Introduktion till Informationsvisualisering

Staffan Björk

staffanb@cs.chalmers.se

Vad är informationsvisualisering? The use of computer-supported, interactive,

visual representations of abstract data to amplify cognition (Card, Mackinlay & Shneiderman)

Dvs: Att med hjälp av datorer översätta abstrakta data till en mera lättförståelig och interaktiv visuell presentation

Vad är informationsvisualisering? Externaliserad Kognition

Användande av den externa världen för att uppnå kognition

Informationsdesign Formgivning av externa

representationer för att förstärka kognition

Datagrafik Användande av abstrakta,

icke-representativa visuella representationer av data för att förstärka kognition

(Card, Mackinlay & Shneiderman)

Vad är informationsvisualisering? Visualisering

Användande av datorbaserade interaktiva visuella representationer av data för att förstärka kognition

Vetenskaplig Visualisering Användande av interaktiva

visuella representationer för mätdata data för att förstärka kognition

Informationsvisualisering Användande av interaktiva

visuella representationer för abstrakt data för att förstärka kognition

(Card, Mackinlay & Shneiderman)

Varför Informationsvisualisering? Ögat är mycket bra på att upptäcka mönster

och samband snabbt (eller avbrott i mönster!) Därför är det lämpligt att utnyttja denna

egenskap för att underlätta förståelse av komplex data

Genom att tillåta användaren interagera med en visualisering – göra den interaktiv - kan man dessutom ”finjustera” presentationen och komma fram till nya samband

Kunskapskristallisering

(Russell et al., 1993 i Card, Mackinlay, & Shneiderman, 1999)

Uppgift

Datasökning

Struktursökning

Strukturimplementering

Problemlösning

Beslut/Handling

Hur kan informationsvisualisering förstärka kognition? Ökad resurser

Hierarkisk interaktion med hög bandbredd Parallell behandling av data Förflytta arbete från att vara kognitivt belastande eller

perceptuellt belastande Fungera som utökat korttidsminne Utöka mängden information som finns tillgänglig

Förenkla sökning Lokalisera sökningen till regioner Hög densitet av information i en region Undvika indexering genom utplacering i rummet

(Card, Mackinlay & Shneiderman, 1999)

Hur kan informationsvisualisering förstärka kognition?, forts. Förenkla upptäckten av mönster

Igenkänning istället för ihågkomning Abstraktioner och sammanslagningar

Perceptuell slutledning Visuella representationer kan göra lösningar till

problem självklara Grafiska beräkningar

(Card, Mackinlay & Shneiderman, 1999)

Hur kan informationsvisualisering förstärka kognition?, forts. Perceptuell övervakning

Händelser som är ovanliga kan fås att framträda tydligare

Manipulerbart medium Visualiseringar kan anpassas för specifika behov Visualiseringar kan ses från olika vyer vilket kan

ge bättre överblick över större förmåga att utforska informationsmängden

(Card, Mackinlay & Shneiderman, 1999)

Begrepp från Envisioning Information - Escaping Flatland Grundproblem

Informationsvisualiseringar har 2(+1) dimensioner att använda för att visa all information

Nästan all information har mer än 2 intressanta egenskaper

Alltså kan inte en dimension används till varje egenskap

Begrepp från Envisioning Information - Escaping Flatland Inga generella

lösningar ”nearly every escape

from flatland demands extensive compromise, trading off one virtue against another”

Spotfire, www.sportfire.se

Begrepp från Envisioning Information - Escaping Flatland Verktyg

Färger Mönster Position Form Kluster Lager Små multipler

Prosection Matrix, Spence, 1996

Begrepp från Envisioning Information - Escaping Flatland Chartjunk

Irrelevant information Utsmyckning som inte förtydligar Detta beror naturligtvis på

målgruppen Exempel: Inkomst i USA mer ojämnt

fördelad än i resten av världen Världskarta är irrelevant 2 sorters 3D diagram från två olika

vyer Upprepning av namn på länder 28 tal behöver för att visa skalorna

som visar 24 informationsenheter Ländernas ordning oförklarad Bokstaven I används för att separera

ländernaKlass, G. Lecture notes, Illinois State

University

Begrepp från Envisioning Information - Micro/Macro Readings Berör stora

informationsmängder Se enskilda delar Förstå sammanhang Se mönster

to clarify, add detail

Begrepp från Envisioning Information - Micro/Macro Readings Exempel Hitta orsaken till

koleraepidemi i London Baserad på karta över

epidemiområdet Markera ut varje hus där

någon insjuknat Hitta området med högst

koncentration

Begrepp från Envisioning Information - Micro/Macro Readings Kalendervy över arbete

