Keep Calm and Visualize your Data

O que é Visualização de Informação?

Percepção e Visualização de Informação

Visualização na prática

Bons e Maus exemplos

Metodologias para desenvolvimento/criação de Visualização de

Informação

Ferramentas e Recursos

Agenda

Um pouco de história ...

Visualização de Informação

Em 1854, um surto de cólera

matou 616 pessoas em

Londres

John Snow: físico que

contestava a atribuição do

miasma como agente da

doença

Dados sobre a quantidade de

mortes para cada endereço

foram mapeados

Fonte: http://public.tableau.com/s/gallery/mapping-1854-cholera-outbreak

Mapa de Snow• Cada linha representa uma

morte

• Maior concentração de mortes

era próximo a um poço d’água

contaminada

Mapa de Snow• Cada linha representa uma

morte

• Maior concentração de mortes

era próximo a um poço d’água

contaminada

1869: Mapa da campanha russa de Napoleão

Visualização de Informação

Visualizar•Formar uma imagem

mental

•Transformar conceitos abstratos em imagens mentalmente visíveis

•Usar os estímulos provenientes dos olhos para criar uma imagem visual

Uso do representações visuais e interativas dos dados suportadas por

computador para ampliar a cognição (Card, 1999)

Objetivo da visualização de informação é ampliar o desempenho cognitivo, não

apenas para criar imagens interessantes. A visualização de informação deve

fazer para a mente o que fazer automóveis para os pés (Card, 2008).

A promessa da Visualização de Informação é acelerar nosso entendimento e

nossas ações em um mundo de volumes crescentes de informações (Card,

2008).

Visualização de InformaçãoJohn Tukey em 1965 : A visualização de informação será o principal recurso para os

analistas de dados

Uso do representações visuais e interativas dos dados suportadas por

computador para ampliar a cognição (Card, 1999)

Objetivo da visualização de informação é ampliar o desempenho cognitivo,

não apenas para criar imagens interessantes. A visualização de informação

deve fazer para a mente o que fazer automóveis para os pés (Card, 2008).

A promessa da Visualização de Informação é acelerar nosso entendimento e

nossas ações em um mundo de volumes crescentes de informações (Card,

2008).

Visualização de Informação

Processo Analítico Visual

Ciência do raciocínio analítico apoiada por interfaces visuais interativas (Thomas e Cook, 2005)

Transforma o excesso de informação para auxiliar a tomada de decisão em situações em tempo real (Keim et al., 2009)

Visualização de Informação

Visualização

Visualização Científica

Visualização de Informação

Classificação com base na natureza dos dados manipulados

Visualização de Informação

Visualização Científica

Representa dados científicos

Dados que correspondem a objetos físicos, fenômenos da natureza

Exemplo: visualização de órgãos do corpo humano

Visualização de Informação

Representa dados abstratos

Dados sem representação geométrica correspondente ao mundo físico

Exemplo: casos de microcefalia no Brasil

Visualização de Informação

Análise Exploratória de

Dados

Mineração Visual de Dados

Visualização do Conhecimento

Infográfico

Outras áreas relacionadas

Visualização de Informação

Análise Exploratória de Dados

Abordagem para analisar dados em busca de padrões, tendências

Emprega técnicas (como histograma, gráfico de dispersão) para

o Maximizar ideias (insights) sobre o conjunto de dados

o Detectar anomalias e outliers

o Extrair variáveis importantes

Mineração Visual de Dados

Uso de técnicas de visualização no processo de mineração de dados para

o Selecionar conjunto de dados relevantes à extração de conhecimento

o Encontrar discrepâncias e inconsistências nos dados

o Apresentar os resultados obtidos

Visualização do Conhecimento

Auxilia o processo de criação e compartilhamento de conhecimento

Uso de representações visuais para criar, integrar e aplicar conhecimento

Formatos visuais utilizados: esboços, diagramas, mapas mentais, metáforas visuais

