[논문 리뷰] A survey on Information Visualization in light of Vision and Cognitive sciences

José F. Rodrigues, Luciana Zaina외 2명|arXiv (Cornell University)|2015. 05. 26.

Data Visualization and Analytics참고 문헌 102인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 시각과 인지과학 원리를 통합하여 정보 시각화(InfoVis) 설계를 체계화하는 시각적 표현 모델을 제안한다. 시각, 인지, InfoVis 분야의 이론을 융합함으로써 효과적인 시각화를 위한 체계적 지침을 제공하며, 이해도 향상과 설계의 일관성을 강화한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 정보 시각화 기법의 분산되고 복잡한 기반을 시각 및 인지과학의 통찰을 통합하여 해결하고자 한다.
• 효과적인 시각화 설계에 영향을 미치는 기초적인 인지 및 지각 요인을 식별하고 체계화하고자 한다.
• 설계 지침과 InfoVis에서의 분석 작업 성능을 뒷받침하는 일관된 이론적 프레임워크를 개발하고자 한다.
• 사람의 시각-인지 능력과 일치하는 실용적이고 증거 기반의 권고 사항을 제공하고자 한다.

제안 방법

• 시각 과학, 인지 심리학, 정보 시각화 분야의 기초 개념을 통합한 이론적 편찬.
• 지각, 주의, 기억, 시각 처리에 관한 기존 연구를 체계적으로 검토하고 융합한 문헌 고찰.
• 지각 및 인지 기반을 체계적으로 정리하기 위한 시각적 표현 모델 개발.
• 사람의 시각-인지 처리 방식과 일치하는 설계 지침을 분석하고 유도하기 위해 모델의 적용.
• 다양한 분야의 경험적 및 이론적 증거를 활용하여 모델 구성 요소의 검증 및 개선.
• 시각화 전문가 및 연구자에게 실용적인 권고 사항으로 통합.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 시각 및 인지과학 원리를 어떻게 체계적으로 적용하여 정보 시각화 기법의 설계를 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 지각 및 인지 기반을 통합할 수 있는 이론적 프레임워크는 무엇인가?
• RQ3 시각적 표현 모델은 인간의 시각-인지 과정과의 일치를 어떻게 지원하는가?
• RQ4 시각 및 인지 원리를 시각화 실무에 통합함으로써 도출되는 구체적인 설계 지침은 무엇인가?
• RQ5 이 모델은 분석 작업을 위한 시각화의 효과성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• 시각적 표현 모델은 정보 시각화를 위한 시각 및 인지과학 원리를 일관된 프레임워크로 통합하는 데 성공했다.
• 모델은 지각 및 인지 기반을 이해하기 위한 복잡도가 낮지만 종합적인 구조를 제공한다.
• 체계적인 문헌 고찰을 통해 시각적 지각과 인지가 시각화 효과성에 미치는 영향에 일관된 패턴이 드러났다.
• 모델은 인간의 시각-인지 능력에 기반한 설계 지침을 도출하는 데 기여한다.
• 제안된 권고 사항은 인간의 지각 및 인지 처리 방식과 일치하도록 시각화 설계를 향상시킨다.
• 이론 기반의 시각화 실천을 통해 이해도 향상과 분석 작업 성능 향상을 지원하는 프레임워크를 제공한다.