Traditionell kalender Färgkodad

automatgenererad klustering

Diagram som visar fördelning tid/antal närvarande

Medelvärden för kluster visas

Enskilda dagar kan väljas

(Van Wijk & van Selow, 1999)

Begrepp från Envisioning Information - Layering & Separation Layering – överlagring

Ha flera olika lager av information tillgänglig

Separation – Uppdelning Gör så att lagren tydligt

kan skiljas från varandra Men så att deras relation

bevaras

Begrepp från Envisioning Information - Layering & Serparation – 1+ 1 = 3 1 + 1 = 3 Negativa ytor

Ytor definierade av andra ytor

Most of the time, that surplus visual activity is non-information, noise, and clutter

+ =

+ =

Begrepp från Envisioning Information - Layering & Serparation – 1+ 1 = 3

Begrepp från Envisioning Information - Layering & Serparation – 1+ 1 = 3

Begrepp från Envisioning Information - Layering & Serparation – 1+ 1 = 3

Begrepp från Envisioning Information - Layering & Serparation – 1+ 1 = 3

Rast

Exempel – Information Visualizer (och relaterad projekt)

Information Visualizer

Ett projekt för att utforska nya användargränssnitt

Ge användaren mer (virtuellt) utrymme genom 3D

Höja informationsdensiteten genom att använda animation och 3D perspektiv

Byggde på 3D-systemet Rooms

Information Visualizer – Cone Trees Visualisering av

hierarkisk information Problemet med breda

träd löses genom att utnyttja extra utrymme som 3D ger

Skugga ger överblick över hela trädet

Varje delträd är roterbart

Information Visualizer - Perspective wall

Kalendervy Använder perspektiv för

att på ett ”naturligt” sätt minska informationen som visas

Fokus kan ändras genom att ”dra” i kalendern

Information Visualizer - Document Lens

Utforska text dokument (i mikrofiche format)

Dokumentet modelleras som ett töjbart duk

Duken sträcks ut över en pyramid utan top

Interaktion sker genom att flytta pyramiden

[Information Visualizer] – Butterfly Application För sökande av

referenser Komponenter

Huvud: vald artikel Vänster vinge: använda

referenser Höger vinge: referenser

till artikeln Referenser kan väljas

för att skapa nya vyer

[Information Visualizer] - Table Lens Applikation för att

undersöka information i tabellformat

Varje rad/kolumn kan öppnas upp för att visa detaljer

Rader/kolumner kan sorteras om efter innehåll i valda kolumner/rader

[Information Visualizer] - Spiral Calendar Kalenderapplikation Flera vyer motsvarande

olika skalnivåer Dag Vecka Månad År Person? Avdelning?

Detaljvy samt överblick på flera olika nivåer

Möjlighet att navigera på flera olika nivåer

Exempel - Fisheye views

Fisheye views

Grundproblem Det användaren vill se av

en informationsmängd får inte plats på skärmen samtidigt

Ta bort irrelevant information

Hur ska man veta vad som bör visas?

Antagande: hierarkisk strukturerad information

Fisheye views - Grundidé

Information högre upp i strukturen viktigare

Men detaljinformation där användaren fokuserar också viktigt

Beräkna hur viktig varje informationsdel är utifrån detta

Fisheye views - Koncept

API(x) A Priori Importance Viktning av information

oberoende av användarens intresse

Negativt värde D(x,y)

Avståndsfunktion mellan användarens fokus och informationen

Ger ett nummeriskt värde

Fisheye views - Koncept

DOI(x!=y) Hur viktig en enskild

informationsdel är API(x) – D(x,y)

Presentation görs beroende på värden och hur mycket utrymme som finns

Fisheye views

Normal presentationFisheye presentation