Infográfico e visualização de informação

Conceitos semelhantes: baseados nos mesmos princípios de design

Infográfico conta estórias que o designer quer explicar

Visualização permite que as pessoas construam suas próprias ideias com

base nas evidências fornecidas

Infográfico x Visualização de Informação

Infográfico x Visualização de Informação

Infográfico

o Manualmente desenhada

o Específica para os dados representados não sendo trivial recriá-la com

dados diferentes

o Rica em conteúdo visual para chamar atenção

o Poucos dados

Visualização de Informação

o Desenhada com o auxílio de métodos computacionais

o Facilmente recriada com dados diferentes

o Poucos recursos visuais

o Muitos dados

Visualização de Informação

Visualização de Informação

Áreas de Aplicação

Requisitos

Ferramenta Cognitiva que utiliza a percepção visual para criação do conhecimento

Visualização de Informação

Visualização

Mantra da Visualização (Shneiderman, 1996 )

Visualização de Informação

Primeiro:

Visão Geral

Zoom e

Filtragem,

Só depois, os

Detalhes

Variação de 1430 ações durante 52 semanas

Mantra da Visualização (Shneiderman, 1996 )

Visualização de Informação

Primeiro:

Visão Geral

Zoom e

Filtragem,

Só depois, os

Detalhes

Foco entre a 8ª e 12ª semana

Mantra da Visualização (Shneiderman, 1996 )

Visualização de Informação

Primeiro:

Visão Geral

Zoom e

Filtragem,

Só depois, os

Detalhes

Seleção das ações com maiores valoresentre a 8ª e 12ª semana

Mantra da Visualização (Shneiderman, 1996 )

Visualização de Informação

Primeiro:

Visão Geral

Zoom e

Filtragem,

Só depois, os

Detalhes

Detalhes das ações com maiores valoresentre a 8ª e 12ª semana

Mantra da Visualização (Shneiderman, 1996 )

Visualização de Informação

Primeiro:

Visão Geral

Zoom e

Filtragem,

Só depois, os

Detalhes

Teoria de Gestalt (forma)

• Como o cérebro organiza os elementos que percebem?

• Quais os princípios que configuram esta organização?

• O todo é diferente da soma das partes (Wolfgang Köhler)

• Conhecimento das partes advém do conhecimento do todo

Visualização de Informação

Visualização de Informação

como são contextualizadas para formar o todo

O significado das partes depende da forma

Teoria de Gestalt (forma)

• Pregnância: qualidade daquilo que é fácil de ser percebido (simples,

regulares, simétricas e equilibradas)

• Auxilia a definir padrões e elementos que são mais facilmente

percebidos

Visualização de Informação

Pregnância (organize os elementos de forma lógica): clareza, equilíbrio e unificação visual facilitam a percepção

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Proximidade: elementos próximos tendem a ser agrupados

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Proximidade: elementos próximos tendem ser agrupados

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Proximidade: elementos próximos tendem ser agrupados

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Proximidade: elementos próximos tendem ser agrupados

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Proximidade (defina a localização dos elementos de acordo com o objetivo da análise)

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Similaridade: elementos com características semelhantes tendem a ser agrupados (cor, forma, orientação)

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Similaridade: elementos com características semelhantes tendem a ser agrupados

Há alguma segregação

nesta imagem?

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Similaridade: elementos com características semelhantes tendem a ser agrupados (cor, forma, orientação)

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Figura/Fundo: Toda imagem é percebida como combinação de uma figura e um fundo

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Figura/Fundo (a figura é mais facilmente percebida quando o contraste entre a figura e o fundo é maior)

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Fechamento: tendência em perceber formas completas

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Continuidade: tendência a perceber uma orientação entre os elementos que parecem construir um fluxo

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Continuidade: pode ser usada para destacar ou negar um relacionamento entre os dados

Visualização de Informação - Princípios de Gestalt

Estágio pré-atentivo da percepção

• Acontece antes que a atenção seja direcionada a algum

objeto ou um ponto focal

• Pode ser usado para influenciar atenção do visualizador

Visualização de Informação

Seleção de Cor

Visualização de Informação

Seleção de forma

Visualização de Informação

Você consegue responder rapidamente onde está o círculo vermelho?

