Фотографическая карта - показывает географический объект в виде фотографии со спутника или самолета. Например, мир в целом или город

Визуализация информации позволяет видеть то, что иначе сложно заметить. Информация может присутствовать в данных, но без визуализации плохо заметны тренды, паттерны поведения и зависимости.

2. Визуализация информации позволяет быстрее получить ответы, на поставленные вопросы. Для восприятия проще посмотреть на график, и увидеть тренд, чем пытаться получить информацию, изучая колонку цифр.

3.В современном мире объемы данных растут с невероятной скоростью, визуализация помогает справиться с возрастающей сложностью и разнообразием данных.

4.Субъективное восприятие информации, доверие к информации выше, когда она подана визуально, что актуально для различных презентаций.

Жака Бертена можно считать одним из самых влиятельных авторов в области визуализации информации. Его фундаментальный труд Semiology of Graphic, написанный 40 лет назад, пока остается самым авторитетным исследованием в данной области. Бертен ввел концепцию Образа (Image).

«Образ — выразительная визуальная форма, распознаваемая за минимальное время» - основной метод визуализации – представить данные в виде понятных целевой аудитории образов.

Бен Шнайдермэн так же внес существенный вклад в развитие данной темы. В частности, ему принадлежит мантра визуализации:

«Сначала общий уровень, приближение и фильтрация, затем детали» - это выражение метода «от общего, к частному» в применении к задачам визуализации.

1. Критерии полезности визуализации.

Существуют критерии, которых необходимо придерживаться при визуализации, а также проверять, хороша ли данная визуализация:

- выбор и настройка фильтров

Например, исследуя котировки акций, должна быть возможность посмотреть компании в конкретном сегменте рынка, с капитализацией выше 1 миллиарда долларов, и так далее.

- выбор вида представления данных

Иногда требуется просмотреть простой список, иногда такие, более сложные представления, как карты.

- выбор кодировки данных

Например, требуется, чтобы капитализация была выражена размером круга на карте. Большие компании — большой кружок, маленькие — маленький. Или технологические компании хочу видеть красными, а энергетический сектор — серым.

- выбор отображения связей между данными

Если данные как-то связаны между собой (например, люди), то надо предоставить возможность видеть или не видеть эти связи.

- масштабирование областей

Увеличивать интересующие его области и видеть детали. Например, возникает вопрос, что это за большой зеленый кружок на диаграмме? А это, оказывается, компания Apple.

Вывод: визуализация информации = представление + взаимодействие.

2. Классификация методов визуализации.

2.1 Пространственная подложка.

Фундаментальным аспектом визуальной структуры является пространство, на котором все представлено. Следует внимательно выбирать те переменные, которые получат пространственное кодирование, т.е. их значения станут основой для позиционирования других объектов на подложке, например оси, если говорить о метрическом пространстве.

В общем случае выделяют четыре элементарных типа осей:

- бесструктурная (отсутствие какой-либо оси);

- номинальная (область подложки разделена на подобласти);

- порядковая (область подложки разделена на подобласти, которые упорядочены некоторым образом);

- количественная (метрическая ось и два подвида — абсолютные или относительные значения, последние отражают соотношения значений переменных).

Известны следующие методы, позволяющие размещать на подложке наибольшее количество информации:

- компоновка — размещение на подложке ортогональных осей;

- выстраивание — многократное использование оси в разных местах

подложки, например, размещение двух различных визуальных структур, опирающихся на одну общую ось;

- создание складок — вынужденная имитация удлинения одной из осей, если в ее направлении данные не помещаются на подложке, за счет использования места на другой ортогональной оси;

- рекурсия — повторяющееся разбиение подобластей пространственной подложки обычно в целях изменения детальности представления объектов;

- перегрузка — совместное использование одного и того же пространства данными из разных таблиц.

2.2 Метки.

Выделяют четыре типа меток — видимых объектов на

пространственной подложке: точки (0D), линии (1D), области (2D),

поверхности (3D). Например, из точек и линий можно образовать особый вид топологической структуры — деревья и графы.

2.3 Графические свойства.

Выделяют шесть базовых видов графических свойств, различимых глазом человека: цвет, форма, размер, текстура, ориентация и позиция в пространстве. Цвет, текстура, форма и ориентация наиболее подходят для демонстрации общих различий объектов; позиция, размер и степень градации серого — для отображения различий объектов по величинам значений некоторых общих атрибутов объектов.

2.4 Преобразование представления.

Преобразование представления интерактивно изменяет и дополняет визуальные структуры. К пространственному понятию добавляют понятие времени и используют его, чтобы извлечь больше информации из визуализации. Выделяют три основных типа преобразования представлений: «пробы на местности», управление точкой взгляда и искажение.

Пробы на местности.

