉信息加工相关的研究出发，构建决策剧场可视化信息呈现时应使用的策略体系，并通过不断完善该原则体系，从而发展成为评价决策剧场可视化实现的工具。
一、决策剧场中的认知负载
认知负载理论fCognitive Load Theory)原是Sweller提出的用于分析人脑在学习过程中分配认知资源的理论。但是这里所提到的“学习”，并非简单的学习文化知识，而是指知识与技能信息通过编码成图示存储进长时记忆的过程。而决策剧场同样需要决策者先在脑中加工、存储信息，即“学习”，然后做出决策。基于这一出发点，决策剧场的创立本身就是一种对于决策者加工信息的革命性的手段。因此决策剧场中的可视化技术必须满足提高信息接收者高效地加工信息，以降低认知负载。
1，认知负载理论的基本假设
人的工作记忆在处理新的信息时容量是有限的，但是长时记忆中存储着复杂程度和自动化程度不一的认知图式，而且容量趋近于无限大。一般来说，工作记忆的容量是存储7~2个单位的信息。和同时处理2～4个信息，但是长时记忆却没有这样的限制人的专业技能主要来源于认知图式中的知识储备，长时记忆中的那些未经组织的信息是很少起作用的。随着认知图式的丰富和自动化程度的提高，专业技能也就随之发展了认知图式是知识存储和组织的单位。高度复杂化的图式可以将多个信息组织起来，作为一个整体在工作记忆中进行处理。从而大大降低工作记忆的负载，还可以将工作记忆的处理能力和容量大大拓展如果工作记忆中处理的是没有经过组织的新信息，那么由于信息量过大与处理能力有限的矛盾，学习者将不可避免地出现认知困难。由于不断地、成功地使用，图式会趋向精密化和自动化因为自动化的图式可以直接驱动行为而不用经过工作记忆的思考和指令，这就使工作记忆节约了足够的空间来处理其他的活动和信息。
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决策剧场是一种面对复杂问题解决方案的团队式的合作框架，并通过将对复杂问题进行数学模拟后的决策过程和结果进行图形可视化呈现，辅助决策的新技术结合体 2005年5月，亚利桑那州立大学的决策剧场正式建成并投入使用。对于决策知识的改进来讲，是一场革命性的进步，它使政策制定者和决策者在一个独特的可视化环境中，就具有挑战性的政策问题进行广泛的讨论。先进的可视化环境使政策制定者和其他人能够从细节上来处理问题，通过三维描述行为，可以有效评估决策和政策产生的后果，从而确定合适的未来方案。决策剧场即为决策者与决策问题研究专家之间搭建了直观的沟通桥梁，也为提高决策质量提供了可能的有效渠道。作为决策剧场的核心技术一，可视化技术为解决复杂问题的决策者提供了最有效、最直观的决策依据。因此，如何提高可视化技术对于信息的传递效率和效果，在降低决策者认知负载的同时不减少甚至提高决策者单位时间信息加工量，从而不断完善决策剧场对于决策者的服务功能，成为决策剧场可视化研究中的基础性问题。基于上述问题，本文从认知心理学图形视觉信息加工相关的研究出发，构建决策剧场可视化信息呈现时应使用的策略体系，并通过不断完善该原则体系，从而发展成为评价决策剧场可视化实现的工具。
一、决策剧场中的认知负载
认知负载理论fCognitive Load Theory)原是Sweller提出的用于分析人脑在学习过程中分配认知资源的理论。但是这里所提到的“学习”，并非简单的学习文化知识，而是指知识与技能信息通过编码成图示存储进长时记忆的过程。而决策剧场同样需要决策者先在脑中加工、存储信息，即“学习”，然后做出决策。基于这一出发点，决策剧场的创立本身就是一种对于决策者加工信息的革命性的手段。因此决策剧场中的可视化技术必须满足提高信息接收者高效地加工信息，以降低认知负载。
