[논문 리뷰] On the role of metaphor in information visualization

John Risch|ArXiv.org|2008. 09. 04.

Language, Metaphor, and Cognition참고 문헌 44인용 수 27

한 줄 요약

이 논문은 이미지 스키마—감각 경험에서 기인한 인지적으로 뿌리내린 공간적 패턴—가 정보 시각화에서 그래픽 메타포의 효과성을 뒷받침하는 기본적인 인지 기제임을 제안한다. 시각적 디자인을 이러한 천연 스키마(예: 포함, 경로, 힘)와 일치시킴으로써, 사용자가 익숙한 공간적 추론을 통해 추상적 데이터를 더 직관적으로 이해할 수 있게 되며, 이는 효과적이고 직관적인 시각화 기법을 설계하는 데 예측 가능한 프레임워크를 제공한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 정보 시각화에서 특정 그래픽 메타포가 다른 것들보다 더 직관적인 이유를 설명하는 것.
• 감각 경험에서 유래한 이미지 스키마—인지적으로 뿌리내린 공간 패턴—를 시각적 메타포를 이해하는 인지적 기반으로 설정하는 것.
• 이미지 스키마 이론이 새로운 시각화 기법의 설계와 평가를 이끌 수 있음을 제안하는 것.
• 시각적 형상과 이미지 스키마 간의 일치가 이해도 향상과 통찰 생성을 증가시킨다는 것을 보여주는 것.
• 표준화된 이미지 스키마를 기반으로 체계적인 설계 문법을 개발하는 것.

제안 방법

• 이미지 스키마 이론의 시각적 관점에서 일반적인 정보 그래픽(예: 막대 차트, 트리 다이어그램)을 분석하는 것.
• 인지적 기반에 따라 유사한 그래픽(공간 현상)과 메타포적 그래픽(추상 개념)을 구분하는 것.
• 길이, 위치, 방향과 같은 시각적 디자인 요소를 포함, 경로, 힘과 같은 특정 이미지 스키마에 매핑하는 것.
• 구조 대응 이론을 사용하여 시각적 메타포가 공간적 스키마를 추상적 데이터 영역에 투영하는 방식을 모델링하는 것.
• 데이터 특성에 적합한 이미지 스키마를 선택하여 정신적 시뮬레이션과 패턴 완성 유도를 위한 시각화 설계 프로세스를 제안하는 것.
• 언어학 및 인지심리학 분야의 연구 결과를 통합하여 이미지 스키마의 존재성과 시각적 추론에서의 인지적 역할을 검증하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 왜 정보 시각화에서 특정 그래픽 메타포가 다른 것들보다 더 직관적인가?
• RQ2 인지적으로 뿌리내린 공간적 패턴인 이미지 스키마는 추상적 정보를 시각적으로 이해하는 데 어떻게 기여하는가?
• RQ3 시각화의 시각적 구조와 이미지 스키마 간의 일치가 그 시각화의 직관성에 얼마나 예측 가능하게 작용하는가?
• RQ4 이미지 스키마가 정보 시각화에서 체계적인 설계 문법의 이론적 기초로 기능할 수 있는가?
• RQ5 점진적 노출과 같은 상호작용 기법은 이미지 스키마 이론과 어떻게 관련이 있는가?

주요 결과

• 정보 시각화에서의 그래픽 메타포는 초기 감각 경험에서 기인한 인지적으로 뿌리내린 공간적 패턴인 이미지 스키마와의 구조적 일치에서 그 효과성을 얻는다.
• 시각화의 직관성은 포함, 경로 등 특정 이미지 스키마와의 구조적 일치 정도와 상관관계가 있다.
• 막대 차트나 트리 다이어그램과 같은 일반적인 시각화 기법들은 이미지 스키마를 통해 은유적으로 이해되며, 이는 그들의 광범위한 인지적 접근성에 대한 설명이 된다.
• 점진적 노출과 같은 상호작용 기법은 포함 또는 경로 스키마와 같은 이미지 스키마적 추론에 뿌리를 두고 있다.
• 언어학 및 인지심리학 연구에서 확립된 이미지 스키마의 목록은 새로운 직관적인 시각화 기법을 설계하는 데 기초가 되는 설계 문법이 될 수 있다.
• 시각화에서의 '아하!' 순간은 시각적 설계가 감각적 스키마를 반영함으로써 유도되는 이미지 스키마 패턴의 추론적 완성으로 이론적으로 설명될 수 있다.