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El Control de la Interacción
por Juan C. Dürsteler [mensaje nº 128]

La interacción en un elemento clave en la adquisición de conocimiento. Depende básicamente de dos factores: tiempo y control. En el artículo anterior hablamos del primero. En éste consideramos la importancia del control y las técnicas para llevarlo a cabo.

¿Sobre qué podemos influir para cambiar el estado de la visualización que estamos examinando? En Visualización de Información la interacción afecta a las fases donde transformamos datos en información y ésta en representaciones [gráficas].  

Los datos se transforman en información incorporándoles metadatos (datos explicativos sobre los datos) y agrupándolos en tablas de datos consistentes con su significado. Por otro lado la información se convierte en representación gráfica estableciendo una correspondencia entre los datos y los elementos de la representación visual y aplicando transformaciones geométricas como el zoom y la traslación que nos permiten seleccionar una vista apropiada.

Por ejemplo, la selección de un conjunto particular de filas y/o columnas da lugar a diferentes "vistas" de la base de datos y, por ende, a diferentes representaciones. Del mismo modo podemos modificar el tipo de representación o aplicar zoom o rotaciones a los elementos gráficos. Esto quiere decir que el usuario puede efectuar cambios que le permiten modificar los parámetros que gobiernan esas transformaciones.

El control de la interacción: El usuario puede interactuar con los parametros que gobiernan la transformación de datos en información y de información en representación visual. De esta forma el usuario puede potencialmente modificar la estructura y los valores de los datos a representar, la correspondecia entre datos y elementos visuales y la perspectiva con la que lo quiere ver. Gráfico del autor.  

Estos parámetros pueden influir en, al menos, tres tipos de interacción:

  1. Interacción con transformaciones de datos

    • Consultando la base de datos. Dependiendo del subconjunto que queramos mostrar diferentes interrogaciones (queries) permiten extraer diferentes subconjuntos de datos.

    • Transformaciones estadísticas de ye entre los datos almacenados. Podríamos desear visualizar magnitudes derivadas, tales como promedios, diferencias u otras magnitudes estadísticas. 

    • Cambios estructurales en la base de datos. De la misma manera que obtenemos nuevos valores derivados de los datos, podemos cambiar o combinar la estructura de la base de datos para hallar nuevos patrones.

  2. Interacción con el tipo de representación gráfica, la correspondencia entre datos y estructuras gráficas, por ejemplo el tipo de correspondencia entre lo que se muestra y su significado (aquello a lo que representa).

  3. Interacción con las transformaciones geométricas que afectan a la forma en que se realiza la representación, como rotaciones, traslaciones y proyecciones, entre otras. Podemos cambiar la perspectiva, el ángulo de rotación, el nivel de zoom...

Respecto a estos tres tipos de interacción, Card y otros, en “Readings of Information Visualisation”, distinguen diversas técnicas para llevar a cabo la interacción: 

  1. Interacción con transformaciones de datos
  • Consultas dinámicas. En esta técnica se usan barras deslizadoras (sliders) y botones en sus diversas formas para seleccionar y acotar los valores de los datos a visualizar. El resto de los datos permanece oculto o se visualiza de forma parcial (por ejemplo usando transparencia). Tenemos un ejemplo de ello en CityO’Scope. En el un sistema de coordenadas paralelas representa los datos de mas de 50 ciudades distribuidos en 48 ejes, uno por variable, provistos de barras deslizadoras para poner limites superiores e inferiores a los valores de cada variable. De esta forma se pueden seleccionar las ciudades con variables dentro de los rangos así definidos. 

  • Recorrido directo (Direct walk). Esta técnica enlaza los diferentes datos de interés. Los navegadores como Explorer o Navigator son ejemplos de este tipo de interacción. Saltando de enlace en enlace disparamos nuevas visualizaciones asociadas cad una al nuevo enlace. 

  • Detalles a la carta (Details on Demand). Permite al usuario expandir los detalles de un pequeño conjunto de objetos. El usuario puede hacer que el objeto (una fila de la base de datos) muestre más variables de las inicialmente presentadas, ya que hay un espacio reservado para ello. 

  • Recorrido por atributos (Attribute Walk). El usuario selecciona algunos datos y el sistema busca datos con atributos similares, mostrando una visualización de los mismos. 

