Графика и веб-дизайн на основе принципов Эдварда Туфта

Spread the knowledge

Графика и веб-дизайн на основе принципов Эдварда Туфта

Original Page: http://staff.washington.edu/larryg/Classes/R560/zz-tufte.html

Это набросок новаторской работы Эдварда Туфта по использованию графики для отображения количественной информации. В основном это текст и идеи, взятые из трех его книг по этому предмету, а также некоторые дополнительные материалы. Эта страница находится в текстовом формате: для понимания понятий, которые вам нужны, чтобы читать книги, потому что концепции не могут быть поняты без иллюстраций, а современная технология видеомонитора слишком низка в разрешении, чтобы оправдать их. Его работа была описана как «визуальный Струнк и Белый».

На протяжении всего этого плана я включил ссылки на иллюстрации в своих книгах, которые обозначены аббревиатурами VD-pp, VE-pp и EI-pp, где «pp» – это номер страницы и:

  • VD является «визуальным отображением количественной информации»
  • VE – «Визуальные пояснения»
  • EI – «Представление информации»

Примечание: немецкий перевод этой работы доступен здесь
Примечание. Русский перевод этой работы доступен: здесь
Примечание: перевод этой работы на русский, немецкий и испанский языки доступен здесь.

Контур


Введение

Работы Tufte направлены на решение следующих проблем:

  • Проблема : проблема заключается в представлении большого количества информации таким образом, чтобы она была компактной, точной, адекватной для этой цели и понятной. В частности, чтобы показать причину и следствие, обеспечить правильное сопоставление и достичь желаемых целей.
  • Его значение : печатная и графическая информация сейчас является движущей силой всей нашей жизни. Он больше не ограничивается специализированными работниками в отдельных областях, но затрагивает почти всех людей благодаря широкомасштабному использованию вычислительной техники и Интернета. Быстрая и точная передача информации может быть вопросом жизни и смерти для многих людей (примером является катастрофа Challenger). Степень, в которой символы и графика влияют на нашу жизнь, можно увидеть в резком увеличении показателей IQ во всех культурах, которые приобрели информационные технологии: в Соединенных Штатах за последние 60 лет в среднем выросли на 3 пункта IQ за десятилетие , в общей сложности увеличение на 18 ячеек. Существует не известное биологическое объяснение этого увеличения, и наиболее вероятной причиной является широкое распространение текста, символов и графики, которые сопровождают современную жизнь. Как упоминалось выше, это увеличение наблюдается во всех культурах, подверженных воздействию информационных технологий.
  • Его применение : часть информации относится к отображению статистической информации, но многое относится к любому типу отображения, даже к обычным текстам.
  • Решение . Разработать последовательный подход к отображению графики, который улучшает его распространение, точность и простоту понимания.

История земельных участков

Самый первый известный сюжет датируется 10-м веком (VD-28: первый известный граф). Это было примерно в то же время, когда Гвидо из Ареццо разрабатывал двумерную нотацию музыкального персонала, очень похожую на ту, которую мы используем сегодня. В 15-м веке Николя из Кузы разработал графики расстояния и скорости. В 17 веке Рене Декарт создал аналитическую геометрию, которая использовалась только для отображения математических функций. Но главным инициатором информационной графики был Уильям Плейфейр (1759-1823), который разработал линейку, бар и круговые диаграммы, как мы их знаем сегодня.


Объяснительная сила графики

Важность и объясняющая сила графики можно увидеть в этих примерах:

  • На рисунке VD-13/14 показаны 4 графика, которые имеют большое количество абсолютно идентичных статистических мер и свойств и все же очень разные, что можно сразу увидеть из их графиков.
  • Бедствие Challenger: графические данные, показанные NASA, не передавали реальную информацию, которая была необходима (VE-47 против VE-45). Если бы НАСА увидела подходящую, но очень простую графику, которая показывала эффекты низкой температуры и повреждения твердотельных ракетных ускорителей, Challenger не был бы запущен в этот (очень холодный) день.
  • Эпидемия холеры на широкой улице в 1854 году в Лондоне, показанная Джоном Сноу (VE-31: смерть от холеры). На этом графике показаны скопления смертей холеры вокруг участка насоса.
  • Иллюстрация VD-166: «Коммуны во Франции» показывают чрезвычайно плотный сюжет, который отображает границы более 30 000 коммун во Франции.