1，认知负载理论的基本假设
人的工作记忆在处理新的信息时容量是有限的，但是长时记忆中存储着复杂程度和自动化程度不一的认知图式，而且容量趋近于无限大。一般来说，工作记忆的容量是存储7~2个单位的信息。和同时处理2～4个信息，但是长时记忆却没有这样的限制人的专业技能主要来源于认知图式中的知识储备，长时记忆中的那些未经组织的信息是很少起作用的。随着认知图式的丰富和自动化程度的提高，专业技能也就随之发展了认知图式是知识存储和组织的单位。高度复杂化的图式可以将多个信息组织起来，作为一个整体在工作记忆中进行处理。从而大大降低工作记忆的负载，还可以将工作记忆的处理能力和容量大大拓展如果工作记忆中处理的是没有经过组织的新信息，那么由于信息量过大与处理能力有限的矛盾，学习者将不可避免地出现认知困难。由于不断地、成功地使用，图式会趋向精密化和自动化因为自动化的图式可以直接驱动行为而不用经过工作记忆的思考和指令，这就使工作记忆节约了足够的空间来处理其他的活动和信息。
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2，认知负载的类型
工作记忆对不同信息的处理能力产生不同的认知负载。工作记忆可以被学习任务自身的性质所影响，被称为内在负载(intrinsic cognitive load)。内在负载是在学习材料的内在性质与学习者的专业技能之间的互相作用中产生的 负载的大小取决于工作记忆中同时被处理的信息的数量以及与已存在的图式的联系也就是说，人脑中已有的图式将为学习与其相近、且本身差别较小的学习材料提供学习便利。工作记忆也可以被学习任务的呈现方式所影响，被称为外在负载。外在负载与学习过程不直接相关，但是可以通过人为设计来实现调整和改变外在负载的产生有以下三和整合处在不同地理位置的信息；③工作记忆的信息呈现方式单一，视觉或听觉信息的单方面处于独立地位。工作记忆还可以被学习者对于图式的建构和自动化而投入的认知资源的数量所影响，被称为相关负载(germane cognitive load)。相关负载是在学习过程中产生的，如在图式的建构和实现自动化的过程中 不同的问题情境产生不同的图式，这样就增加了相似情境在处理时被及时区分的可能性，使学习者具备了更强的学习能力。也就是说，对于脑中已有图式调用的越熟练，则加工信息的效果越好，效率越高。
3，决策剧场中降低决策者认知负载的策略
决策者从对于决策事件的了解、分析到最后制定决策都需要加工大量的信息。决策剧场的可视化策略为降低决策者认知负载量提供了便利条件。首先，决策剧场必须提供给决策者在生活中业已形成的图式所组成的可视化信息这些信息必须符合决策者的专业背景、文化背景和社会背景。第二，决策剧场提供的可视化信息必须集中于小范围呈现，方便决策者对于信息进行加工。第三，可视化信息如果配合有声信息，利用视觉和听觉两个相对独立的信息通道，可达到最大信息量输入的同时降低认知负载而且，对于人跨感官认知的研究表明，当视觉和听觉、触觉等其他感觉同时对同一事物进行关注时，人脑的反应会得以加强[31。同时，根据多模态跨感官的注意力分配研究表明，在视觉与听觉通道分配注意力，如果2者的信息来源来自于同一个空间位置，会比较有效率。第四，决策剧场的可视化信息应紧密围绕决策者熟悉的事物进行呈现，提高调用脑中图式的速度。对于较为抽象的图表。可延长呈现时间。在上述致力于降低决策者信息加工认知负载的基础上，后文将从人对于图形信息加工的认知特性人手，提高决策者在决策剧场中信息加工效率。
二、图形视觉信息加工原理
