\chapter{附录4：网络、网站与在线可视化} 本附录介绍网络基础知识、网站搭建入门，以及在线数据可视化的工具与方法。 \subsection{网络基础知识} \subsubsection{互联网与Web} 互联网（Internet）是由全球计算机互相连接而成的网络。Web（万维网）是运行在互联网上的信息系统，通过浏览器访问网页来获取信息。 \textbf{核心概念}： {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 2\tabcolsep) * \real{0.1617}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 2\tabcolsep) * \real{0.6553}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 概念 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 说明 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot URL & 统一资源定位符，即网页地址（如 https://example.com/page） \\ HTTP/HTTPS & 浏览器与服务器之间传输数据的协议，HTTPS 为加密版本 \\ HTML & 网页的骨架，定义页面结构和内容 \\ CSS & 网页的样式，控制颜色、字体、布局等外观 \\ JavaScript & 网页的行为，实现交互功能和动态效果 \\ API & 应用程序接口，程序之间交换数据的标准方式 \\ \end{longtable} } \subsubsection{前端与后端} 一个完整的Web应用由前端和后端两部分组成： 用户浏览器（前端） ←→ 服务器（后端） ←→ 数据库\\ HTML/CSS/JS Python/Node.js MySQL/PostgreSQL \textbf{前端}：用户在浏览器中看到和操作的界面，使用 HTML、CSS、JavaScript 构建。 \textbf{后端}：运行在服务器上的程序，处理数据逻辑、存储和检索，可以用 Python（Flask/Django/FastAPI）、Node.js、Java 等实现。 \subsubsection{API与数据交互}\label{apiux4e0eux6570ux636eux4ea4ux4e92} API（Application Programming Interface）是程序之间通信的接口。在AI应用中，调用大语言模型、获取在线数据等操作都通过API完成。 \textbf{RESTful API 基本概念}： {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.1134}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.1185}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.2835}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 方法 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 用途 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 示例 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot GET & 获取数据 & 获取模型列表 \\ POST & 提交数据 & 发送文本让模型生成回复 \\ PUT & 更新数据 & 更新模型参数 \\ DELETE & 删除数据 & 删除一条记录 \\ \end{longtable} } \textbf{调用API的Python示例}： \textbf{import} requests\\ \strut \\ \emph{\# 调用一个公开API获取数据}\\ response = requests.get("https://api.example.com/models")\\ data = response.json() \emph{\# 将返回的JSON解析为Python字典}\\ print(data)\\ \strut \\ \emph{\# POST请求示例}\\ payload = \{"prompt": "设计一个现代风格的客厅", "model": "stable-diffusion"\}\\ response = requests.post("https://api.example.com/generate", json=payload) \subsubsection{JSON数据格式}\label{jsonux6570ux636eux683cux5f0f} JSON（JavaScript Object Notation）是Web上最常用的数据交换格式，几乎所有API都使用JSON传递数据。 \{\\ "model": "ResNet",\\ "accuracy": 0.96,\\ "layers": {[}64, 128, 256, 512{]},\\ "metadata": \{\\ "author": "He et al.",\\ "year": 2015\\ \}\\ \} Python中读写JSON： \textbf{import} json\\ \strut \\ \emph{\# Python字典 → JSON字符串}\\ data = \{"name": "Transformer", "year": 2017\}\\ json\_str = json.dumps(data, indent=2)\\ \strut \\ \emph{\# JSON字符串 → Python字典}\\ parsed = json.loads(json\_str) \subsection{网站搭建入门} \subsubsection{静态网站与动态网站} {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 6\tabcolsep) * \real{0.1187}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 6\tabcolsep) * \real{0.3546}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 6\tabcolsep) * \real{0.2633}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 6\tabcolsep) * \real{0.2366}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 类型 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 说明 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 技术栈 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 适用场景 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot 静态网站 & 页面内容固定，无需服务器处理 & HTML/CSS/JS & 作品集、项目文档 \\ 动态网站 & 内容根据请求动态生成 & 前端 + 后端 + 数据库 & 在线工具、数据平台 \\ \end{longtable} } \subsubsection{静态网站快速搭建} 对于设计专业的学生，最实用的方式是使用静态网站生成器搭建项目展示或文档站点。 \textbf{MkDocs}：用Markdown编写内容，生成美观的文档网站。 \emph{\# 安装}\\ pip install mkdocs mkdocs-material\\ \strut \\ \emph{\# 创建项目}\\ mkdocs new my-site\\ cd my-site\\ \strut \\ \emph{\# 本地预览（浏览器访问 http://127.0.0.1:8000）}\\ mkdocs serve\\ \strut \\ \emph{\# 构建静态文件}\\ mkdocs build \textbf{GitHub Pages}：将静态网站免费部署到互联网。 \begin{enumerate} \def\labelenumi{\arabic{enumi}.