[论文解读] Wellformedness Properties in Euler Diagrams: An Eye Tracking Study for Visualisation Evaluation

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

Data Visualization and Analytics参考文献 4被引用 11

一句话总结

这项眼动追踪研究调查了两种良好形态属性——重复的曲线标签和断开的区域——对欧拉图中用户理解的影响。结果显示，尽管准确率未受影响，重复的曲线标签显著增加了响应时间并导致更多眼动，表明其会降低任务效率，应在可视化设计中避免使用。

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.

研究动机与目标

• 评估良好形态属性对欧拉图中用户理解的影响。
• 比较重复曲线标签与断开区域对任务表现、偏好和眼动模式的影响。
• 为软件开发人员提供关于最优欧拉图可视化实践的实证证据。
• 识别出哪种良好形态属性对用户效率和理解的负面影响最大。

提出的方法

• 通过十二名参与者开展眼动追踪实验，使用十八张图表（九张含重复曲线标签，九张含断开区域）。
• 参与者完成三类涉及图表解读的任务，测量准确率、响应时间及眼动模式。
• 收集主观偏好数据，以评估用户对每种良好形态属性的体验感受。
• 分析响应时间、眼动频率和准确率，以比较两种属性的影响。
• 使用统计分析确定两种属性在表现和偏好方面是否存在显著差异。
• 通过在受控但真实的可视化情境中测试，聚焦于实际应用价值。

实验结果

研究问题

• RQ1 与断开区域相比，重复曲线标签如何影响用户在欧拉图中的任务表现？
• RQ2 重复曲线标签对图表解读过程中的眼动模式有何影响？
• RQ3 用户对含重复曲线标签的图表与含断开区域的图表是否存在显著偏好差异？
• RQ4 重复曲线标签的存在是否导致响应时间增加但不影响准确率？
• RQ5 在欧拉图中，哪种良好形态属性对用户理解的负面影响更大？

主要发现

• 重复曲线标签显著增加了响应时间，表明任务完成出现延迟。
• 参与者在解读含重复曲线标签的图表时表现出更多眼动，表明认知负荷更高。
• 含重复曲线标签与含断开区域的图表在准确率上无显著差异。
• 用户更偏好不含重复曲线标签的图表，表明其主观上对这一属性存在排斥。
• 断开区域未显著影响响应时间或眼动频率，表明其对用户干扰小于重复曲线标签。
• 研究结果表明，与断开区域相比，重复曲线标签是更应避免的、对欧拉图可视化更具破坏性的因素。