[論文レビュー] Improving Engagement of Animated Visualization with Visual Foreshadowing

Wenchao Li, Yun Wang+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 8, 2020

Video Analysis and Summarization参考文献 28被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、映画や文学から着想を得た物語的伏線技法「ビジュアル・フォーサワーディング」を導入し、時系列データのアニメーション可視化における視聴者の関与を向上させることを目的としている。重要なデータ変化の前触れとして微妙な視覚的キューを事前に埋め込むことで、期待感、注意の集中、認知的関与が向上し、ユーザー研究により、フォーサワーディングを用いた場合に、ベースラインのアニメーションと比較して有意に高い関与スコアが得られたことが確認された。

ABSTRACT

Animated visualization is becoming increasingly popular as a compelling way to illustrate changes in time series data. However, maintaining the viewer's focus throughout the entire animation is difficult because of its time-consuming nature. Viewers are likely to become bored and distracted during the ever-changing animated visualization. Informed by the role of foreshadowing that builds the expectation in film and literature, we introduce visual foreshadowing to improve the engagement of animated visualizations. In specific, we propose designs of visual foreshadowing that engage the audience while watching the animation. To demonstrate our approach, we built a proof-of-concept animated visualization authoring tool that incorporates visual foreshadowing techniques with various styles. Our user study indicates the effectiveness of our foreshadowing techniques on improving engagement for animated visualization.

研究の動機と目的

• 長時間にわたるアニメーション可視化における視聴者の関与が低い問題（注意の疲労や焦点の欠如によるもの）を解決すること。
• 映画や文学における物語的伏線技法を、アニメーションデータ可視化のデザイン戦略として応用すること。
• アニメーション・バー・チャートにおける将来のデータ変化に向けて注意を向け、期待感を高めるためのビジュアル・フォーサワーディング技法を開発・評価すること。
• アニメーション可視化にビジュアル・フォーサワーディング効果を容易に統合できるプロトタイプ作者ツールの開発。
• ビジュアル・フォーサワーディングの有効性を実証的に評価し、ユーザーの関与、注意、認知的関与の向上を検証すること。

提案手法

• データ変化の前触れとして視覚的キューを用いることで視聴者の期待を高める、ビジュアル・フォーサワーディングの形式的定義（デザイン技法として）。
• 4つのビジュアル・フォーサワーディング技法（プレシーン、ディーエンファシス、ハイライト、タイムライン）の設計。これらは明示的・暗黙的の2種類に分類される。
• 時間的順位データに対して、ビジュアル・フォーサワーディング効果の作成、プレビュー、編集をサポートするプロトタイプ作者ツールの実装。
• 特にバー・チャート・レースを対象とし、順位の変化を時間経過とともに示すアニメーション・バー・チャートへのビジュアル・フォーサワーディングの適用。
• キーデータイベントの前におけるキューの出現タイミングと持続時間の制御により、フォーサワーディングの効果を調整。
• 関与、注意、認知的関与の指標を用いて、フォーサワーディングあり／なしのアニメーション可視化を比較するユーザー研究の実施。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アニメーション可視化にビジュアル・フォーサワーディングを効果的に適用する方法は何か？
• RQ2 明示的 vs. 暗黙的の視覚的キューのどちらが、アニメーションデータストーリーにおける注意誘導と期待感の醸成に効果的か？
• RQ3 ビジュアル・フォーサワーディングのタイミングと持続時間は、視聴者の認識と関与にどのように影響するか？
• RQ4 ビジュアル・フォーサワーディングは、集中した注意、満足感、認知的関与にどのような影響を及ぼすか？
• RQ5 バー・チャートに限らず、異なるアニメーション可視化タイプへも一般化可能か？

主な発見

• ビジュアル・フォーサワーディングを用いたアニメーション可視化は、有意に高い関与スコアを達成した。平均スコアは6.54（SD 0.54）であり、フォーサワーディングなしの条件では4.13（SD 0.61）であった。
• フォーサワーディングを用いた場合、視聴者はより集中した注意を示した。平均スコアは6.17（SD 0.72）であり、ベースライン条件では3.71（SD 1.03）であった。
• 認知的関与はフォーサワーディング条件で顕著に高まり、平均スコアは6.04（SD 0.58）であった。フォーサワーディングなしでは4.50（SD 1.04）であった。
• 参加者は明示的キュー（例：プレシーン）よりも暗黙的キュー（例：ディーエンファシス）を好んだ。暗黙的キューはより強い期待感を醸成し、アニメーションの終了時に満足感を得やすかった。
• ユーザーは、フォーサワーディングの過剰な使用は混乱を招く可能性があると指摘し、効果的であるためには、イベント発生の前に対応する十分なリードタイムを設けるべきだと提案した。
• 本研究は、ビジュアル・フォーサワーディングが、時系列データのアニメーション可視化における物語の流れと視聴者の記憶保持を効果的に向上させられることを示している。