SketchStory:通过任意描绘讲述参与感更强的故事 (SketchStory: Telling More Engaging Stories with Data through Freeform Sketching)

近年来,大部分的可视化工作多关注于如何将数据中的模式或关系通过图形图像的形式表现出来。而向听众展现数据中的发现,讲述数据背后故事,同样是数据探索的一个主要目标之一。可视化作为讲述数据故事的媒介已经引起了人们的关注,叙述可视化(Narrative Visualization)方向就探讨如何通过新颖、有创意的可视化及可视分析方法来讲数据中的故事。本文作者受白板板书叙述方式的启发,提出了一种使用电子板,以笔和触摸为输入的叙述方式,帮助演讲者叙述故事,提升演讲者和听众的参与感[1]。

设计理念

一个好的数据可视化需要融合来自计算机科学、统计学、艺术设计和故事讲述等不同领域的元素。本文作者从多种讲述数据的方式中,析取出了如何更好地、更丰富地讲述故事的三个理想元素:
1. 信息图的表现力
由于图元与背后数据之间的强相关使得信息图具有很强的表现力,帮助制作者创造独一无二的信息图,同时便于读者理解、记忆内容。
2. 白板的叙述性绘制
在使用白板进行板书叙述时,演讲者可以边叙述边绘制。通过语言及动画同步引导听众,使听众跟随着演讲者的思路。
3. 信息可视化的交互性
在信息可视化中,通过动态查询、刷选高亮等交互方式,在数据中进行提出假设、验证假设。

基于此这三种讲述故事的理想元素,作者阐述了在设计SketchStory背后的理念:
1. 支持实时的内容创作
为了集中和引导听众的注意力,SketchStory要能支持演讲者实时地进行内容的绘制,并且是进行表达性的绘制。
2. 减少手绘的负担
不希望演讲者需要花费大量的时间和精力在绘制上,SketchStory要能支持演讲者简单、便捷地将自己的想法绘制出来。
3. 通过画布提供交互及上下文标注
与传统的白板板书相同,SketchStory支持演讲者随处随意地标记。同时与传统的白板板书不同的是,SketchStory还允许演讲者对各表格进行探索交互。

而从另一个方面,在决定SketchStory系统所支持的表格时,作者从149幅信息图中,分解出了795的图形数据表达方式,将这些方式划分成了包括了条形图(20.8%)、饼图(18%)在内的9类。在SketchStory系统中,作者从中选择了3种最为流行的数据图(条形图、饼图和理货图),同时加入了折线图及散点图这两种条形图的变形。为了更好地展现空间数据,也将地图考虑在基本形式中。

实现细节

当演讲者在使用SketchStory前,需要做一些前期准备工作。预先地规定每一个图表所对应的数据,及各变量及图表中图元的对应关系。这些指定对应关系将会以xml文本的方式保存。为支持演讲者对图的交互性,演讲者还可以预先定义图元与关键词之间的关系,如此当演讲者在讲述时,通过操作(如点击)这些图元来与数据交互(过滤)。
当演讲者在使用SketchStory时,可以有以下几种操作:
1. 创建表达性的数据图表
通过手绘图表中的范例图元,并通过简单的笔触对应关系(如”L”形),构造出表达性强的数据图表。如下图1所示,(a)手绘的电池的范例图标(B)绘制“L”形来地调用条形图表(c)自动补全产生以电池作为元素的条形图表(d)如果没有定义范例图标,那么将由默认的矩形图形代替。

fig1

图1 创建表达性数据图表

(a)手绘的电池的范例图标(B)绘制“L”形来地调用条形图表(c)自动补全产生以电池作为元素的条形图表(d)如果没有定义范例图标,那么将由默认的矩形图形代替

2. 与关键字之间的交互
SketchStory直接对图元操作来进行动态过滤。如下图2(a)所示,图中的六个区域图元定义为6个不同地区的关键词,通过交互此六区域而非键入关键字来实现交互。而在图(b)中,绿色高亮的图元被定义为”性别女“的关键字,从而实现数据交互。

fig2

图2 与关键字之间的交互

(a)六个区域图元定义为6个不同地区的关键词 (b)绿色高亮的图元被定义为”性别女“


3. 随意的标记及图表操纵
演讲者可以在画布上进行随意的标记,实现在演讲过程中的强调、装饰及探索等功能,例如演讲者可以写下图表的单位等。另外,SketchStory还提供了以触摸为输入对图表进行缩放、平移等操纵功能。

方法评估

作者做了两组实验来评估SketchStory。第一组实验邀请了5名使用者来使用SketchStory,并在使用后给出对SketchStory的评价;第二组控制实验将PowerPoint的叙述方式与SketchStory进行对比。第一组实验的结果表明,在1到7的评分标准下,喜欢SketchStory平均得分为5.5,容易学SketchStory平均得分为5.2,容易用SketchStory平均得分为4.7。除此之外,这5名用户还给出了一些描述性的评价:”SketchStory能容易地创建图表并辅助讲述故事“,”喜欢图表之间的交互及连接“以及”随意的手绘帮助用户个性化地定制数据表达方式“等等。
在第二组控制对照试验中,作者从听众及演讲者这2个角度对SketchStory和PowerPoint这两种方式进行对比:从听众的角度,得出如下图3的对比结果。在Q1享受度,Q2故事的参与感,Q3系统的参与感,Q4对于演讲者享受度的认知。这四个问题中,SketchStory都优于PowerPoint;从演讲者的角度,得出如下图4的对比结果。在Q1容易使用该系统进行阐述,Q2有趣,Q3对观众参与度的感知,Q4对阐述的满意度,Q5容易使用这五个问题中,由于演讲者此前以及掌握PowerPoint,因此在Q5中并没有给出得分。在最终的结果中,除了在Q1问题上,SketchStory与PowerPoint持平外,其他Q2,Q3,Q4问题上都优于PowerPoint。

fig3

图3 听众对比结果

Q1享受度,Q2故事的参与感,Q3系统的参与感,Q4对于演讲者享受度的认知

fig4图4 演讲者对比结果

 Q1容易使用该系统进行阐述,Q2有趣,Q3对观众参与度的感知,Q4对阐述的满意度,Q5容易使用

在本文中,作者对使用SkecthStory进行了讨论:改进现有的预先定义数据探索,将数据的探索及演讲更好地融合在一起;用户的使用负担及用户的操纵程度之间的权衡;手绘渲染在精度及艺术性方面的权衡;在数据复杂度及故事类型方面的可拓展性问题;在对照实验中仅关注5个问题的局限性问题等。

本文提出了一种新颖、带入感强的可视化故事叙述形式,开发了SketchStory的交互原型,提供了一种流畅、简易、可交互的数据叙述方式。

[1] Bongshin Lee, Rubaiat Habib Kazi, and Greg Smith. SketchStory: Telling More Engaging Stories with Data through Freeform Sketching. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (InfoVis ’13), 19(12), 2416-2425, 2013.

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