  • Brushing. Esta es una poderosa técnica que presenta simultáneamente al usuario visualizaciones diferentes del mismo conjunto de datos vistos desde distinta perspectiva y/o mostrando diferentes propiedades de los mismos (cada una se llama una vista del conjunto de datos). Cuando seleccionas un caso particular de la tabla de datos en una de las visualizaciones sus datos correspondientes se remarcan en todas las demás. Un buen ejemplo de esta técnica es de nuevo CityO'Scope  que proporciona distintas vistas de los datos sobre las ciudades. En una se ofrece un mapamundi donde cada ciudad está representada por un punto en su situación geográfica. Otra es un gráfico de similaridad donde los puntos representativos de las ciudades están separados entre si por una distancia proporcional a la similitud estadística entre ellas. La tercera es la gráfica en coordenadas paralelas donde los valores para cada ciudad están unidos por una línea quebrada. Seleccionando una ciudad en cualquiera de ellas resulta en el realce de su símbolo correspondiente (punto o línea) en todas las demás.  

  •  Manipulación Directa. Diálogos embebidos en la visualización permiten al usuario manipular directamente los parámetros que gobiernan las transformaciones de datos. 
  1.  Interacción con la correspondencia entre datos y forma visual
  • Flujo de datos (Dataflow). Este tipo de interacción se ha usado en programación visual. Utiliza una representación explícita tal como diagramas de flujo para mostrar el flujo en las variaciones de los datos en vez de mostrar el flujo de la lógica del programa (el desarrollo de la secuencia de sus instrucciones) de forma que el usuario puede cambiar ese flujo actuando directamente sobre el diagrama. AVS (Advanced Visual System) y otras herramientas como LabView usa estos diagramas de flujo de datos para control el flujo de los datos dentro de programas de forma visual.

  • Tablas dinámicas. Es una técnica que se puede encontrar en hojas de cálculo que permite al usuario manipular fácilmente de forma visual la distribución de los datos en filas y columnas. (Véase un ejemplo de tablas dinámicas en Excel)
  1. Interacción con las transformaciones geométricas
  • Selección Directa. Permiten seleccionar y enfatizar objetos gráficos individuales o grupos de ellos.
  • Movimiento de cámara (Camera movement). Controlan los cambios de posición del centro de proyección. Esto cambia la perspectiva, el punto de vista del observador evitando en ciertas aplicaciones la oclusión que ocurre entre objetos, especialmente en imágenes 3D. También permite ver partes de la visualización que no pueden ser vistas desde otras perspectivas. 

  • Lente mágica (Magic lens). Esta técnica selecciona objetos según sus coordenadas X e Y de sus marcas y se combina entonces con otras técnicas como las consultas dinámicas. Pueden combinarse también con otras técnicas para transformar la vista de los datos. (véase por ejemplo el proyecto  Magic Lens)

  • Vista general + Detalle (Overview + Detail). Consiste en dos o más visualizaciones enlazadas. Una contiene una vista detallada de los datos mientras la(s) otra(s) muestra(n) una vista general que abarca todos los objetos de la visualización. La vista en detalle se marca como una región de la vista general que se puede mover para mostrar otras parte de la visualización en detalle. Ejemplos de esta técnica son los "radares" de los video juegos que muestran en una pequeña ventana qué parte del juego esta mostrando la ventana principal, donde te encuentras.  En un castillo, por ejemplo, el radar muestra toda la planta del castillo con un rectángulo situado la parte que se muestra del mismo en la ventana principal. 

  • Zoom. Reduce el número de objetos visibles aumentando el nivel de detalle, posiblemente  mediante el incremento del número de variables que se muestran de cada objeto. Inversamente, se puede usar para disminuir el detalle aumentando el número de objetos mostrados.  Puede ser 

    • Físico, simplemente multiplicando por cierto factor de escala cada coordenada, incrementando o disminuyendo el tamaño de los objetos gráficos y recortando el resultado final a los límites de la ventana. 

    • Conceptual, en el cual el incremento no es [sólo] del tamaño físico de los objetos gráficos sino del numero de sus variables mostrado. 

Utilizando juiciosamente el tiempo y la forma de control es como se han resuelto la mayoría de los buenos sistemas interactivos. Este es un importante aspecto de cualquier sistema puesto que la interacción es, en la mayoría de los casos, la clave de la productividad.

Enlaces de este artículo:

http://www.infovis.net/printRec.php?rec=llibre&lang=1#Readings   Reseña de "Readings in Information Visualization"
http://www.infovis.net/printMag.php?num=54&lang=1   Número 54 sobre CityO'Scope
http://www.avs.com/   Advanced Visual Systems
http://www.ni.com/labview/   LabView
http://www.cpearson.com/excel/pivots.htm   Pivot tables
http://www2.parc.com/istl/projects/MagicLenses/   Magic lenses
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