Основная философия подхода

Важные правила и темы для использования при представлении графики:

  • Предположим, что аудитория умна (парафраз от EB White). Даже публикации, такие как NY ​​Times, предполагают, что люди достаточно умны, чтобы читать сложную прозу, но слишком глупо читать сложную графику.
  • Не ограничивайте людей «давящими» данные – позволяйте людям использовать свои способности, чтобы максимально использовать его.
  • Чтобы уточнить – добавьте детали (не опускайте важные детали, например, шрифты с засечками более «детализированы», чем шрифты с засечками, но на самом деле их легче читать). И однажды Эйнштейн сказал, что «объяснение должно быть как можно более простым, но не более простым».
  • Прежде всего, покажите данные. Графика – «интеллект, видимый»
  • Графики, богатые данными, могут отображать огромное количество информации с разных точек зрения: причина и следствие, отношения, параллели и т. Д. (VD-31: расписание поездов, VD-17: карта хлороплефии, VD-41: кампания Наполеона, EI-49: космический мусор)
  • Графики требуют аннотации для отображения данных, ограничений данных, аутентификации и исключений (VE-32: текст исключений)
  • Не используйте графику для украшения нескольких цифр

Графическая целостность

Помимо «лжи, проклятой лжи и статистики», графику можно также использовать для обмана. Например, обманчивая графика может:

  • Сравните периоды времени с меньшими периодами времени (VD-60: Нобелевские премии, которые сравнивают 10-летние периоды с одним пятилетним периодом)
  • Используйте «коэффициент лжи» [= (размер графика) / (размер данных)], чтобы преувеличивать различия или сходства
  • Используйте области или объемные представления вместо линейных масштабов, чтобы преувеличивать различия. См. VD-69: «Сокращение семейного врача» в качестве примера того, как смущать людей, использующих сравнения 1 и 2 и 3-мерного размера. Объемные и объемные представления обманывают людей с помощью закона квадрата / куба: увеличение линейного размера приводит к квадрату увеличения для областей и куба увеличения объемов.
    Невозможно скорректировать прирост населения или инфляцию в финансовых графиках
  • Используйте вариации дизайна для скрытия или преувеличения изменения данных (VD-61: преувеличение цен ОПЕК)
  • Преувеличение вертикальной шкалы
  • Покажите только часть цикла, чтобы данные из других частей цикла не могли использоваться для правильного сравнения

Графические ошибки могут быть более распространены сегодня, чем в прошлом, из-за простого и частого использования компьютеров. Руководящие принципы, помогающие обеспечить графическую целостность, включают следующее:

  • Избегайте рисования
  • Не выполняйте деквантизацию: предоставлять реальные данные так точно, насколько это разумно. Например, ранжирование продуктов лучше или хуже по одному критерию, когда задействовано несколько факторов, часто не полезно, если не указаны величины различий.
  • Не преувеличивайте визуальные эффекты, если это не необходимо для передачи информации. Иногда такие преувеличения имеют важное значение: например, практически невозможно показать как размер, так и орбиты планет в правой шкале на одной диаграмме. С другой стороны, иллюстрация VE-24: «Преувеличенная вертикальная шкала Венеры» показывает такую ​​драматичную неверную информацию, которую один исследователь призвал к формированию «плоского общества Венеры».
  • Избегайте де-информации: толстые окружающие коробки и подчеркнутый текст с засечками в сундуке делают чтение более сложным
  • Следите за эффектами агрегации: например, точечные карты часто более честны в этом отношении, чем карты хлороплетов, которые группируют результаты на основе (иногда произвольных) границ.
  • Задавайте правильные вопросы:
    1. Отображает ли дисплей правду
    2. Является ли представление точным
    3. Документированы ли данные
    4. Способы отображения говорят правду
    5. Представляются соответствующие сравнения, контрасты и контексты

