可视化演示:一种可视化数据探索的交互范式(Visualization by Demonstration: An Interaction Paradigm for Visual Data Exploration)

图片 1

图1. 可视化演示的工作流程

本文提出了可视化演示,这是可视化数据探索的一种新的交互方法。它可以独立使用或添加到现有的可视化工具。不同于直接的可视化规范,这种方法允许用户提供可视化表示增量变化的可视化演示。用户可以直接操作空间和图形的编码。然后,该系统基于给定的演示提出潜在转换的建议,它也提取了能够匹配给定演示的可视化映射和参数。由于它不需要用户提前指定可视化技术,它降低了可视化数据探索所需的基本知识水平。用户和系统继续合作,逐步产生更多的演示,然后提炼出转换方式。

方便用户了解和探索数据的交互式可视化方法有很多,然而在数据探索过程中,许多方法都需要用户直接通过控制面板和其他图形部件的操作。用户需要手动指定可视化技术,映射和参数。例如,如果一个用户想画一个条形图,他必须选择条形图展示方法,然后将颜色分配给某个数据属性,并将一些数据属性赋给坐标轴。

最近的可视化系统更多的给予用户选择感兴趣的数据属性的权力。这些研究被称为基于演示的人机协作的范例。它们不要求用户指定布局的正式定义,在数据特性和用户示范的基础上给出可视化建议。人们可以手动创建数据点的空间表示,该系统将推荐类似形式的可视化技术。例如,如果用户通过将数据点堆叠成条形来对特定项目进行计数,系统可能会建议他们使用柱状图。

为了证明可视化演示的可行性,他们提出了visexemplar。visexemplar是一个混合的主动数据探索模型,它允许用户通过可视化演示的方法探索他们的数据。下图显示了VisExemplar的界面,由ThinkBoard,Recommendation Gallery和Detail View panel三部分构成。 2

  图2. VisExemplar界面

ThinkBoard是一个面向用户的构思媒介,允许他们通过直接操作构建他们的演示。每个数据点被显示为一个圆。用户可以通过使用搜索框搜索一个特定的数据点,相应的数据点将被高亮显示。此外,ThinkBoard中会显示可能的坐标和可视化方法转换。

可视化表示转换将在Recommendation Gallery中呈现,它们以缩略图显示,并基于它们与可视化演示的相关程度进行排序。

Detail View panel显示选定的数据点的详细信息。通过鼠标在交互板上的数据点上悬停, Detail View panel将显示与该数据点相关的详细信息。此外,数据映射转换将被显示为这个面板上的小图标。有助于用户可能的浏览转换,并解释他们的结果。

为了帮助用户了解不同推荐的转换的结果,visexemplar提出了一些建议转换的新方法。对于每一个演示,系统检查当前状态。然后建议可能的转换来匹配演示。我们将这些转换分为四大类。

第一个是视觉表象变换。它改变了当前的可视化技术,用户可以操纵空间编码,创建一个类似于预期的可视化技术空间布局。它目前支持从条形图的转换到一个散点图,反之亦然。在这个例子中,用户在散点图中堆叠两个或两个以上的数据点,表示他们想要切换到条形图。系统推荐的条形图将在Recommendation Gallery中呈现。用户可以选择他想要的一个条形图,如果他想切换回一个散点图,他可以将数据拖拽出条柱以展示他的意图。系统将重新计算X、Y轴并切换到一个散点图。图片 2

图3. 用户在散点图中堆叠两个或两个以上的数据点,系统推荐条形图

图4. 系统切换到条形图

4

图5. 用户将数据拖拽出条柱,系统切换回散点图

第二个是数据映射转换。它定义了图形编码和数据属性之间的映射。用户可以在可视化表示中操纵相应的图形编码。当前版本支持颜色和大小编码。例如,用户可以将颜色数据点映射到数据属性,或调整大小来进行大小映射。对于那些可以被分配给颜色的数据属性,一个小的刷子图标将出现在细节面板上的数据属性附近。类似地,一个小的扩展图标将显示在映射到大小的适当的数据属性旁边。

5

图6. 用户将颜色数据点映射到数据属性

6

图7. 系统调整颜色映射

7

图8. 用户通过调整数据点大小进行大小映射

8

图9. 系统调整大小映射

第三个是轴的转换。它将数据属性分配给一个可视化技术的轴,所推荐的属性直接显示在相应的轴上,数据属性与轴的距离显示其相关性。例如,在一个散点图,用户可以将一个或多个数据点移动,这将改变分配到轴的属性,改变之后所操作的数据点是接近当前坐标的。或者在条形图中,用户可以更改条形图的长度,将一个新属性映射到轴上。

9

图10. 系统将可能的数据属性分配给一个可视化技术的轴

最后一个是视图规范转换。它改变视图规格,但不改变底层技术。例如,用户可以通过将当前条形图中的最长的条拖动到轴的最左边或右边,来对一个条形图进行排序。

1-

图11. 系统推荐对一个条形图进行排序

visexemplar使用推荐引擎,它可以利用一组意愿函数来从给定的演示产生转换。允许三种编码,包括位置,直接操作的颜色和大小。直接操作的每一个编码将调用一系列的相关的意愿函数,visexemplar共提供了7个意愿函数。根据提供的演示,意愿函数确定哪些转换是最相关的,然后推荐引擎将更新推荐表。推荐表的每一行表示一个潜在的转换,每个转换都包括名称、相关性和在接口上的位置。然后推荐引擎将表传递给接口,接口将根据给定的推荐表更新可视化。该表将在每个交互后更新,并存储一个潜在转换的排名列表。

11

图12. visexemplar使用推荐引擎利用一组意愿函数来从给定的演示产生转换

总体来说,本文介绍了可视化演示,一种新型可视化数据探索的用户交互模式。该方法可以将用户提供的可视化演示有意义的映射到可视化转换,并推荐给用户。

用户能够在一个现有的可视化中提供演示,系统计算适当的转换,来尽可能密切地进行转换。为了证明这一范式的技术可行性,他们开发了一个称为visexemplar的原型,它允许用户通过演示来通过可视化探索他们的数据。它使用一组意愿函数,用于计算一个最适合当前可视化演示的转换方法。

评论关闭。