Variabilă vizuală - Visual variable

O variabilă vizuală , în proiectarea cartografică , designul grafic și vizualizarea datelor , este un aspect al unui obiect grafic care îl poate diferenția vizual de alte obiecte și poate fi controlat în timpul procesului de proiectare. Conceptul a fost sistematizat pentru prima dată de Jacques Bertin , un cartograf și grafician francez, și a fost publicat în cartea sa din 1967, Sémiologie Graphique. Bertin a identificat un set de bază al acestor variabile și a oferit îndrumări pentru utilizarea acestora; conceptul și setul de variabile au fost extinse de atunci, în special în cartografie, unde a devenit un principiu de bază al educației și practicii.

Istorie

Tehnicile grafice au fost utilizate în hărți și diagrame statistice pentru a reprezenta informații non-vizuale încă din secolul al XVII-lea, iar vizualizarea informațiilor a înflorit în secolul al XIX-lea, evidențiată de lucrările lui William Playfair și Charles Joseph Minard . Cu toate acestea, studiul direct al acestei utilizări abstracte a aspectului grafic a început cu apariția cartografiei ca disciplină de cercetare academică la mijlocul secolului XX. În The Look of Maps (1952), adesea considerată geneza teoriei cartografice americane, Arthur H. Robinson a discutat rolul mărimii, formei și culorii în stabilirea contrastului în hărți. În același timp, în Franța, Jacques Bertin a publicat o versiune timpurie a listei sale de variabile vizuale: formă, valoare și „spumante” (cereale). Robinson, în Elements of Cartography din 1960 , care a devenit rapid manualul dominant pe această temă, a discutat dimensiunea, forma, culoarea și modelul ca fiind calitățile simbolurilor hărții care stabilesc contrastul și reprezintă informațiile geografice.

Bertin a fost cartograf la École pratique des hautes études (EPHE) din Paris, unde a creat hărți și grafică pentru profesori din diferite discipline folosind o mare varietate de date. Văzând modele recurente, el a creat un sistem de simbolizare a informațiilor calitative și cantitative, aparent inspirat din științele semioticii , viziunii umane și psihologiei Gestalt (uneori este greu de spus, deoarece lucrările sale timpurii rar citează surse), culminând cu Sémiologie Graphique . În ciuda faptului că a avut un fundal în cartografie și a derivat multe dintre ideile sale prin evaluarea hărților, el a intenționat ca Sémiologie Graphique să fie aplicată tuturor formelor de design grafic și vizualizare a informațiilor . În curând ideea câștiga acceptare internațională; în 1974 Joel Morrison a prezentat un sistem foarte asemănător în contextul generalizării cartografice , citând nici pe Bertin, nici pe Robinson, dar spunând că era o „clasificare tradițională”, sugerând natura sa larg răspândită până în acel moment. Au fost propuși mai mulți termeni pentru acest set de categorii, inclusiv „variabilele retiniene” ale lui Bertin (utilizate pentru a le deosebi de cele două variabile de localizare spațială ale acestuia), precum și „Variabile grafice”, „Dimensiuni simbol” și „Elemente grafice primare”, înainte stabilindu-se în cele din urmă pe „Variabile vizuale”, așa cum este folosit aproape universal (în engleză) astăzi.

Bertin a primit în mare parte credit pentru sistemul variabilelor vizuale; chiar dacă nu a fost primul care a menționat ideea, Sémiologie Graphique a fost primul tratament sistematic și teoretic, iar abordarea sa generală a simbolizării grafice este încă utilizată astăzi, cu doar modificări minore. În ciuda titlului lucrării lui Bertin, ea conținea de fapt puține referințe la cunoștințele științifice din domeniul semioticii sau oricare altul și era în primul rând o însumare practică a tiparelor pe care le-a găsit în practică. „Adevărul” conceptului de variabile vizuale a fost stabilit în mare măsură prin acceptarea sa pe scară largă și de lungă durată. Treizeci de ani mai târziu, MacEachren a conectat suportul științific pentru acest aspect și pentru alte aspecte ale designului cartografic în Cum funcționează hărțile , reunind cercetarea în semiotică (în special teoria semiotică a lui Charles Sanders Peirce ), psihologia Gestalt , viziunea umană și 40 de ani de cercetare cartografică .