Плотность данных

Графика в лучшем случае, когда они представляют собой очень плотные и богатые наборы данных. Tufte определяет плотность данных следующим образом:

Плотность данных = (количество записей в матрице данных) / (площадь графики)

Обратите внимание, что низкая плотность данных на дисплеях компьютеров заставляет нас смотреть информацию последовательно, а не пространственно, что плохо для понимания. Хорошая графика:

  • Сравнительная степень
  • Многофакторный
  • Высокая плотность
  • Возможность выявления взаимодействий, сравнений и т. Д.
  • И где почти все чернила являются фактическими чернилами данных

Плотность данных примера:

  • 110 000 номеров / кв. Дюймов для астрономического графика. Это максимальная известная плотность для графика. Для большинства научных журналов мы получаем около 50-200 номеров / кв. Дюймов
  • 150 Мбит = человеческий глаз
    8 Мбит = типичный экран компьютера
    25 Мбит = цвет слайдов
    150 Мбит = большая карта раскладки
    28 000 символов = справочник
    18 000 символов = телефонная книга
    15 000 символов = неигровая

Отличным примером богатого данными графика является графический график поездов (VD-31: график поездов), который показывает время начала и остановки, местоположения, направления, маршруты, передачи и скорости на одном листе бумаги.


Сжатие данных

Используйте сжатие данных для обнаружения (не скрывать) данных. Например, EI-22: «Циклы солнечных пятен» отображает солнечные пятна как тонкие вертикальные линии в направлении оси y только для того, чтобы представить много таких пятен за определенный период времени на одном графике
Используйте сжатие для отображения большого количества информации в одном графике, например, график, который показывает отношения оси x, y-оси и x / y. (VD-134: сигналы пульсара, VE-111)
Исключить двухстороннюю симметрию, когда она избыточна (например, charnoff faces) или расширить ее, когда она помогает понять (50% -ный взгляд на мир на карте мира обеспечивает контекст обертывания, который помогает понять). Исследования показывают, что мы часто концентрируемся на одной стороне симметричной фигуры и только взглянем на другую сторону.


Многофункциональные графические элементы

Графические структуры часто могут выполнять несколько целей один раз. Например,

  • Строчные и листовые графики отображают последовательности чисел, которые непосредственно отображают структуру по физической длине каждой последовательности. (VD-140: стебель / лист, VD-141: армейские дивизии, VD-143: нормальная кривая)
  • В отчете о потребительских дефектах потребителей (VD-174: Consumer Reports) показана микро / макроструктура: общее отображение черных чернил сразу же показывает, какие автомобили наиболее неприятны, в то время как каждый отдельный элемент на дисплее идентифицирует определенную слабость.
  • Самой сетью данных могут быть данные, одновременно отображающие как значения, так и систему координат (VD-152: маркеры на основе данных)

Максимизировать чернила данных; Минимизация не-данных чернил

Tufte определяет соотношение чернил данных как:

Соотношение чернил данных = (чернила данных) / (общее количество чернил на графике)

Цель состоит в том, чтобы сделать это настолько большим, насколько это разумно. Для этого вы:

  • Избегайте тяжелых сеток
  • Замените графические объекты прерванными линиями (VD-125: уменьшенный график)
  • Заменить коробку с сеткой x / y
  • Используйте пробел для указания линий сетки на гистограммах (VD-128: пробелы)
  • Используйте тики (без линии), чтобы показать фактические местоположения данных x и y
  • Обрезать графику: заменяя полосы одиночными линиями, стирая чернила без данных; удаление линий от осей; начиная с осей x / y при значениях данных [диапазоны кадров])
  • Избегайте чрезмерно занятых гридов, избыточных тиков, избыточного представления простых данных, ящиков, теней, указателей, легенд. Сосредоточьтесь на данных и НЕ в контейнерах данных .
  • Всегда предоставляйте как можно больше масштабной информации (но в приглушенной форме)

