[논문 리뷰] Wellformedness Properties in Euler Diagrams: An Eye Tracking Study for Visualisation Evaluation

Mithileysh Sathiyanarayanan, Tobias Mülling|arXiv (Cornell University)|2016. 11. 20.

Data Visualization and Analytics참고 문헌 4인용 수 11

한 줄 요약

이 눈의 움직임 연구는 유클리드 다이어그램에서 두 가지 잘 구성된 성질—중복된 곡선 레이블과 끊어진 영역—이 사용자 이해에 어떤 영향을 미치는지 조사한다. 결과적으로 중복된 곡선 레이블은 정확도에 영향을 주지 않음에도 불구하고 반응 시간을 크게 증가시키고 더 많은 눈의 움직임을 유도함으로써 작업 효율성을 저해함을 보여주며, 이는 시각화 설계에서 피해야 할 사항임을 시사한다.

ABSTRACT

In the field of information visualisation, Euler diagrams are an important tool used in various application areas such as engineering, medicine and social analysis. To effectively use Euler diagrams, some of the wellformedness properties needs to be avoided, as they are considered to reduce user comprehension. From the previous empirical studies, we know some properties are swappable but there is no clear justification which property would be the best to use. In this paper, we considered two main wellformedness properties (duplicated curve labels and disconnected zones) to test which among the two affect user comprehension the most, based on the task performance (accuracy and response time), preference and eye movements of the users. Twelve participants performed three different types of tasks with nine diagrams of each property (so, in total eighteen diagrams) and the results showed that duplicated curve labels property slows down and trigger extra eye movements, causing delays for the tasks. Though there is no significant difference in the accuracy but the insights obtained from the response time, preference and eye movements will be useful for software developers on the optimal way to visualise Euler diagrams in real world application areas.

연구 동기 및 목표

• 잘 구성된 성질이 유클리드 다이어그램에서 사용자 이해에 어떤 영향을 미치는지 평가하기.
• 중복된 곡선 레이블과 끊어진 영역이 작업 성능, 선호도, 눈의 움직임에 미치는 영향을 비교하기.
• 소프트웨어 개발자들이 최적의 유클리드 다이어그램 시각화 관행을 위해 필요한 경험적 증거를 제공하기.
• 사용자 효율성과 이해에 가장 부정적인 영향을 미치는 잘 구성된 성질을 특정하기.

제안 방법

• 12명의 참가자를 대상으로 눈의 움직임 실험을 실시하였으며, 18개의 다이어그램(중복된 곡선 레이블이 있는 다이어그램 9개, 끊어진 영역이 있는 다이어그램 9개)을 사용하였다.
• 다이어그램 해석을 포함한 세 가지 유형의 작업을 수행하여 정확도, 반응 시간, 눈의 움직임 패턴을 측정하였다.
• 각 잘 구성된 성질에 대한 사용자 경험을 평가하기 위해 주관적 선호도 데이터를 수집하였다.
• 반응 시간, 눈의 움직임 빈도, 정확도를 분석하여 두 성질 간의 차이를 비교하였다.
• 성능 및 선호도 간 유의미한 차이를 확인하기 위해 통계 분석을 실시하였다.
• 통제된 실질적인 시각화 환경에서 실험함으로써 실제 적용 가능성에 초점을 맞추었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 중복된 곡선 레이블은 끊어진 영역과 비교해 유클리드 다이어그램에서 사용자 작업 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 중복된 곡선 레이블은 다이어그램 해석 중 눈의 움직임 패턴에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 중복된 곡선 레이블이 있는 다이어그램과 끊어진 영역이 있는 다이어그램 간 사용자 선호도에 유의미한 차이가 있는가?
• RQ4 중복된 곡선 레이블의 존재가 정확도에 영향을 주지 않으면서도 반응 시간을 증가시키는가?
• RQ5 어느 잘 구성된 성질이 유클리드 다이어그램에서 사용자 이해에 더 해로운가?

주요 결과

• 중복된 곡선 레이블은 작업 완료 지연를 나타내어 반응 시간을 유의미하게 증가시켰다.
• 참가자들은 중복된 곡선 레이블이 있는 다이어그램을 해석할 때 더 많은 눈의 움직임을 보였으며, 이는 더 높은 인지 부하를 암시한다.
• 중복된 곡선 레이블이 있는 다이어그램과 끊어진 영역이 있는 다이어그램 간 정확도에 유의미한 차이가 없었다.
• 사용자들은 중복된 곡선 레이블이 없는 다이어그램을 선호하였으며, 이는 이 성질에 대한 주관적인 기피를 시사한다.
• 끊어진 영역은 반응 시간이나 눈의 움직임 빈도에 유의미한 영향을 주지 않아, 중복된 곡선 레이블보다 덜 방해적임을 시사한다.
• 연구 결과는 중복된 곡선 레이블이 끊어진 영역보다 유클리드 다이어그램 시각화에서 피해야 할 더 중요한 요소임을 시사한다.