Techniken zur Informationsrepräsentation

1. Techniken zur Informationsrepräsentation Seminar Information Visualization Maximilian Fritzsche

2. Inhaltsverzeichnis • Einleitung • 1-Dimensionale Repräsentation • 2-Dimensionale Repräsentation • 3-Dimensionale Repräsentation • Multi-Dimensionale Darstellung • Zeitliche Strukturen • Bäume • Netzwerke

3. Einleitung Wozu benötigt man Informationsvisualisierung? • Große Menge von Daten • Informationen so darstellen, dass sie schnell und einfach erfassbar sind

4. Einleitung Beispiel: • IP-Adressen von Rechnern • Wollen wissen welche Rechner zum selben Subnetz gehören • Ohne Visualisierung: 192.168.2.1 192.168.4.45 192.168.2.101 192.168.9.232 192.168.4.5 192.168.2.33 192.168.9.16

5. Einführung Mit Visualisierung (2D Plot):

6. Einleitung Beispiel (Regenkarte USA):

7. Einleitung Mantra für visuelle Informationssuche: • Meist Interface Interaktion verwendet • D.h. Nutzer sieht Items nicht nur an sondern interagiert • Visualisierung muss so sein, dass Nutzer möglichst schnell und einfach gewünschte Daten bekommt

8. Einleitung Mantra für visuelle Informationssuche: • Viele Möglichkeiten das zu erreichen • Grundlage bildet das Mantra: Overview first, zoom and filter, then details-on-demand

9. Einleitung Vorgehensweise zur Informationsdarstellung: • Auswahl einer Visualisierungsmetapher: • Benötigt Informationen über Struktur und gewünschte Informationen • Mappen der Informationen auf bestpassendes bekanntes Modell

10. Einleitung Bsp: Datenhierarchie: • Ordner mit Unterordner mit Zeitstrahl darstellen? • Baum bietet sich eher an

11. Einleitung Vorgehensweise zur Informationsdarstellung: • Technologieauswahl: • Möglichkeiten für Darstellung und Interaktion sind abhängig von der gewählten Technologie • Daher: Vor detailliertem Konzept Auswahl der Technologie

12. Einleitung Vorgehensweise zur Informationsdarstellung: • Implementierung • Prototyp idealerweise Ausgangspunkt für Implementierung • Konzept und Implementierung werden gemeinsam weiterentwickelt

13. Einleitung Vorgehensweise zur Informationsdarstellung: • Usability Test • Erst im fortgeschrittenen Stadium • Designentscheidungen überprüfen und Defizite feststellen

14. Einleitung Anforderungen an Informationssets: • Überblick • Zoom • Filtern • Details zur Auswahl

15. Einleitung Anforderungen an Informationssets: • Verbindungen • Historie • Auszug

16. 1-Dimensionale Repräsentation Eigenschaften: • Sequenz von Daten • Teil einer Sequenz ist eine Textzeile • Zusätzlich: Datum, Autor, usw.

17. 1-Dimensionale Repräsentation Darstellungsvariationen: • Schriftgröße • Schriftfarbe • Schriftart • Überblick und Auswahlmethoden

18. 1-Dimensionale Repräsentation Probleme für den Nutzer: • Schwer Anzahl der Informationen im Set zu bestimmen • Nur wenige Attribute eines Items können angezeigt werden • Überprüfung auf ein Attribut erschwert

19. 1-Dimensionale Repräsentation Beispiel: • Zeitungsartikel • Ein Artikel ausgewählt, die anderen seitlich angeordnet (Abnehmende Informationsfülle)

20. 2-Dimensionale Repräsentation Beschreibung: • Daten in einer Ebene angeordnet • Jeder Teil der Information nimmt einen gewissen Platz ein

21. 2-Dimensionale Repräsentation Darstellungsmöglichkeiten: • 2 Arten von Attributen: • Aufgabenbezogen • Interfacebezogen • Oft mehrere Schichten verwendet, aber jede Schicht 2D

22. 2-Dimensionale Repräsentation Probleme für den Nutzer: • Pfade zwischen Objekten nicht darstellbar • Manche Grundanforderungen erschwert z.B. Zählen der Objekte

23. 2-Dimensionale Repräsentation Beispiel (Galaxy): • Daten werden als Sterne im Nachthimmel präsentiert • Jedes Datum ein Stern • Verwandte Dokumente nebeneinander

