[論文レビュー] A survey on Information Visualization in light of Vision and Cognitive sciences

José F. Rodrigues, Luciana Zaina+2 more|arXiv (Cornell University)|May 26, 2015

Data Visualization and Analytics参考文献 102被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、視覚と認知科学の原則を統合して情報可視化（InfoVis）の設計を体系化するための視覚的表現モデルを提案する。視覚、認知、InfoVisの理論を統合することで、効果的な可視化のための構造的ガイドラインを提供し、理解の向上と設計の一貫性を高める。

ABSTRACT

Information visualization techniques are built on a context with too many factors, making it di cult to systematically deal with their underlying bases. In the intent of promoting a better comprehension, here, we survey concepts on vision, cognition, and Information Visualization organized in a theorization named Visual Expression Model. With a reduced level of complexity, our model organizes the bases of visualization techniques; nevertheless, it is complete enough to discuss guidelines related to design and analytical tasks. Organized in a coherent account, our work introduces the following contributions: (1) Theoretical compilation of vision, cognition, and Information Visualization; (2) Meticulous discussions supported by vast literature; and (3) Recommendations to have visualizations satisfy visualcognitive aspects. We expect our contributions will improve the practice of InfoVis by promoting comprehension and by proposing the use of simple recommendations.

研究の動機と目的

• 情報可視化技術の断片的で複雑な基盤に対処するため、視覚および認知科学からの知見を統合すること。
• 効果的な可視化設計に影響を与える潜在的な認知的および知覚的要因を特定し、体系化すること。
• 可視化設計のガイドラインと分析的タスクの実行を両立する理論的枠組みを構築すること。
• 人間の視覚的・認知的能力と整合する、実行可能な根拠に基づいた推奨事項を提供すること。

提案手法

• 視覚科学、認知心理学、情報可視化の基礎的概念を統合した一貫したモデルへの理論的編纂。
• 知覚、注意、記憶、視覚処理に関する既存研究を体系的にレビューし、可視化文脈における統合的分析。
• 視覚的表現モデルの開発を、視覚的・認知的基盤を整理する構造的フレームワークとして。
• 人間の視覚的・認知的処理と整合するように、設計ガイドラインを分析・導出するためのモデルの応用。
• 多様な分野からの実証的および理論的証拠を用いて、モデルの構成要素の妥当性を検証・精緻化。
• 研究者および実務家向けの実践的推奨事項への統合。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 視覚および認知科学の原則を、情報可視化技術の設計を改善するために体系的にどのように応用できるか。
• RQ2 視覚的および認知的基盤を統合する理論的枠組みは何か。
• RQ3 視覚的表現モデルは、可視化設計を人間の視覚的・認知的プロセスとどのように一致させるか。
• RQ4 視覚と認知を可視化実践に統合することで、どのような具体的な設計ガイドラインが導かれるか。
• RQ5 このモデルは、分析的タスクにおける可視化の有効性をどのように向上させるか。

主な発見

• 視覚的表現モデルは、情報可視化のための視覚および認知科学の原則を一貫した枠組みに統合した。
• モデルは、視覚的・認知的基盤の理解を簡略化しつつも包括的な構造を提供する。
• 体系的な文献レビューにより、視覚的知覚および認知が可視化の有効性に与える影響について一貫したパターンが明らかになった。
• モデルは、人間の視覚的・認知的能力に基づいた設計ガイドラインの導出を可能にする。
• 提案された推奨事項により、人間の知覚的・認知的処理と整合するように可視化設計が向上する。
• 理論に基づく可視化実践を通じて、理解の向上と分析的タスクのパフォーマンス向上を支援するフレームワークを提供する。