[論文レビュー] Using Processing Fluency as a Metric of Trust in Scatterplot Visualizations

Hamza Elhamdadi, Lace Padilla+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 28, 2022

Data Visualization and Analytics被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、視認の速度と正確性によって測定される処理のなめらかさ（fluency）を、ちらし図の信頼性の代替指標として提案している。2つの実証的研究を通じて、ぼやけた、重ねられた、またはスケーリングされたマークを含む隠蔽された視覚的表現（camouflaged visualizations）が処理のなめらかさを低下させ、データ推定の正確性を低下させ、意思決定タスクにおける信頼性を低下させることを示した。これにより、処理のなめらかさが、データ可視化における信頼性の有効で客観的な指標であることが確立された。

ABSTRACT

Establishing trust with readers is an important first step in visual data communication. But what makes a visualization trustworthy? Psychology and behavioral economics research has found processing fluency (i.e., speed and accuracy of perceiving and processing a stimulus) is central to perceived trust. We examine the association between processing fluency and trust in visualizations through two empirical studies. In Experiment 1, we tested the effect of camouflaging a visualization on processing fluency. Participants estimated the proportion of data values within a specified range for six camouflaged visualizations and one non-camouflaged control; they also reported their perceived difficulty for each of the visualizations. Camouflaged visualizations produced less accurate estimations compared to the control. In Experiment 2, we created a decision task based on trust games adapted from behavioral economics. We asked participants to invest money in two hypothetical companies and report how much they trust each company. One company communicates its strategy with a camouflaged visualization, the other with a controlled visualization. Participants tended to invest less money in the company presenting a camouflaged visualization. Hence, we found support for the hypothesis that processing fluency is key to the perception of trust in visual data communication.

研究の動機と目的

• 処理のなめらかさ（視覚的表現の認識のしやすさと正確さ）が、データ可視化における信頼性の信頼できる代替指標として機能するかどうかを調査すること。
• 知覚の明確さを低下させる（すなわち、隠蔽技術として機能する）デザインの操作を同定し、それらが処理のなめらかさと信頼性に与える影響を評価すること。
• 自己報告の信頼尺度よりも、より客観的な代替指標としての処理のなめらかさの妥当性を評価すること。
• 信頼ゲームなどの行動経済学的手法を用いて、視覚的データコミュニケーションにおける信頼を測定する可能性を探ること。
• 知覚のなめらかさを高め、結果として可視化の信頼性を向上させる根拠に基づくデザインガイドラインを提供すること。

提案手法

• 6つの隠蔽されたちらし図と1つの非隠蔽のコントロールを用いた実験1を実施し、参加者が範囲内でのデータ比率を推定する際の正確性を測定した。
• 視覚的表現の条件ごとに、参加者の主観的処理のなめらかさを評価するために、自己報告による困難度を収集した。
• 実験2では、参加者が2つの架空の企業に資金を投資する信頼ゲームに基づく意思決定タスクを設計した。一方の企業は隠蔽された視覚的表現を使用し、もう一方は明確なコントロールを使用した。
• 投資額を、信頼の客観的行動的指標として用い、高い投資額はより高い認識された信頼を示した。
• キャンマの強度、処理のなめらかさ、信頼の結果との関係を分析するために回帰モデルを適用した。
• 年齢、リテラシーなどの個人差が信頼の認識に与える影響を共変量制御分析を通じて評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ちらし図における視覚的要素の隠蔽が、推定の正確性と主観的困難度によって測定される処理のなめらかさを低下させるか？
• RQ2 処理のなめらかさが低下することで、信頼ゲームにおける行動的意思決定によって測定された、視覚的表現に対する認識された信頼性がどの程度低下するか？
• RQ3 処理のなめらかさは、自己報告のリッカート尺度よりも優れた、信頼性の有効で客観的な代替指標として機能できるか？
• RQ4 ぼやけ、重ね、グリッド線などの特定の隠蔽技術が、処理のなめらかさと信頼性にどのように異なる影響を与えるか？
• RQ5 年齢、リテラシー、性別などのデモグラフィック要因が、処理のなめらかさと信頼性認識の関係を緩和・強化するか？

主な発見

• 実験1において、隠蔽された視覚的表現は非隠蔽のコントロールと比較して、有意に低いデータ推定の正確性を示し、処理のなめらかさが低下していることが判明した。
• 参加者は隠蔽された視覚的表現に対して、より高い主観的困難度を報告しており、デザインの操作が知覚の明確さを損なっていることが確認された。
• 信頼ゲームにおいて、参加者は隠蔽された視覚的表現を使用する企業に有意に少ない金額を投資した。これは、行動的信頼性が低いことを示している。
• 結果は、処理のなめらかさが視覚的データコミュニケーションにおける認識された信頼性の主要因であるという仮説を支持している。
• ぼやけ、不透明度の上昇、スケーリングの操作といった隠蔽技術は、処理のなめらかさと信頼性の両方を有意に低下させる効果があった。
• 本研究は、自己報告の尺度よりも行動的根拠に基づいた信頼の指標としての処理のなめらかさの有効性を実証的根拠で裏付けた。