Cele mai vechi liste sugerează în mod obișnuit șase variabile: dimensiunea locației, forma, valoarea, nuanța, orientarea și granulația (spațierea modelului). La această listă, au fost sugerate mai multe adăugiri, câteva introducând listele canonice găsite în manuale, în timp ce alte sugestii au fost abandonate în mare parte în cartografie. Odată cu creșterea multimedia ca instrument cartografic, au fost prezentate, de asemenea, seturi analogice de variabile de comunicare non-vizuale.

Variabile vizuale de bază

Începând cu Robinson și Bertin, un set de bază de variabile vizuale a devenit în mare măsură canonic, apărând în cartografie și manuale de vizualizare a informațiilor și încorporat în majoritatea software-urilor de proiectare într-o anumită formă.

mărimea

O cartogramă care reprezintă populația (un raport sau o proprietate la nivel de număr) după mărime.

Dimensiunea unui simbol este cât spațiu ocupă. Aceasta se referă de obicei la zona simbolurilor punctelor și la grosimea simbolurilor liniei. Diferențele de mărime sunt relativ ușor de recunoscut, ceea ce îl face o variabilă utilă pentru a transmite informații, cum ar fi o cantitate cantitativă de ceva sau o importanță relativă. Studiile au arătat că oamenii sunt mai buni în a judeca diferențele relative de distanță liniară (de exemplu, un drum fiind de două ori mai gros decât altul) decât diferențele relative de suprafață (de exemplu, un cerc având de două ori aria altuia). Astfel de estimări sunt cele mai exacte din pătrate. Diferențele de zonă ale cercurilor sunt în general subestimate, dar există o mare variație între persoanele care au capacitatea de a estima dimensiunea bidimensională. Estimarea corectă a volumului relativ sa dovedit și mai dificilă.

Deoarece caracteristicile geografice au o dimensiune reală pe Pământ, aceasta nu poate fi întotdeauna controlată și uneori funcționează împotriva dorințelor unui cartograf; de exemplu, poate fi dificil să faci o hartă a lumii în care Rusia să nu iasă în evidență. Într-o cartogramă , dimensiunea caracteristicilor este distorsionată în mod intenționat pentru a reprezenta o altă variabilă decât zona.

Formă

Simbolurile punctului standard ale Parcului Național, folosind forma pentru a reprezenta diferite tipuri de facilități, o variabilă nominală.

O formă este un design simplu care este folosit pentru a simboliza un atribut pe o hartă. Forma este cel mai frecvent atașată la caracteristicile punctelor din hărți. Unele forme sunt simple în natură și, prin urmare, sunt mai abstracte, în timp ce alte forme sunt mai picturale și sunt ușor pentru cititor să înțeleagă ceea ce încearcă să fie transmis. Unele aspecte ale formei sunt inerente fenomenului și pot să nu fie ușor de manipulat, mai ales în simbolurile de linie și regiune, cum ar fi forma unui drum sau a unei țări. Cu toate acestea, forma poate juca în continuare un rol în simbolurile de linie și regiune, cum ar fi o regiune plină cu simboluri de copac sau o vârf de săgeată pe o linie. De asemenea, forma unei caracteristici poate fi distorsionată în mod intenționat de generalizarea cartografică , mai ales atunci când se creează reprezentări schematice, cum ar fi multe hărți de tranzit , deși această distorsiune este rar utilizată pentru a transmite informații, doar pentru a reduce accentul pe formă și locație.

Culoare: nuanță

Hue este proprietatea perceptivă vizuală care corespunde la om categoriilor numite roșu , verde , albastru și altele. Hărțile folosesc adesea nuanța pentru a diferenția categoriile de variabile nominale, cum ar fi tipurile de acoperire a solului sau straturile geologice. Nuanța este adesea utilizată pentru conotațiile sale psihologice, cum ar fi roșu care implică căldură sau pericol și albastru care implică frig sau apă.

Culoare: valoare / luminozitate

Densitatea populației (o variabilă la nivel de raport) reprezentată ca valoare a culorii, cu o corespondență intuitivă (adică întunericul arată ca mai mulți oameni). Valoarea stabilește, de asemenea, baza-figură (culoare vs. alb). Hue nu poartă informații aici, dar servește unui scop estetic.