Для обнаружения дополнительной информации из таблиц данных используют координаты размещения объектов на визуальной структуре. Например:

- техника подробности по требованию (details-on-demand) — при

выборе объекта на подложке появляются новые данные об объекте во

всплывающем окне;

- техника окрашивание (brushing) – при перемещении курсора мыши по некоторому участку возникают визуальные эффекты в графических метках других областей;

- для научных 3D-визуализаций — разрезание поверхности с целью

увидеть «внутренний мир» трехмерных твердых тел;

- магические линзы — получить альтернативный вид тех объектов,

которые в данный момент находятся в указанной области визуальной

структуры.

Управление точкой взгляда.

Используют аффинные преобразования для масштабирования, формирования панорамы и обрезки видимой области. Эти преобразования «увеличивают» визуальную структуру или изменяют точку взгляда, при этом детали структуры становятся более заметными. Например, техника «обзор + детали» динамически предоставляет детали и обзорную информацию в двух одновременно отображаемых окнах — в одном показана визуальная структура целиком, в другом — одна выбранная пользователем область структуры в увеличенном виде.

Искажение.

Модифицирует визуальную структуру для создания вида «фокус + контекст». Обзор и детали объединены в единую визуальную структуру.

2.5 Паттерны Визуализации.

1. Графики - показывают зависимость данных друг от друга. Строятся по осям X и Y, хотя могут быть и трехмерными.

Линейный график - наиболее распространенный случай. Объединяет линией набор точек, соответствующих значениям по осям. Например, ежедневная посещаемость сайта за месяц. Может показывать сразу несколько наборов данных — например, статистику просмотров для 3 наиболее популярных страниц.

График рассеивания - показывает распределение ограниченного набора точек, соответствующих значениям по осям. Между точек часто рисуется выравнивающая кривая — она наглядно показывает закономерности среди значений. Например, связь между стажем работы и производительностью труда среди 50 сотрудников компании (просто соединить полученные точки в виде линейного графика нельзя — и смысл искажается, и линия будет дерганой).

2. Диаграммы сравнения - показывают соотношения набора данных. Во многих случаях строятся вокруг осей, хотя и необязательно.

Столбиковая диаграмма - показывает один или несколько наборов данных, сравнивая их между собой. Существует два варианта отображения в случае нескольких наборов: либо в виде нескольких стоящих рядом столбиков, либо в виде одного, но поделенного внутри в соответствии с долями значений. Например, ежегодная прибыль трёх компаний за последние 5 лет или их доли рынка за это же время.

Гистограмма - показывает распределение набора данных внутри выборки в виде столбиков. Например, количество сотрудников компании в нескольких возрастных группах.

Круговая диаграмма - отображает процент, занимаемый каждым значением внутри набора данных, в виде разбитого на части круга. Например, доли рынка сотовых операторов. Может отображать сразу несколько наборов данных — в этом случае диаграммы наложены друг на друга, причем каждая из них меньше предыдущей. Например, доли рынка сотовых операторов за последение 3 года.

Площадная диаграмма - смесь графика и диаграммы — по двум осям расставлен набор точек, соответствующий значениям. При этом сами точки не соединены и имеют различную величину, которая задается третьим параметром. Например, сравнение количества купленных товаров, общей стоимости покупки и величины общего бюджета покупателя.

Кольцевая диаграмма - показывает процент от максимального количества, которое занимает одно из значений в наборе данных, в виде частично закрашенного кольца. Например, количество завоеванных на чемпионате медалей относительно максимального. Часто используется сразу несколько таких диаграмм, сравнивающих разные значения.

Диаграмма разброса - показывает минимальную и максимальную величину значений внутри набора данных в виде урезанной столбиковой диаграммы. Начало столбика лежит не на горизонтальной оси, а в точке минимального значения по вертикали. Например, разброс стоимости квадратного метра жилья в разных районах города.

Лепестковая диаграмма - сравнивает величины нескольких значений, каждая из которых соответствует точке на оси. Количество осей соответствует количеству значений, а точки объединены линями. Например, сравнение рентабельности каждого из 8 направлений деятельности компании.

Облако тегов - сравнивает ключевые слова или фразы (значения), содержащиеся внутри фрагмента текста (набора данных), задавая каждому из них свой размер шрифта. Размер шрифта зависит от величины параметра. Например, 25 самых часто упоминаемых в газетах слов за декабрь 2008 года.

Тепловая диаграмма - сравнивает значения внутри набора данных, закрашивая их одним из цветов в заранее выбранном спектре. Основой является изображение или другая диаграмма, на которой расставлены значения. Цвет зависит от величины параметра и чаще всего накладывается в виде пятен. Например, элементы главной страницы сайта, по которым пользователи кликают чаще всего.

3. Деревья и структурные диаграммы - показывают структуру набора данных и взаимосвязи между его элементами.

Дерево - показывает иерархию набора данных, в которой элементы являются родительскими или дочерними по отношению друг к другу. Выстраивается в виде соединенных линиями узлов, как правило, сверху вниз. Узел обычно отображается кругом или прямоугольником. Например, карта сайта.