} \item 在GitHub上创建仓库 \item 将网站文件推送到仓库 \item 在仓库设置中启用 GitHub Pages \item 即可通过 https://username.github.io/repo 访问 \end{enumerate} \subsubsection{HTML/CSS/JavaScript 速览}\label{htmlcssjavascript-ux901fux89c8} \paragraph{HTML：页面结构}\label{htmlux9875ux9762ux7ed3ux6784} \textless!DOCTYPE html\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{html}\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{head}\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{title}\textgreater 我的设计作品集\textless/\textbf{title}\textgreater{}\\ \textless/\textbf{head}\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{body}\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{h1}\textgreater 设计作品集\textless/\textbf{h1}\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{p}\textgreater 欢迎来到我的作品展示页面\textless/\textbf{p}\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{img} src="design.jpg" alt="设计作品"\textgreater{}\\ \textless{}\textbf{a} href="https://example.com"\textgreater 了解更多\textless/\textbf{a}\textgreater{}\\ \textless/\textbf{body}\textgreater{}\\ \textless/\textbf{html}\textgreater{} \paragraph{CSS：页面样式}\label{cssux9875ux9762ux6837ux5f0f} body \{\\ \textbf{font-family}: "Helvetica", sans-serif;\\ \textbf{max-width}: 800px;\\ \textbf{margin}: 0 auto;\\ \textbf{padding}: 20px;\\ \}\\ \strut \\ h1 \{\\ \textbf{color}: \#2c3e50;\\ \textbf{text-align}: center;\\ \} \paragraph{JavaScript：页面交互}\label{javascriptux9875ux9762ux4ea4ux4e92} \emph{// 点击按钮时显示消息}\\ document.getElementById("myButton").addEventListener("click", \textbf{function}() \{\\ alert("按钮被点击了！");\\ \}); \subsubsection{前端框架简介} 对于更复杂的Web应用，可以使用前端框架提升开发效率： {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.1107}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.3071}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.3379}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 框架 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 特点 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 适用场景 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot Vue.js & 渐进式框架，学习曲线平缓 & 交互式数据展示 \\ React & 组件化开发，生态最丰富 & 复杂单页应用 \\ Streamlit & Python编写Web应用 & AI模型展示、数据分析仪表板 \\ \end{longtable} } \textbf{Streamlit 示例}（用Python快速构建AI展示页面）： \textbf{import} streamlit \textbf{as} st \begin{enumerate} \def\labelenumi{\arabic{enumi}.} \item title("图像分类演示") \end{enumerate} st.write("上传一张图片，AI将识别其中的内容") \begin{verbatim} \end{verbatim} uploaded\_file = st.file\_uploader("选择图片", type={[}"jpg", "png"{]}) \textbf{if} uploaded\_file: st.image(uploaded\_file, caption="上传的图片") \begin{verbatim} st.write("分类结果：建筑（置信度 95%）") \end{verbatim} \emph{\# 安装并运行}\\ pip install streamlit\\ streamlit run app.py \subsubsection{网站部署方式} {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.3137}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.2835}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.1185}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 方式 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 特点 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 费用 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot GitHub Pages & 适合静态网站，免费 & 免费 \\ Vercel / Netlify & 支持前端框架自动部署 & 免费额度 \\ 云服务器（阿里云/腾讯云） & 完全控制，适合动态网站 & 按需付费 \\ Hugging Face Spaces & 适合AI模型演示 & 免费额度 \\ \end{longtable} } \subsection{在线数据可视化} \subsubsection{为什么需要数据可视化} 设计领域的AI研究和实践经常涉及数据展示：训练损失曲线、模型性能对比、空间数据分析结果等。数据可视化将抽象的数字转化为直观的图形，帮助理解和决策。 \subsubsection{Python可视化库}\label{pythonux53efux89c6ux5316ux5e93} Matplotlib：基础绑图 \textbf{import} matplotlib.pyplot \textbf{as} plt\\ \strut \\ \emph{\# 折线图}\\ epochs = range(1, 11)\\ train\_loss = {[}0.9, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15, 0.1, 0.07, 0.05, 0.04, 0.03{]}\\ val\_loss = {[}0.85, 0.65, 0.45, 0.35, 0.28, 0.25, 0.24, 0.23, 0.23, 0.24{]}\\ \strut \\ plt.figure(figsize=(8, 5))\\ plt.plot(epochs, train\_loss, \textquotesingle b-o\textquotesingle, label=\textquotesingle Train Loss\textquotesingle)\\ plt.plot(epochs, val\_loss, \textquotesingle r-s\textquotesingle, label=\textquotesingle Val Loss\textquotesingle)\\ plt.xlabel(\textquotesingle Epoch\textquotesingle)\\ plt.ylabel(\textquotesingle Loss\textquotesingle)\\ plt.title(\textquotesingle Training vs Validation Loss\textquotesingle)\\ plt.legend()\\ plt.grid(True, alpha=0.3)\\ plt.savefig(\textquotesingle loss\_comparison.png\textquotesingle, dpi=150, bbox\_inches=\textquotesingle tight\textquotesingle)\\ plt.show() \paragraph{Seaborn：统计可视化}\label{seabornux7edfux8ba1ux53efux89c6ux5316} 基于Matplotlib，提供更美观的统计图表。 \textbf{import} seaborn \textbf{as} sns\\ \strut \\ \emph{\# 热力图：相关性矩阵}\\ \textbf{import} numpy \textbf{as} np\\ data = np.random.randn(10, 10)\\ corr = np.corrcoef(data)\\ \strut \\ sns.heatmap(corr, annot=True, cmap=\textquotesingle coolwarm\textquotesingle)\\ plt.title(\textquotesingle Feature Correlation Heatmap\textquotesingle)\\ plt.savefig(\textquotesingle heatmap.png\textquotesingle, dpi=150) \paragraph{Plotly：交互式可视化}\label{plotlyux4ea4ux4e92ux5f0fux53efux89c6ux5316} 支持鼠标悬停、缩放、导出等交互操作，适合Web展示。 \textbf{import} plotly.express \textbf{as} px\\ \strut \\ \emph{\# 交互式散点图}\\ df = px.data.iris()\\ fig = px.scatter(df, x="sepal\_width", y="sepal\_length",\\ color="species", size="petal\_length",\\ title="Iris Dataset Scatter Plot")\\ fig.write\_html("scatter.html") \emph{\# 导出为网页}\\ fig.show() \subsubsection{在线可视化工具} 无需编程，通过网页界面即可创建可视化： {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.1646}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.3405}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.2036}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 工具 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 特点 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 网址 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot Observable & JavaScript驱动的交互式笔记本 & \href{https://observablehq.com/}{observablehq.com} \\ Flourish & 拖拽式数据可视化，模板丰富 & \href{https://flourish.studio/}{flourish.studio} \\ Datawrapper & 适合制作新闻级图表 & \href{https://www.datawrapper.de/}{datawrapper.de} \\ Tableau Public & 强大的商业智能可视化 & \href{https://public.tableau.com/}{public.tableau.com} \\ ECharts & 百度开源的交互式图表库 & \href{https://echarts.apache.org/}{echarts.apache.org} \\ \end{longtable} } \subsubsection{地理空间可视化} 设计领域经常涉及地理和空间数据的可视化： {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.1113}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.3837}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 4\tabcolsep) * \real{0.2364}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 工具 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 特点 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 适用场景 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot Folium & Python地图可视化库 & 在地图上标注数据点 \\ Kepler.gl & Uber开源的大规模地理数据可视化 & 城市数据分析 \\ Mapbox & 自定义地图样式 & 设计精美的交互地图 \\ QGIS & 开源GIS桌面软件 & 空间分析与制图 \\ \end{longtable} } \textbf{Folium 示例}（在地图上标记位置）： \textbf{import} folium\\ \strut \\ \emph{\# 创建地图（以某坐标为中心）}\\ m = folium.Map(location={[}39.9, 116.4{]}, zoom\_start=12)\\ \strut \\ \emph{\# 添加标记}\\ folium.Marker(\\ {[}39.9, 116.4{]},\\ popup="设计学院",\\ icon=folium.Icon(color="blue", icon="info-sign")\\ ).add\_to(m)\\ \strut \\ \emph{\# 保存为网页}\\ m.save("map.html") \subsubsection{可视化设计原则} {\def\LTcaptype{none} % do not increment counter \begin{longtable}[]{@{} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 2\tabcolsep) * \real{0.2361}} >{\raggedright\arraybackslash}p{(\linewidth - 2\tabcolsep) * \real{0.6363}}@{}} \toprule\noalign{} \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 原则 \end{minipage} & \begin{minipage}[b]{\linewidth}\raggedright 说明 \end{minipage} \\ \midrule\noalign{} \endhead \bottomrule\noalign{} \endlastfoot 选择合适的图表类型 & 比较→柱状图，趋势→折线图，占比→饼图，关系→散点图 \\ 保持简洁 & 每张图只传达一个核心信息，避免过度装饰 \\ 使用合理的色彩 & 同类数据用同色系，对比数据用对比色，注意色盲友好 \\ 标注清晰 & 标题、轴标签、图例、数据来源缺一不可 \\ 交互增强 & 在线可视化支持筛选、缩放、悬停查看详情 \\ \end{longtable} }