Visualisierung

1. Visualisierung Vorlesung 8

2. Wiederholung & Vertiefung: Visuelle Suche u. Pre-attentive Wahrnehmung Visualisierung – Vorlesung 8

3. Suchlicht Modell der visuellen Aufmerksamkeit Visualisierung – Vorlesung 8

4. Augenbewegungen • Sakkaden • Anzahl: 2 – 5 pro Sekunde • Dauer: 20 – 100 ms • Winkelgeschwindigkeit: 900°/s • Ballistische Bewegung, sakkadische Unterdrückung • Gleichmäßiges Tracking • Konvergenz und Divergenz • Akkomodation (Dauer: 200 ms) Visualisierung – Vorlesung 8

5. Useful Field of View (UFOV) • Große Schwankungsbreite (typisch: 1° bis 15°, in Extremfällen gesamtes Gesichtsfeld) • Abhängig von • Objektdichte • Stress, Müdigkeit, Drogen (Tunnelblick) • Art des Reizes, bei Bewegung ist UFOV besonders gross (Reaktion < 1s bei statischen Objekten: 8°, bei bewegten Objekten bis 40°) Visualisierung – Vorlesung 8

6. Anwendung:User Interrupts • Signal auch außerhalb der Focusregion wahrnehmbar (Farbenblindheit im peripheren Sehen!!) • Signal soll wiederkehrend erinnern, nicht in die sakkadische Supression fallen • Signal soll nicht irritierend sein • Signal soll verschiedene Dringlichkeitsstufen haben • Eintreten des Signals in das Gesichtsfeld (Antwortzeit abhängig von Geschwindigkeit) Visualisierung – Vorlesung 8

7. Highlighting Texture Using color Using underlining A flying box leads attention Blinking momentarily attracts attention Blinking momentarily attracts attention Motion elicits an orienting response Visualisierung – Vorlesung 8

8. Pre-Attentive Processing Visualisierung – Vorlesung 8

9. Farbe ist Pre-Attentive Visualisierung – Vorlesung 8

10. Generisches Experiment zur Pre-Attentiven Wahrnehmung • Anzahl von irrelevanten Objekten variieren • Pre-attentive Wahrnehmung bei < 10 ms pro Objekt Visualisierung – Vorlesung 8

11. Farbe ist pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

12. Orientatierung ist pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

13. Bewegung ist pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

14. Größe ist pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

15. Simple Schattierung ist pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

16. Konjunktion ist nicht pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

17. Zusammengesetzte Merkmale sind nicht pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

18. Umgebungsfarben sind nicht pre-attentiv Visualisierung – Vorlesung 8

19. Weitere Beispiele: Pre-Attentiv oder nicht? Visualisierung – Vorlesung 8

20. Bewegung ermöglicht Konjunktionen Visualisierung – Vorlesung 8

21. Pre-Attentive Konjunktionen • Stereo und Farbe • Farbe und Bewegung • Farbe und Position • Form und Position • Generell: Position und einAspekt der Form Visualisierung – Vorlesung 8

22. Pre-Attentive Kanäle • Form (Orientierung, Größe) • Farbe • Einfache Bewegung • Addition (bis zu 3) • Raum • Stereotiefe • Shading • Position Visualisierung – Vorlesung 8

23. Gesetze des pre-attentiven Display • Muss in einer einfachen Dimension hervorstechen: • Farbe • Einfache Form (Orientierung, Größe) • Bewegung • Tiefe • Im Highlighting immer nur eins aus diesen Dimensionen wählen Visualisierung – Vorlesung 8

24. Lehren aus der pre-attentiven Wahrnehmung • Gut für schnelle visuelle Suche (<10 ms/Objekt) • Mühelos wahrnehmbar • Basiert auf einfachen visuellen Attributen • Gesichter, etc. sind nicht pre-attentiv • Für Unterscheidbarkeit von Symbolen verwenden Visualisierung – Vorlesung 8

25. Design von Symbolen Visualisierung – Vorlesung 8

26. Design von Symbolen Visualisierung – Vorlesung 8

27. Lehren für das pre-attentive Display • Regeln, um Dinge unterscheidbar zu machen kann für Symbole als auch für Gebiete genutzt werden • Keine grossen Flächen mit starker Farbe, Bewegung oder Textur belegen (nichts kann dann mehr hervorstechen) • Orthogonalität ausnutzen: verschiedene Kanäle für unterschiedliche Arten von Information nutzen Visualisierung – Vorlesung 8

