В 1984 Уильям Кливленд и Роберт МакГил, известные исследователи в области статистики, в своей работе «Восприятие графики» (журнал Американской Ассоциации Статистики, № 79 от 1984) выявили, что человек очень плохо интерпретирует ряд объектов и форм, если с их помощью отражается аналитическая информация. Их исследование стало одним из первых, структурирующих подход в восприятии человеком аналитической информации.

Трехмерные объекты, углы, кривые или окружности – все это крайне сложно понять, а затем еще и интерпретировать количественные данные при наблюдении за аналитическим отчетом. Выбор фреймворка и паттерна для визуализации оказывает крайне сильное влияние на возможность человека декодировать аналитический контент, который ранее был подготовлен с использованием данных.

Например, какое из чисел больше? А или B? Насколько оно больше?

Для большинства очевидно, что число В больше, чем А в два небольшим раза.

А теперь попытайтесь быстро ответить, какое из делений больше, и как именно они соотносятся друг с другом в процентном выражении?

В своем исследовании МакГил указывает, что человек принимает решение о декодировании аналитической информации быстро, используя интуицию, без погружения в сложные расчеты.

В первом случае, так как деления находятся на общем уровне, человек делает свой вывод с использованием общего уровня. Во втором случае нельзя использовать общий уровень, для сравнения размеров потребуется провести ряд аналитических расчетов для того, чтобы измерить, как именно отличается высота делений.

Кливленд и МакГил рассмотрели пять примеров чартов и провели исследование с привлечением студентов и преподавателей соответствующих направлений. Все собранные ответы они разделили на правильные и неправильные и измерили размер допущенной ошибки в зависимости от того, как именно располагались сравниваемые деления чартов по отношению друг к другу на каждом из пять чартов.

Оказалось, что чем ближе друг к другу сравниваемые деления, тем выше точность декодирования аналитического контекста со стороны человека, а чем деления дальше друг от друга, тем вероятнее рост ошибки. Когнитивное восприятие имеет свой заданный шаблон в зависимости от типа используемых чартов. Для чартов, где находятся деления, которые нужно сравнить, человек по умолчанию ищет сравнение в отношении общей линии или позиции. Если человек видит карту, то включается шаблон анализа насыщенности цветом, который используется на карте.

Продолжая эксперимент профессора Стэнфорда, Джеффри Хиир и Майкл Босток, используя анализ и результаты МакГил и Кливленд, выявили, что круговые диаграммы – наиболее сложный объект по интерпретации, и их восприятие пользователями уже несет в себе ряд ошибок. Отчасти именно поэтому ни одно существенное научное исследование сегодня не использует круговые диаграммы в описании результатов работы, так как их восприятие сильно разнится между разными категориями пользователей. Это относится и к восприятию геометрических объектов (сравнение углов и зон), а значит использование круговых диаграмм и вовсе искажает аналитический контекст, подаваемый слушателю.

Тем самым, научное сообщество сформулировало фреймворк по восприятию аналитических данных, который популярен и по сей день. Разделяя по сложности интерпретации аналитических материалов, мы имеем следующее:

• Сравнение на общем уровне

• Сравнение объектов не на общем уровне

• Сравнение длины, угла или направления

• Сравнение зон

• Сравнение объемов или размеров

• Сравнение цвета (насыщенность и так далее)

Чем выше сложность распознавания, тем выше вероятность ошибки или искажения, с которым пользователи будут воспринимать контекст.

Большинство решений представляют собой конечное решение, которое не учитывает в себе эти особенности восприятия. Впоследствии Джефри Хиир и Максл Босток разработали ряд библиотек и фреймворков для визуализации данных, которые учитывают эти зависимости по сложности восприятия.

• Protovis – библиотека в JavaScript, которая позволяет управлять внешним видом графика через скрипт с определенным синтаксисом и использует Canvas чтобы бы можно было интегрировать графики в веб-страницы, делать их красивыми, многоуровневыми и интегрировать видео или иной активный контент прямо в аналитику.

• Flare – фреймворк на python, который позволяет быстро строить модели и взаимосвязи.

• Vega – формат данных, который позволяет сохранять и управлять чартами, графиками и аналитикой, в том числе с возможностью воспроизводить их в браузере, поддерживающем HTML5.

• D3 Data-Driven Documents – библиотека для JavaScript, используемая веб-сайтами, которая позволяет анализировать и работать с данными используя браузер.

Визуальная часть, как отмечалось ранее, одна из трех основных частей, участвующих при демонстрации конечных результатов и формировании рассказа. Успешность восприятия или декодирования аналитической информации тесно связана с тем, как эта информация представлена.

В 1982 году Эдвард Тафт, американский статистик, профессор статистики, политологии и компьютерных наук Йельского университета, сформулировал и опубликовал ряд важнейших принципов в графическом дизайне в книге «Visual Display of Quantitative Information»:

• Использовать историю для пояснения описания данных.

• Тщательно выбирать формат представления.

• Интегрировать описание текста с изображениями.

• Отражать и сравнивать объекты соответственно их размеру.

• Избегать использование декоративного контента.

В процессе своих исследований позднее Эдвард Тафт также придумал новую форму транслирования аналитического контента – микрочарты (искрографики) или спарклайны. Это небольшие микрочарты размером в несколько слов, отражающие какую-то определенную динамику или отвечающие на какой-то конкретный вопрос. Функциональность микрочартов была впоследствии применена практически в большинстве аналитических средств, и одним из самых массовых применений стал Microsoft Excel.

Таким образом, ошибки в выборе визуализации крайне серьезно влияют на конечное восприятие доклада или отчета, когда он представляется широкой публике.