可视化演示:一种可视化数据探索的交互范式

  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。

  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。它的工作流程如下:

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  图1. 可视化演示的工作流程

  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。

  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。

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  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。

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  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

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  图4. 系统切换到条形图

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  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。