Ca aspect al culorii, valoarea se referă la modul în care un obiect este deschis sau întunecat. Valoarea înseamnă efectiv „mai mult” și „mai puțin”, o măsură ordinală; acest lucru îl face o formă foarte utilă de simbolologie în hărțile tematice , în special hărțile coroplet . Valoarea contribuie puternic la ierarhia vizuală ; elementele care contrastează cel mai mult cu valoarea fundalului tind să se distingă cel mai mult (de ex., negru pe o foaie albă de hârtie, alb pe un ecran negru al computerului).

Culoare: saturație / cromă / intensitate

Sinergia de saturație (culoare vs. gri), valoare (întuneric vs. lumină) și poziție (centralitate) pentru a stabili puternic figura-teren și ierarhia vizuală

Saturației de culoare este puritatea sau intensitatea acestuia, creată de varietatea compunerii luminii ea; o singură lungime de undă a luminii este de cea mai mare saturație, în timp ce albul, negrul sau griul nu are saturație (fiind un amestec uniform al tuturor lungimilor de undă vizibile). Dintre cele trei aspecte psihologice ale culorii, acesta este cel mai puțin eficient la transmiterea informațiilor specifice, dar este foarte eficient la stabilirea ierarhiei vizuale și a figurilor , cu culori strălucitoare care se disting în general mai mult decât tonurile sau nuanțele de gri.

Bertin menționează saturația în discuția sa despre „culoare” (nuanță), dar nu a inclus-o ca o variabilă distinctă. Cu toate acestea, a fost inclusă în aproape toate listele încă din anii '70

Orientare

Orientarea se referă la etichetele de direcție și simbolurile cu care se confruntă o hartă (denumite ocazional „direcție” sau „unghi”). Deși nu este folosit la fel de des ca multe alte variabile vizuale, poate fi util pentru comunicarea informațiilor despre orientarea reală a caracteristicilor. Exemple obișnuite includ direcția vântului și direcția în care curge un arc.

Model / Textură

Textura (densitatea punctelor) reprezentând incidența bolii (o variabilă de raport sau nivel de număr), care dă aspectul densității. De asemenea, saturația (culoare vs. gri) este utilizată pentru a crea o ierarhie vizuală, iar valoarea (gri vs. alb) stabilește un contrast de bază pentru Africa.

Deși terminologia pentru acest aspect variază încă oarecum astăzi, textura sau modelul în acest context se referă în general la un simbol agregat compus din sub-simboluri recurente. Aceasta poate include zone (cum ar fi o pădure umplută cu simboluri mici de puncte de copac) și simboluri de linie (cum ar fi o cale ferată cu trape recurente recurente). Aceste sub-simboluri pot fi ele însele create de oricare sau de toate variabilele vizuale de mai sus, dar câteva variabile se aplică modelului general:

Cereale / Spațierea

Cantitatea de spațiu alb dintre sub-simbolurile din model. Termenul francez de cereale al lui Bertin a fost tradus ca „textură” în ediția engleză din 1983 și a apărut frecvent ca atare în listele ulterioare, dar alții au sugerat că granularitatea sau doar cerealele sunt o traducere mai bună.

Aranjament

Ordinea amplasării sub-simbolurilor în model, în general fie distanțate în mod regulat în rânduri și coloane (indicând adesea o construcție umană, cum ar fi o livadă), fie distanțate aleatoriu (indicând adesea o distribuție naturală). Această variabilă apare prima dată în lista lui Morrison din 1974

Variabile suplimentare

Uneori au fost sugerate o serie de variabile suplimentare. Unele sunt propuneri recente bazate pe tehnologie, în timp ce altele sunt articole anterioare care au căzut în lipsă.