24. 2-Dimensionale Repräsentation Beispiel (Galaxy):

25. 3-Dimensionale Repräsentation Beschreibung: • Darstellung von „real World“ Objekten • Items besitzen z.B. Volumen und komplexe Beziehungen zwischen einander

26. 3-Dimensionale Repräsentation Darstellungsmöglichkeiten • Lage von Items • Relationen wie Nachbarschaft • Enthalten von Items

27. 3-Dimensionale Repräsentation Probleme für den Nutzer: • Begreifen der eigenen Position in der Darstellung • Sichtweiten und Überdeckungsprobleme

28. 3-Dimensionale Repräsentation Beispiel (Spire): • Darstellung als Reliefkarte • Dominante (oft benutzte) Objekte sind Berge • In Verbindung stehende Objekte nahe beieinander

29. 3-Dimensionale Repräsentation Beispiel (Spire):

30. Multidimensionale Darstellung Beschreibung: • Item als Punkt im multidimensionalen Raum aufgefasst • Jedes Attribut entspricht einer Dimension • Oft bei Statistik verwendet

31. Multidimensionale Darstellung Dargestellte Möglichkeiten • Alle Attribute eines Items werden gespeichert • Zu viele Informationen viele Dimensionen • Möglichkeiten zum Darstellen vieler Dimensionen finden

32. Multidimensionale Darstellung Multidimensionale Daten darstellen: • 2D Scatterplot • Z.B. für Clustering und Mustersuche

33. Multidimensionale Darstellung Multidimensionale Daten darstellen: • 3D Scatterplot • Wie 2D nur eine Dimension mehr

34. Multidimensionale Darstellung Multidimensionale Daten darstellen: • Parallele Koordinaten • Dimension als parallel Koordinatenachse

35. Multidimensionale Darstellung Multidimensionale Daten darstellen: • Sternförmige Koordinaten • Dimension als sternförmige Koordinatenachse

36. Multidimensionale Darstellung Beispiel: • Daten sind eine Menge von Menschen • Attribute: • Geschlecht • Rasse • Arbeitstunden pro Woche • usw.

37. Multidimensionale Darstellung Beispiel: • Darstellung mittels paralleler Koordinaten

38. Zeitliche Strukturen Aufbau: • Meist Zeitstrahl • Items haben Lebensdauer • Dürfen sich auch überlappen

39. Zeitliche Strukturen Darstellungsmöglichkeiten: • Lebensdauer der Items als Phasen auf dem Strahl • Vergleich von Lebensdauern und Zeitspannen leicht • Schlechte Darstellung der anderen Attribute

40. Zeitliche Strukturen Beispiel: • Arbeiten einer Gemeinde

41. Bäume Aufbau: • graphentheoretische Datenstruktur • Jeder Knoten (Ausnahme Wurzel) hat einen Elternknoten • Sowohl Knoten als auch Verbindungen zwischen Knoten können Attribute haben

42. Bäume Darstellungsmöglichkeiten: • Zusätzlich zu Grundmöglichkeiten auch Struktur • Verschiedene Ebenen müssen nicht den gleichen Datentyp haben • Jedes Blatt sollte gleichweit von Wurzel entfernt sein

43. Bäume Darstellungsmöglichkeiten: • Jeder Knoten gleich viele Kinder in einer Ebene • „High Fanout“ Bäume (Breitenbäume) • „Small Fanout“ Bäume (Tiefenbäume) • Darstellung als Treemap, Information Cube oder Knoten-Verbindungs-Diagramm

44. Bäume Ausprägungen von Bäumen: • Kegelbaum • Hyperbolischer Baum • Informations- Würfel

45. Bäume Kegelbaum: • N-ärer Baum • Wurzel ist Spitze eines Kegels • Alle Kinder kegelförmig unter Elternknoten • Weitere Ebenen rekursiv nach selbem Prinzip

46. Bäume Kegelbaum:

47. Bäume Kegelbaum: • Ausprägung Camtree • Durchmesser des Kegels wird mit jeder Ebene kleiner • Körper der Kegel transparent • Anwendung in Projekten wie Cat-a-Cone

48. Bäume Camtree:

49. Bäume Cat-a-Cone:

50. Bäume Lyberworld Projekt: