[論文レビュー] On the role of metaphor in information visualization

John Risch|ArXiv.org|Sep 4, 2008

Language, Metaphor, and Cognition参考文献 44被引用数 27

ひとこと要約

この論文は、画像スキーマ—知覚経験から生じる認知的に根付いた空間的パターン—が、情報可視化における図的比喩の有効性の基盤的な認知的メカニズムであると提案する。視覚的デザインをこれらの内的なスキーマ（例：包含、経路、力）と一致させることで、視覚的表現はより直感的になり、利用者は馴染みのある空間的推論を通じて抽象的データを理解できるようになる。これにより、効果的で直感的な可視化技術の設計を予測可能なフレームワークが得られる。

ABSTRACT

The concept of metaphor, in particular graphical (or visual) metaphor, is central to the field of information visualization. Information graphics and interactive information visualization systems employ a variety of metaphorical devices to make abstract, complex, voluminous, or otherwise difficult-to-comprehend information understandable in graphical terms. This paper explores the use of metaphor in information visualization, advancing the theory previously argued by Johnson, Lakoff, Tversky et al. that many information graphics are metaphorically understood in terms of cognitively entrenched spatial patterns known as image schemas. These patterns serve to structure and constrain abstract reasoning processes via metaphorical projection operations that are grounded in everyday perceptual experiences with phenomena such as containment, movement, and force dynamics. Building on previous research, I argue that information graphics promote comprehension of their target information through the use of graphical patterns that invoke these preexisting schematic structures. I further theorize that the degree of structural alignment of a particular graphic with one or more corresponding image schemas accounts for its perceived degree of intuitiveness. Accordingly, image schema theory can provide a powerful explanatory and predictive framework for visualization research. I review relevant theories of analogy and metaphor, and discuss the image schematic properties of several common types of information graphic. I conclude with the proposal that the inventory of image schemas culled from linguistic studies can serve as the basis for an inventory of design elements suitable for developing intuitive and effective new information visualization techniques.

研究の動機と目的

• 情報可視化における特定の図的比喩が他のものよりも直感的である理由を説明すること。
• 知覚経験から生じる画像スキーマ—認知的に根付いた空間的パターン—を、視覚的比喩を理解する認知的基盤として確立すること。
• 画像スキーマ理論が、新しい可視化技術の設計と評価を導くものであると提唱すること。
• 視覚的形状と画像スキーマとの整合性が、理解の向上と洞察の生成を促進することを示すこと。
• 標準化された画像スキーマに基づく、体系的な設計の「文法」を構築すること。

提案手法

• 画像スキーマ理論の視点から一般的な情報グラフィックス（例：棒グラフ、ツリー図）を分析すること。
• 認知的根拠に基づいて、空間的現象に基づくアナロジカルグラフィックスと抽象的概念に基づく比喩的グラフィックスを区別すること。
• 長さ、位置、方向などの視覚的デザイン要因を、包含、経路、力などの特定の画像スキーマにマッピングすること。
• 構造マッピング理論を用いて、視覚的比喩が空間的スキーマを抽象的データ分野に投影する仕組みをモデル化すること。
• データの特性に応じて適切な画像スキーマと照合する可視化設計プロセスを提唱し、心的シミュレーションとパターンの完成を誘発すること。
• 言語学的および認知心理学からの知見を統合し、画像スキーマの存在と認知的役割が視覚的推論において裏付けられることを検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ情報可視化における特定の図的比喩が他のものよりも直感的なのか？
• RQ2 認知的に根付いた空間的パターンである画像スキーマは、どのようにして視覚的形での抽象的情報の理解を容易にするのか？
• RQ3 可視化の視覚的構造と画像スキーマとの整合性が、その直感的さの程度をどれほど正確に予測できるのか？
• RQ4 画像スキーマは、情報可視化における体系的な設計文法の理論的基盤として機能できるか？
• RQ5 プログレッシブディスクロージャーのようなインタラクティブ技術は、画像スキーマ理論とどのように関連するのか？

主な発見

• 情報可視化における図的比喩の有効性は、認知的に根付いた空間的パターンである画像スキーマとの構造的整合性に起因する。
• 可視化の直感的さは、包含や経路などの画像スキーマとの構造的整合性の度合いと相関している。
• 棒グラフやツリー図といった一般的な可視化は、画像スキーマを通じて比喩的に理解されており、これが広範な認知的アクセス性の理由である。
• プログレッシブディスクロージャーのようなインタラクティブ技術は、特に包含や経路のスキーマに基づく画像的推論によって支えられている。
• 言語学および認知心理学の研究で確立された画像スキーマのインベントリは、新しい直感的な可視化技術を設計するための基盤的設計文法として機能できる。
• 可視化における「アハ！」の瞬間は、知覚的スキーマを模倣する視覚的デザインによって引き起こされる、画像的スキーマパターンの推論的完成として理論的に説明できる。