Poziţie

Locația absolută a simbolului în proiectare, specificată ca coordonate (x, y) . Aceasta a fost o parte esențială a modelului lui Bertin, care a distins aceste „variabile de impunere” de celelalte „variabile ale retinei”. Acest lucru a fost în mare parte abandonat din cele mai multe liste ulterioare de către cartografi, deoarece localizarea pe o hartă este predeterminată de geografie. Cu toate acestea, este crucial pentru reprezentarea informațiilor în diagrame și alte vizualizări de date; de exemplu, poziția este principala metodă de vizualizare a valorilor cantitative într-un diagramă de dispersie . Chiar și în cartografie, poziția devine o variabilă atunci când etichetează și așează elementele care nu sunt pe hartă pe pagină. Este, de asemenea, relevant atunci când reprezintă câmpuri ; de exemplu, localizarea unei izoline este o vizualizare abstractă a unei proprietăți, nu locația unei caracteristici liniare din lumea reală.

Orientarea tiparului

Într-un aranjament regulat, direcția în care sunt simbolizate sub-simbolurile. Bertin a considerat aceasta doar versiunea de zonă a variabilei primare de orientare, dar Morrison a inclus-o ca o variabilă separată, probabil deoarece orientarea sub-simbolurilor individuale poate fi diferită de unghiul în care sunt aranjate. În ultimii ani, a fost rar inclusă, probabil din cauza scăderii generale a utilizării tiparelor de umplere în era cartografiei digitale.

Transparență / opacitate

Transparența și neclaritatea sunt utilizate în mod eficient aici pentru a indica suprapunerea revendicărilor de suveranitate.

Acești termeni corolari se referă la gradul în care un simbol se amestecă cu alte simboluri în aceeași locație, oferind iluzia ca simbolul din față să fie translucid. O adăugare destul de recentă, controlul opacității a devenit obișnuit în cartografia digitală. Deși este rar folosit pentru a transmite informații specifice, este eficient pentru reducerea contrastului sau pentru păstrarea informațiilor subiacente. În ciuda utilizării sale pe scară largă, este rar menționată în manuale.

Claritate / neclaritate

Acesta este gradul în care un simbol este desenat cu margini clare sau neclare. Menționat pe scurt în manualul Elements din 1978, conceptul a fost dezvoltat mai complet de Alan MacEachren în 1992 ca instrument de reprezentare a incertitudinii de localizare; el a numit-o mai întâi focus , apoi a ales claritate , care a fost cel mai comun termen din listele ulterioare.

Rezoluţie

Aceasta este tehnica pixelării intenționate a unui simbol sau caracteristică ca modalitate de generalizare și ascundere a acestuia, de obicei pentru comunicarea unei forme de incertitudine cu privire la caracteristică. Acest lucru a fost, de asemenea, introdus pentru prima dată în acest context de MacEachren, dar nu este utilizat în mod obișnuit și a fost rar menționat de atunci. Prin extensie, acest lucru se poate referi și la nivelul general de detaliere dintr-un simbol, care este utilizat mai des decât pixelarea, mai ales în contextul generalizării cartografice .

Înălţime

Pe hărțile tridimensionale în perspectivă, este comună extrudarea formelor în direcția z, astfel încât înălțimea să reprezinte o proprietate.

Variabile non-vizuale

În urma utilității pe scară largă a variabilelor Bertin, cartografii au propus seturi analoage de variabile controlabile pentru suporturi dincolo de hărțile de hârtie statice:

• Hărți dinamice / animate : Durată, ordine / succesiune, rata de schimbare, timp de afișare, frecvență de modificare, sincronizare (din mai multe serii). Multe dintre acestea au intrat în uz curent.
• Hărți Haptice (tactile) : vibrații, fluturare, presiune, temperatură, rezistență, frecare, localizare, înălțime / înălțime și analogi pentru majoritatea variabilelor vizuale de bază.
• Sunet : Locație, Loudness, Pitch, Register, Timbre, Durată, Rata de schimbare, Ordinea (secvențială), Attack / Decay. Până în prezent, sunetul a fost rar folosit pentru a codifica informații în hărți și afișaje de informații.

Vizualizarea informațiilor

Potrivit lui Bertin, fiecare dintre variabilele vizuale sugerează propriul mod de percepție și interpretare, pe care MacEachren îl leagă de teoria cognitivă a schemei de imagine (de exemplu, dimensiunea: Mare-mic ~ mai mult-mai puțin). Aceste moduri fac ca fiecare variabilă să fie mai bună pentru a reprezenta anumite tipuri de informații și pentru a servi anumitor scopuri decât altele. Mai exact, Bertin introduce patru proprietăți ale acestor variabile, care le leagă direct de rolul lor în ierarhia vizuală și de capacitatea lor de a reprezenta date în fiecare nivel de măsurare al lui Steven .