Ментальная карта - показывает состав и структуру явления или понятия в виде дерева, в котором каждый узел имеет один или несколько дочерних элементов. Это частный случай дерева, с той разницей, что ветви расходятся из узла, расположенного в центре изображения. Например, конспект книги по управлению проектами, который отражает ее содержание и основные понятия.

Формализованные структурные диаграммы - показывают состав и структуру системы или ее части в виде карточек, которые описаны с разной степенью детализации и связаны друг с другом как родительские и дочерние.

Отображается в стандартизованном виде — например, с помощью UML (Unified Modeling Language) или IDEFIX (Integration Definition for Information Modeling). Например, все сущности, необходимые для работы одного из модулей программной системы.

Диаграмма Венна-Эйлера - показывает отношения между значениями набора данных в виде накладывающихся друг на друга кругов (чаще всего трёх). Область, в которой пересекаются все круги, показывает общее между ними. Например, пересечением соблюдения сроков, бюджета и поставленных задач является успех проекта.

Плоское дерево - показывает иерархию набора данных, в которой элементы являются родительскими или дочерними по отношению друг к другу. Отображается в виде набора вложенных прямоугольников, каждый из которых является ветвью дерева, а находящиеся внутри него — дочерними элементами и ветвями. Прямоугольники различаются по размеру в зависимости от параметра и имеют цвет, который задается другим параметром. Например, детальная структура бюджета компании, в котором цветом показан процент изменения каждого пункта по сравнению с предыдущим годом.

4. Диаграммы визуализации процесса - показывают процесс, состоящий из последовательности действий. Могут включать один или несколько сценариев развития событий.

Формализованная блок-схема - показывает ключевые шаги, которые проходит процесс, в виде связанных друг с другом однонаправленными стрелками блоков. Отображается в стандартизированном формате, где вид блока зависит от его роли в процессе. Например, схема процесса утверждения и публикации статьи внутри редакции.

Неформализованная блок-схема - показывает ключевые шаги, которые проходит процесс, в виде связанных друг с другом стрелками блоков. Отображается в свободной форме, когда шаги показаны произвольными фигурами, а стрелки могут быть двунаправленными или вообще не иметь направления. Кроме того, блоки могут быть объединены в группы. Например, упрощенная схема передвижения средств при SMS-платежах.

Диаграмма циклического процесса - показывает ключевые шаги процесса, который содержит набор повторяющихся действий. Циклическая часть отображается в виде кольца, которое образуют соединенные стрелками шаги. А начало и окончание процесса — входящей и выходящей из круга стрелками. Например, последовательность процесса проверки качества, который проходит во время работы над программным продуктом.

Диаграмма Сэнки - Показывает ключевые шаги процесса и интенсивность его протекания на каждом из участков. Отображается без узлов, в виде соединяющихся и разветвляющихся линий разной толщины (в зависимости от величины параметра). Имеет любое количество начальных и конечных точек, а значит и множество сценариев развития. Например, процесс передачи тепла от ТЭЦ к бойлерной станции, включая его потери по различным причинам.

5. Матрицы - сопоставляют между собой значения внутри набора данных в виде таблицы.

Таблица - показывает набор данных в виде заполненных его значениями ячеек, которые образуют собой строки и столбцы. Каждому столбцу и строке соответствует параметр, который определяет конкретную ячейку для значения. Например, бюджет отделов компании за каждый год ее существования.

Календарь - частный случай таблицы. Показывает календарный месяц по номерам и дням недели.

6. Карты - показывают данные, зависимые от географии или архитектуры некого объекта.

Географическая карта - показывает в схематичном виде состав и расположение частей географического объекта. Например, мир в целом или остров.

Фотографическая карта - показывает географический объект в виде фотографии со спутника или самолета. Например, мир в целом или город.

Дорожная карта - показывает в схематичном виде трассы, магистрали, железные и другие дороги, наложенные на очертания географических объектов. Например, автомобильная карта дорог области.

Тематическая карта - показывает различные объекты в виде маркеров на карте мира, страны или города. Объектами чаще всего являются те, что построены человеком: дома, магазины, памятники, объекты инфраструктуры и т.п. на карте города; либо города на карте страны; либо страны на карте мира. Основой может являться практически любая карта, но обычно используются географическая, фотографическая, дорожная или топографическая карты. Например, расположение офисов компании на карте города.

Картограмма (cartogram) - показывает в виде схематичной карты набор данных, каждое из значений которого привязано к географическому объекту. При этом размер объекта зависит от величины значения. Например, карта мира, на которой величина страны зависит от количества ее населения.

Архитектурный план - показывает в схематичном виде форму и внутреннее строение одного из этажей здания или другого архитектурного сооружения. Также может показывать расстановку мебели и других предметов наполнения помещений. Например, план помещений двухкомнатной квартиры.

Схема маршрутов - показывает остановки общественного транспорта в виде одной или нескольких пересекающихся линий разного цвета. Линия соответствует заранее определенной последовательности станций. В некоторых случаях накладывается на упрощенную географическую карту. Например, карта метро.

7. Диаграммы времени - используются для визуализации всего, что связано со временем.