模拟时间轴上的空间变化问题是决策剧场的优势所在。因此，以何种方式呈现空间图形，最符合人加工图形视觉信息的习惯，是保障决策剧场功能的关键。
1，用阴影提高人的景象加工速度
生活中经常会有阴影出现 因此，人类习惯通过物体的阴影确定物体的深度，并能加快人脑对于物体景象的加工问。
2，明暗差别区分焦点对象和背景
当在屏幕呈现关键的焦点对象时，往往会伴随着背景的衬托。焦点对象与背景的明暗差别则是区分两者的关键。人类对三维立体世界的感知来自于基于认知心理学的高效视觉信息加工可视化策略各种各样的深度线索其中对于物体亮度的感知线索，则被人用于自动调整和排列环境信息的优先顺序，比如前景比背景清晰可见。而且。物体的色彩亮度差异越大，深度的区别效果就越明显。
3，用突然出现的图像吸引注意
注意是宝贵的认知资源阎，在决策剧场中，可视化技术应该起到“捕获”决策者的注意力的作用人脑中的上丘脑主导了人类捕获注意力的行为。突如其来的光线、突如其来的运动都是成为捕获注意力的事件。总之，视线中额外出现的人、石头、车辆，特别是突然出现，都能捕获人的注意力。
4，增快新图形反应启动
在决策剧场的可视化呈现过程中，难免会出现改变屏幕画面的情况 但是对视觉的研究却表明，由于间隙效应(gap effect)的存在，人眼并不能在视线中旧画面突然消失而新画面紧接着出现时就完全看到新画面 对于旧图形的注视应该在新图形出现前200毫秒消失，才能最大程度地增快对于新图形的反应速度。
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三、基于认知特性的可视化策略
在上文探讨了与决策剧场有关的视觉加工认知特性的基础上，将结合降低认知负载这一目标，归纳可视化呈现应注意的若干策略
第一，应在模拟实物的立体图形上加阴影，以帮助决策者快速识别立体图形的空间关系 比如图3，决策者能迅速了解图中白色的应为云层，灰色部分则体现出了云层的厚度。当然。该项策略只适用与模
拟实体图形，对于其他在立体图形中同时呈现某变量在空间不同位置的量化关系的情况，则不适合，因为这种量化关系绝大多数情况下都是用颜色的不同表示。
第二，在处理可视化信息的焦点对象与背景时，
一定要通过比背景更明亮的色调和亮度处理焦点对象。因为这样不仅可以使焦点对象更加鲜明，也顺应了决策者的视觉加工习惯。主动注意更加明亮的焦点对象
第三，决策剧场帮助决策者实现对问题模拟仿
真的一个优势在于其动态性，因此在呈现图形以及模拟的场景时，以将需要决策者注意的物体或情况突然发生在相对平静的背景中，实现对决策者注意力的成功捕捉。当然，必须控制不需要决策者注意的体或情况的突然呈现，以避免决策者注意力资源的分散
第四，决策剧场在提供可视化信息时有必要注
意当前一个屏幕场景将完全被下一个屏幕场景取代时，中间应留有的时间空隙。间隙通常不少于200毫秒 虽然是极短的时间，但这种做法有利于决策者充分做好加工下一场景的生理准备。
四、结 论
可视化技术将原本抽象庞杂的空间与非空间数据变为直观的图形资源。这不仅符合人在大多数情况下处理问题的习惯，也为专家与决策者之间搭起了一座沟通的桥梁 本文即在可视的基础上，探索如何将可视的信息通过最合适的方法传递给决策者。研究首先从降低决策者在加工视觉信息时的认了人在加工图形视觉信息时的认知特点，并在降低认知负载的基础上进而提出另外四条可视化策略。作为基于认知角度的决策剧场中可视化的先导性研究，并非终结性的，而是开放性的。本文力图将认知与可视化技术接口，通过不断的研究与完善，成既可以指导可视化技术的运用，也可用于对决策剧场中可视化呈现质量的分析评价体系的双重功能，不断提高决策剧场在通过对复杂问题的模拟仿真，以指导决策的革命性作用。