• Variabilele asociative au variații care pot fi subminate mental, astfel încât acestea să fie ușor grupate împreună, fără ca niciunul să se distingă în mod natural de celelalte, astfel încât să nu contribuie prea mult la ierarhia vizuală. Bertin a inclus Formă, orientare, culoare (nuanță) și cereale (spațierea modelului) în această listă; Dintre variabilele de după 1967, Orientarea și Aranjamentul modelului sunt, de asemenea, asociative, în timp ce Saturația culorilor este o posibilitate. Acestea sunt potrivite pentru reprezentarea variabilelor nominale.
  • În schimb, variabilele disociative au variații care sunt mai greu de ignorat, deoarece unele valori se remarcă mult mai mult decât altele; prin urmare, ele joacă un rol puternic în ierarhia vizuală. Dimensiunea și valoarea sunt membrii originali ai acestui grup, înălțimea 3D, saturația culorii, transparența, claritatea și rezoluția sunt, de asemenea, disociative.
• Variabilele selective sunt cele cu variație suficient de puternică, astfel încât cititorul să poată izola o valoare de toate celelalte (de exemplu, „unde sunt toate punctele albastre?” În mijlocul punctelor de diferite nuanțe). Toate variabilele disociative sunt, de asemenea, selective, plus Pattern Spacing and Hue (și Pattern Arrangement post-1967). Acestea sunt în general mai bune pentru reprezentarea informațiilor precise decât variabilele neselective (orientare și formă, deși chiar și ele pot fi selectate dacă sunt făcute suficient de distincte).
• Variabilele ordonate arată o ordine liniară clară între diferite valori. Bertin a listat mărimea, valoarea și cerealele așa cum a fost comandat; variabilele ordonate ulterior ar include Înălțime, Saturație, Transparență, Claritate și Rezoluție. Această comandă le face utile pentru reprezentarea datelor Ordinal și Interval. Nuanța și orientarea sunt comandate; nu într-o metaforă tipică „mai puțin”, ci într-o ordine ciclică. Astfel, ele pot fi utilizate pentru a reprezenta date ciclice.
• Variabilele cantitative au valori care pot fi măsurate direct și, prin urmare, sunt cele mai bune pentru reprezentarea proprietăților cantitative, în special la nivelul raportului. Bertin a inclus doar dimensiunea în această variabilă, deși unii ar susține că valoarea este cantitativă, dacă este mai puțin ușor de măsurat decât dimensiunea.

Clasificarea lui Bertin este rareori menționată ca atare, dar preferințele de aplicabilitate rezultate formează o parte centrală a simbolizării , inclusiv puterea dimensiunii, valorii, saturației și rezoluției pentru stabilirea unei ierarhii vizuale și următoarele legături cu nivelurile de măsurare ale lui Steven.

Folosiți în simbolizarea hărții

Fiecare dintre aceste variabile poate fi folosită pentru a transmite informații, pentru a oferi contrast între diferite caracteristici și straturi, pentru a stabili contrastul dintre figură și o ierarhie vizuală clară sau pentru a adăuga atracția estetică a hărții.

Simbolurile hărții folosesc de obicei mai multe variabile vizuale simultan. Aceasta poate fi utilizată pentru a consolida descrierea unei singure proprietăți; de exemplu, o capitală având un simbol mai mare și cu o formă diferită față de alte orașe, sau o progresie a culorii pe o hartă coropletă de la galben pal la verde închis, folosind atât nuanță, cât și valoare. Alternativ, pot fi utilizate diferite variabile vizuale pentru a reprezenta proprietăți diferite; de exemplu, simbolurile pentru orașe pot fi diferențiate în funcție de dimensiune pentru a indica populația și de formă pentru a indica capitalele provinciale și naționale. Unele variabile vizuale pot fi combinate armonios pentru a face o hartă mai clară și mai informativă, în timp ce alte combinații tind să adauge mai multă confuzie decât utilitate. De exemplu, experimentele timpurii cu utilizarea fețelor Chernoff pe hărți au fost criticate ca fiind dificil de interpretat corect.

Referințe