28. Wahrnehmung von Objekten Visualisierung – Vorlesung 8

29. Größe beeinflusst Objekterkennung Visualisierung – Vorlesung 8

30. Objekterkennung • Größe von 40 ist optimal für Objekterkennung • Objekterkennung baut auf den einfachen Wahrnehmungsprozessen auf • Verschiedene Theorien Visualisierung – Vorlesung 8

31. Template Theorien Ein Template mit einfachen Morph-Operationen Visualisierung – Vorlesung 8

32. Eigenschaften der Bilderkennung • Bemerkenswertes Gedächtnis für die Bilderkennung • Bis zu 5 Bilder pro Sekunde für die Objekterkennung • Anwendung in Interfaces zum Suchen von Bildern Visualisierung – Vorlesung 8

33. Wahrnehmung von Objektstrukturen Visualisierung – Vorlesung 8

34. Template Theorien basieren auf 2D Bildverarbeitung Structure Theorien basieren auf einer Extraktion von 3D Primitiven aus einer Szene durch den Beobachter Image Based vs Structure Theorien Visualisierung – Vorlesung 8

35. Geon Theory Visualisierung – Vorlesung 8

36. Geon Theory 3D Primitive “Geons” Structural skeleton Shape from shading ist auch ein Primitiv Visualisierung – Vorlesung 8

37. Wie werden Geons gefunden? Visualisierung – Vorlesung 8

38. Kanonische Silhouetten Visualisierung – Vorlesung 8

39. Teilprozesse der Objekterkennung Visualisierung – Vorlesung 8

40. Anwendung: Das Objekt Display (Wickens) • Verwendung von komplexen Objekten, um mehrere Variablen zu repräsentieren • Größen auf Objektteile abbilden • Struktur auf Objektstruktur abbilden • Verwendung von Metaphern • Attribute auf Objektattribute abbilden - Farbe, Größe, Bewegung, etc. Visualisierung – Vorlesung 8

41. Geon Diagramme (Pourang Irani) • 3D Formprimitive für Architektur – Größen und ihre Beziehungen • Oberflächen Textur und Farbe für Attribute Visualisierung – Vorlesung 8

42. Erkennung 13% errors: 4.3 sec sub-structure 22% memory errors 26% errors 7.1 sec sub-structure 42% memory errors Visualisierung – Vorlesung 8

43. 3D versus 2D 11.4% errors 3.7 sec sub-structure 21% errors 5.1 sec sub-structure 20% memory errors 34% memory errors Visualisierung – Vorlesung 8

44. darüber – baut auf darunter – unterstützt, begründet innen – Beinhaltung (z.B. private code) Verbindungspunkte (external interfaces; part_of relationships) -> Topologie Mitte Oben Unten Semantik Visualisierung – Vorlesung 8

45. (Natürliche) Semantik Instances Dependency Multiplicity Strength of Relationship Visualisierung – Vorlesung 8

46. Visualisierung – Vorlesung 8

47. Gefahr: Überinterpretation von Objektdarstellung (werden “zu buchenstabengetreu” übernommen) Abstrakte Darstellungen lassen mehr Raum für Interpretation (kreative Prozesse werden besser unterstützt) The concrete/abstraction tradeoff Visualisierung – Vorlesung 8

48. 2 ½ D Design • Benutze 3D Objekte zur Repräsentation von Entitäten • Benutze 2D Layout, um Struktur darzustellen • Bedenke Verdeckungen beim Layout • Bedenke Navigationskosten beim Layout • Selektion, Hyperlinks, klar sichtbare Portale • Benutze kanonische Ansichten • Vermeide Informationslabyrinthe Visualisierung – Vorlesung 8

49. Visuelle Variablen & Standarddiagramme Visualisierung – Vorlesung 8

50. Graphische Semiologie (Graphical Semiotics) • Graphische Semiologie • Wissenschaft der graphischen Zeichen und Symbole • Basiert auf tausende Jahre alten Traditionen • Wissenschaften mit Bezug zu dieser Thematik • Theologie, Philosophie, Anthropologie, Psychologie, ..., Kartographie, ..., Visualisierung • Grundlegende Arbeiten von Jacques Bertin • The Semiology of Graphics, 1982 • Grundlage der modernen Visualisierung Visualisierung – Vorlesung 8