Techniken zur Informationsrepräsentation

Präsentation zum Thema: "Techniken zur Informationsrepräsentation"—  Präsentation transkript:

1 Techniken zur Informationsrepräsentation
Seminar Information Visualization Maximilian Fritzsche

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung 1-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:

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:

51 Bäume Visual tree:

52 Bäume Hyperbolischer Baum: N-ärer Baum
Wurzel in Mitte einer hyperbolischen Ebene platziert Platz für jeden Knoten nimmt mit Entfernung zur Mitte ab Besonders für komplexe Hierarchien

53 Bäume Hyperbolischer Baum:

54 Bäume Hyperbolischer Baum:
Hyperbolische Ebene, da der Umfang eines Kreises hier exponentiell zunimmt Bei Rücktransformation, kann einem Item mehr Platz zugewiesen werden um darauf zu fokussieren

55 Bäume Informations- Würfel: Fast das gleiche wie Treemap
Hier werden Quader anstelle der Rechtecke benutzt

56 Bäume Informations- Würfel:

57 Netzwerke Aufbau: Graph
Knoten haben keinen Elternknoten sondern eine Menge von Nachbarn Nachbarn sind Knoten zu denen eine Verbindung besteht

58 Netzwerke Darstellungsmöglichkeiten: Normale Informationen
Besonders interessant ist kürzester Weg zu anderem Knoten Und billigster Weg zu anderem Knoten (Abstand)

59 Netzwerke Ausprägung von Netzwerken: Hyperspace:
Zusammengehörige Daten nahe zusammen Jedes Item ist eine Kugel Jede Verbindung ist Linie zwischen den Kugeln

60 Netzwerke Hyperspace :

61 Fragen?

62 Danke für die Aufmerksamkeit!