Visualização de Informação

Elementos com uma característica em comum são mais facilmente percebidos

Visualização de Informação

Elementos com uma característica em comum são mais facilmente percebidos

Visualização de Informação

Linha inclinada entre várias linhas verticais: pré-atentivo

Linha vertical entre várias linhas inclinadas: não é pré-atentivo

Visualização de Informação

Texto não é pré-atentivo

Visualização de Informação

SUBJECT PUNCHED QUICKLY OXIDIZED TCEJBUS DEHCNUP YLKCIUQ DEZIDIXOCERTAIN QUICKLY PUNCHED METHODS NIATREC YLKCIUQ DEHCNUP SDOHTEMSCIENCE ENGLISH RECORDS COLUMNS ECNEICS HSILGNE SDROCER SNMULOCGOVERNS PRECISE EXAMPLE MERCURY SNREVOG ESICERP ELPMAXE YRUCREMCERTAIN QUICKLY PUNCHED METHODS NIATREC YLKCIUQ DEHCNUP SDOHTEMGOVERNS PRECISE EXAMPLE MERCURY SNREVOG ESICERP ELPMAXE YRUCREMSCIENCE ENGLISH RECORDS COLUMNS ECNEICS HSILGNE SDROCER SNMULOCSUBJECT PUNCHED QUICKLY OXIDIZED TCEJBUS DEHCNUP YLKCIUQ DEZIDIXOCERTAIN QUICKLY PUNCHED METHODS NIATREC YLKCIUQ DEHCNUP SDOHTEMSCIENCE ENGLISH RECORDS COLUMNS ECNEICS HSILGNE SDROCER SNMULOC

Teoria de Gestalt e Estágio Pré-Atentivo

O que pode ser percebido mais facilmente?

Que propriedades são adequadas para destacar uma informação?

O que pode gerar “ruídos” na visualização?

Visualização de Informação

Ranking de precisão estabelecidos pelas tarefas perceptuais

Visualização de Informação

Visualização de Informação

Áreas de Aplicação

Requisitos

Visualização na prática

Visualização na prática: quando a representação é ruim

Cor e altura são randômicos

Porcentagem de desemprego no Brasil é

menor que no Reino Unido, EUA e

Alemanha, mas altura da coluna é maior

Visualização na prática: quando a representação é ruim

35%

39,60%

34%

35%

36%

37%

38%

39%

40%

Now Jan. 1, 2013

If Bush tax cuts expire • Objetivo: mostrar a alteração na taxa de

impostos se o governo Bush parasse de

realizar cortes nos impostos

• Conclusão: a alteração na taxa será 5

vezes maior em relação a hoje (2012)

• Atenção: o eixo Y inicia em 34% em vez

de iniciar em zero

• Recomendação: todo gráfico de colunas

deve iniciar em zero, pois o usuário

compara quão alto cada coluna é

Fonte: Fox News

35%

39,60%

34%

35%

36%

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Now Jan. 1, 2013

If Bush tax cuts expire

35%

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0%

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35%

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Now Jan. 1, 2013

If Bush tax cuts expire

Fonte: Fox News

• Gráfico de Pizza em 3D no formato espiral

• Acerto:• Usar gráfico de pizza para

representar a porcentagem dos dados

• Erros cometidos:• Uso do 3D sem necessidade• Formato espiral não acrescenta

informação ao gráfico

• Solução:• Usar um gráfico de pizza no

formato padrão e sem 3D

Contrarian Thesis 49%

Personal Failure 23%

Snappy Refrain 12%

Opening Joke5%

Spontaneous Moment 5%

Statement of Utler Certainty 5% Sophisticated

Visual Aids 1%

Anatomy of a Winning TED Talk

• Objetivo:• Apresentar as preferências de

comida suína• Dar ênfase ao tipo de comida

preferido

• Erros cometidos:• Uso do 3D sem necessidade• Background, bordas• Legenda redundante• Negrito nos rótulos• Escolha do gráfico de pizza

O gráfico de pizza não é recomendado para

representar esse tipo de dado?

• Objetivo:• Apresentar as preferências de

comida suína• Dar ênfase ao tipo de comida

preferido

• Erros cometidos:• Uso do 3D sem necessidade• Background, bordas• Legenda redundante• Negrito nos rótulos• Escolha do gráfico de pizza

• Solução:• Gráfico de Barras• Cor diferente para dar ênfase ao

tipo de comida preferido (bacon)

Processo para criar visualizações

Exemplo atual

Não linear!!!

Contextualização

Definição do contexto de utilização da visualização

Propósito de uso das técnicas de visualização

o Análise Exploratória

• Processo de pesquisa por informação relevante dentro dos dados (Tominski , 2006)

• Não há hipóteses sobre os dados

• Técnicas com alto grau de interatividade (Tominski , 2006)

o Análise Explanatória

• Comunica e compartilha informações (Iliinsky e Steele, 2011)

• Os dados são conhecidos por quem cria a visualização (Fisher, 2010)

• A escolha da técnica depende do público alvo (Keim et al., 2006)

Captura

Obtenção dos dados brutos para a visualização

Complexidade variada

oDownload

oAPI

Atualização dos Dados

Fontes de Dados

Limpeza

Qualidade dos dados

oDimensões

oMétricas

O que deve ser considerado

OpenRefine

Conversão

Manipulação dos dados para converter em formato apropriado

oConsiderar tecnologia e recursos do gráfico

oIntegração de diferentes fontes

oFacilitar a criação do gráfico

oFacilitar manipulação na visualização

Transformação

Descoberta de novos conhecimentos

oDados podem conter informações que não são explícitas

Métodos utilizados

oMatemáticos: soma, operação de conjunto

• Estatísticos: média, desvio padrão

oAprendizado de máquina: mineração

Mapeamento Visual

Consiste na escolha do modelo visual (ou do gráfico) para representar os dados

Critérios de escolha

oCaracterísticas do conjunto de dados

o Tarefa

oContexto

Recursos que auxiliam na escolha

oCatálogo de visualização (http://www.datavizcatalogue.com/)

oWikis, Sites, Blogs e Projetos

o Tarefas perceptuais (escala de Cleveland e McGill)

oMatriz de seleção de gráficos – Stephen Few

Mapeamento Visual

Princípios recomendados na literatura para a escolha e construção do gráfico

o Evitar distorcer o que os dados têm a dizer

o Evitar recursos que distraiam o público-alvo (chartjunk)

o Incluir informações adicionais no gráfico para ajudar no entendimento dos dados

o Usar poucas cores (6-9)Mercado de Ações

Recursos que auxiliam na escolha da técnica

Construção Visual

Formas de construir a visualização

oBibliotecas (javascript)

• D3.js

• HighCharts.js

o Softwares

• Tableau

• Watson Analytics

• Excel

Ferramentas de construção visual

Interação

Métodos interativos são adicionados à visualização

oFacilita a exploração dos dados

Exemplos de métodos interativos

oSeleção de subconjunto dos dados

oFiltragem dos dados

oMudança do foco da visualização

Validação

Verificar se a visualização atende ao objetivo definido inicialmente

Formas de validação

oTécnicas para validar usabilidade

oAvaliação com usuário final da visualização

Links úteis

Exemplos de visualização

ohttp://public.tableau.com/s/gallery/50-years-crime-us

ohttp://www.healthmap.org/en/

ohttp://healthintelligence.drupalgardens.com/content/dashboard-monitor-microcephaly-outbreak-brazil

ohttp://population.io/#/1992/02/17/female/Brazil/home

ohttp://www.storybench.org/spread-zika-virus-roundup-visualizations/

ohttp://london2012.nytimes.com/results

ohttp://www.cabreastcancer.org/causes/

ohttp://evolutionofweb.appspot.com/?hl=pt-br

Links úteisWikis

ohttp://www.infovis-wiki.net/index.php?title=Category:Publications

ohttp://www.wikiviz.org/

Blogs

ohttp://www.thefunctionalart.com/

ohttp://www.perceptualedge.com/

ohttp://flowingdata.com/

ohttp://www.visualisingdata.com/

ohttp://viz.wtf/

ohttp://www.informationisbeautiful.net/

ohttp://vizwiz.blogspot.com.br/

Links úteisBlogs

ohttps://eagereyes.org/

ohttp://www.cs.ubc.ca/~tmm/vadbook/

ohttps://datavisualization.ch/showcases/

ohttp://infosthetics.com/

Projetos

ohttp://helpmeviz.com/2014/02/05/have-data-will-visualize/

ohttp://seeingdata.org/

ohttp://www.brightpointinc.com/

ohttp://www.visual-telling.com/

ohttp://labvis.eba.ufrj.br/

Links úteisFerramentas:

ohttp://www.tableau.com/

ohttp://www.ibm.com/analytics/watson-analytics/us-en/

ohttp://www.qlik.com/

ohttps://infogr.am

Ferramentas Big Data:

ohttp://www.pentaho.com/

ohttp://hadoop.apache.org/

ohttp://circos.ca/

KEEP CALM AND VISUALIZE YOUR DATA

Obrigada!

Melise Paula (melisepaula@gmail.com)

Bárbara Caetano (bpimentacaetano@gmail.com)