理解伴随音频叙述的可视化中的视觉线索 (Understanding Visual Cues in Visualizations Accompanied by Audio Narrations)

为了使用数据可视化进行有效的演示,演示者通常通过视觉线索(visual cues)增强观众的体验。视觉线索/视觉提示通过修改可视化的外观或引入其他视觉元素来引导观众对可视化的相关部分的关注。通常认为视觉提示有助于可视化叙事和演示。但是,这一假设尚未得到系统研究。本文[1]中,作者研究了视觉线索对伴随音频叙述(audio narration)的可视化的回忆和理解的影响。

视觉线索的例子

视觉提示包括整体提示(integral cues)和可分离提示(separable cues)。

整体提示,又称内部线索(internal cues),通过修改可视化的预先存在的整体属性来突出显示焦点,比如:

  • 亮度(brightness)
  • 去饱和(desaturation)
  • 透明度(transparency)
  • 景深(depth of field)

可分离线索,又称外部线索(external cues),使用其他组件来扩展现有图像
以强调焦点,比如:

  • 轮廓/形状(contour / shape)
  • 辉光(glow)
  • 括号(bracket)
  • 箭头(arrow)

该研究中使用的四种可视化和八种视觉线索

 

本文试图回答以下研究问题:

  1.  视觉线索是否可以改善对提示信息的回忆?
  2. 视觉线索是否可以提高对可视化的理解?
  3. 不同的视觉线索会导致不同的眼睛注视模式吗?
  4.  人们的感知效果(perceived effectiveness)和审美偏好(aesthetic preference)是否与线索的实际效果一致?

本文展示了实验室内实验(in-lab experimen)和亚马逊机械土耳其人研究(Amazon Mechanical Turk study),以检查整体和可分离视觉线索对伴随音频叙述的可视化的回忆和理解的影响。

研究程序的概述

上图显示了研究程序的概要。
研究中主要有三个部分:视觉提示部分(visual cue section),测验部分(quiz section)和偏好部分(preference section)。

视觉提示部分包括两个阶段:解释阶段(explanation phase)和事实阶段(fact phase)。前者解释了可视化的总体布局,后者更详细地描述了可视化的3到5个选定部分。

测验部分包括了回忆测验和理解测验,测验题的例子如下图所示。

测验题的样例

在偏好部分(preference section),通过向参与者显示应用于同一个可视化图像的1行8个视觉提示,并要求他们根据自己的
1)感知有效性水平
2)感知美学水平

对每个可视化图像的所有8个视觉提示进行评估,将每个视觉提示分类为
1)“非常有效”,“有点有效”,“无效”
2) “非常美观,”“有点美观”,“不美观”。

根据实验室实验中的眼动追踪数据,他们发现视觉提示有助于观众更快地关注突出显示的部分。
但在一般情况下,视觉线索对学习成果没有显著影响。从对可视化的理解结果来看,辉光明显优于不加视觉线索的条件(实验室内研究),且视觉提示显著提高了SNS热图的理解分数(在线研究)。因此对于特定提示技术(例如发光)或特定图表类型(例如热图),视觉提示显着提高了理解能力。

关注到重点强调区域的速度情况结果

回忆和理解得分结果

他们还发现感知效果和实际效果之间存在不一致性。参与者还表达了对某些线索明确的审美偏好。

视觉线索的审美偏好

基于这些结果,他们讨论了演示者如何根据视觉提示的角色和可视化类型选择视觉提示。有3点因素需要考虑:

  1. 视觉线索的作用(突出重要的材料,还是掩盖分心区域)
  2. 突出显示区域的视觉属性(形状、数据密度等)
  3. 图表类型和复杂性(视觉提示对于涉及大量潜在ROI(感兴趣区域)和需要较高认知负荷的图表来说作用更大)

 

 

[1] H. Kong, W. Zhu, Z. Liu, and K. Karahalios. Understanding Visual Cues in Visualizations Accompanied by Audio Narrations, Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 2019.

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