[논문 리뷰] Juxtaposing Controlled Empirical Studies in Visualization with Topic Developments in Psychology

Alfie Abdul‐Rahman, Rita Borgo외 3명|arXiv (Cornell University)|2019. 09. 06.

Data Visualization and Analytics참고 문헌 204인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 1978년에서 2017년 사이에 걸쳐 시각화 분야의 통제된 경험적 연구와 심리학 분야의 주제 발전을 비교 분석하여, 지각 및 인지 현상에서 상당한 겹침을 확인한다. 이는 시각화와 심리학을 연결하는 교차 분야 프레임워크를 제안하며, 지각, 인지 및 시각화 효과성 분야에서 공동 발견의 기회를 규명한다.

ABSTRACT

Empirical studies form an integral part of visualization research. Not only can they facilitate the evaluation of various designs, techniques, systems, and practices in visualization, but they can also enable the discovery of the causalities explaining why and how visualization works. This state-of-the-art report focuses on controlled and semi-controlled empirical studies conducted in laboratories and crowd-sourcing environments. In particular, the survey provides a taxonomic analysis of over 129 empirical studies in the visualization literature. It juxtaposes these studies with topic developments between 1978 and 2017 in psychology, where controlled empirical studies have played a predominant role in research. To help appreciate this broad context, the paper provides two case studies in detail, where specific visualization-related topics were examined in the discipline of psychology as well as the field of visualization. Following a brief discussion on some latest developments in psychology, it outlines challenges and opportunities in making new discoveries about visualization through empirical studies.

연구 동기 및 목표

• 1978년에서 2017년 사이에 걸쳐 시각화 분야의 통제된 경험적 연구의 전반적인 풍경을 규명하고 분석하는 것.
• 동일 기간 동안 심리학 분야의 주제 발전을 맵핑하여 시각화와 공통된 연구 주제를 식별하는 것.
• 시각화 분야에서 핵심적으로 다루는 지각 및 인지 현상들이 이전에 심리학에서 이미 연구된 바가 있는지 탐색하는 것.
• 시각화 연구자들이 지각 및 인지 현상의 원인 규명을 위해 심리학 연구를 어떻게 활용할 수 있는지 강조하는 것.
• 심리학과 시각화를 융합한 새로운 다학문 분야인 '시각화 심리학'의 발전을 주장하는 것.

제안 방법

• 시각화 문헌에서 추출한 129건의 통제 및 준통제 경험적 연구에 대한 분류 분석을 수행하였다.
• 문헌 리뷰 및 주제 군집 기법을 활용해 1978년에서 2017년 사이의 심리학 주제에 대한 고수준 분류 체계를 구축하였다.
• 시각화 연구와 심리학 주제 발전 간의 주제 겹침을 식별하기 위해 시각적 분석 기법을 활용해 둘을 대조 분석하였다.
• 시각화와 관련된 주제(예: 시각적 평균화, 주의 한계 등)에 대해 심리학 및 시각화 문헌에서 두 개의 심층 사례 연구를 수행하였다.
• 심리학 연구 방법론(예: fMRI, 눈동자 추적, 통제 실험)을 시각화 연구 관행과 매핑하였다.
• 지각 및 인지에 관한 심리학 연구와 시각화 전용 경험적 연구 간의 격차와 융합 가능성을 규명하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 1978년에서 2017년 사이에 통제된 경험적 연구의 시각화 연구와 심리학 분야의 주제 발전 간에 얼마나 많은 겹침이 있는가?
• RQ2 시각화에서 다루는 주요 지각 및 인지 현상 중 심리학에서 이미 연구된 바가 있는 것은 무엇이며, 그 내용은 어떻게 일치하는가?
• RQ3 통제된 경험적 연구에서 심리학과 시각화 간의 핵심 방법론적 및 개념적 융합 요소는 무엇인가?
• RQ4 시각화 연구는 이론 개발 및 실험 설계 측면에서 심리학 연구로부터 어떤 이점을 얻을 수 있는가?
• RQ5 다른 분야 간 협업을 통해 새로운 다학문 분야인 '시각화 심리학'을 구축할 수 있는 기회가 무엇이 있는가?

주요 결과

• 시각화에서 연구된 지각 및 인지 현상 중 다수—예를 들어 시각적 평균화, 주의 한계, 상관관계 인지 등—은 심리학 연구의 깊은 뿌리를 지닌다.
• 이 연구는 시각화 분야에서 129건의 통제된 경험적 연구를 식별하였으며, 이 중 많은 수가 오랫동안 지속된 지각, 주의, 인지에 관한 심리학 연구와 일치한다.
• 마음챙김과 인지 신경과학과 같은 주제에 관한 심리학 연구는 시각화 작업 성과 향상과 사용자 참여도 향상에 잠재력을 지닌다.
• fMRI 및 PET와 같은 기능적 뇌 영상 기법은 시각화 관련 뇌 기능 연구 잠재력을 지니고 있음에도 불구하고, 시각화 연구에서 아직 충분히 활용되지 않았다.
• 시각화 연구자들은 심리학 연구 방법론을 활용해 사용성 평가를 넘어서 보다 체계적이고 이론 기반의 경험적 연구를 설계할 수 있다.
• 저자들은 심리학 이론과 시각화 기술을 융합하여 '시각화 심리학'이라는 새로운 분야를 창출할 것을 주장하며, 시각화 효과성의 원인 규명을 심화시키는 데 기여할 것으로 기대한다.