Маленькие мультипликации

Маленькие мультипликаторы представляют собой множество графических изображений с эскизами на одной странице, которые представляют аспекты одного явления. Oни:

  • Сравнение изображений, увеличение размерности, движение и хорошие для многомерных дисплеев (VD-114: импульс частиц)
  • Представляем сравнение, контрасты и показываем объем альтернатив или диапазон опций (VE-111: медицинские диаграммы)
  • Необходимо использовать те же меры и масштаб.
  • Может представлять движение через ореолы нескольких изображений
  • Особенно полезны в компьютерах, потому что они часто допускают фактическое наложение изображений и быстрое циклирование.

Chartjunk

Chartjunk состоит из декоративных элементов, которые не содержат данных и вызывают путаницу.

  • Туфте обсуждает правило 1 + 1 = 3 (или более): 2 элемента в непосредственной близости вызывают видимое взаимодействие. Такие взаимодействия могут быть очень утомительными (например, муаровые модели, оптическая вибрация) и могут показывать информацию, которая на самом деле не существует (EI-60: данных, которых нет, VD-111: харк диаграммы)
  • В крупных научных публикациях мы видим вибрацию от 2 до 20% муара. Например, в последних статистических и компьютерных публикациях диаграмма составляет от 12% до 68%
  • Методы, позволяющие избежать использования картджуна, включают замену перекрестных помех (пастельных) твердых тел или серого цвета, используя прямую маркировку в отличие от легенд и избегая контейнеров с тяжелыми данными

Цвета

Цвета часто могут значительно улучшить понимание данных.

  • Многослойность с цветами часто эффективна
  • Цветовые решетки являются формой слоя, который обеспечивает контекст, но который должен быть ненавязчивым и приглушенным
  • Чистые яркие цвета должны быть зарезервированы для небольших областей подсветки и почти никогда не используются в качестве фона.
  • Используйте цвет в качестве основного идентификатора на экранах компьютеров, поскольку разные объекты часто считаются одинаковыми, если они имеют один и тот же цвет независимо от их формы, размера или цели
  • Контурные линии, которые меняют цвет на основе фона, без создания эффектов 1 + 1 = 3
  • Цвета могут использоваться как метки, как меры, и имитировать реальность (например, голубые озера на картах).
  • Не размещайте яркие цвета, смешанные с белыми рядом друг с другом.
  • Эффективны цветовые пятна от светло-серого
  • Цвета могут передавать многомерные значения
  • Полосы прокрутки должны быть сплошными пастельными цветами
  • Обратите внимание, что окружающие цвета могут сделать два разных цвета одинаковыми, а два похожих цвета выглядят совсем по-другому (EI-92/93: эффекты контекста на цветах).
  • Тонкие оттенки цвета или серой шкалы лучше всего, если они ограничены точными контурными линиями (EI-94: оттенки с контурами)
  • Имейте в виду, что 5-10% людей в некоторой степени являются цветными слепыми (красно-зеленый – наиболее распространенный тип, за которым следуют сине-желтые, которые обычно включают сине-зеленый)

Общая философия для повышения понимания данных

  • Высокая плотность хорошая: человеческий глаз / мозг может выбирать, фильтровать, редактировать, группировать, структурировать, выделять, фокусировать, смешивать, контур, кластер, детализировать, winnow, сортировать, абстрагироваться, плавно, изолировать, идеализировать, суммировать и т. Д. Дать люди данные, чтобы они могли реализовать свои полномочия – не ограничивают их.
  • Беспорядок / путаница – это неудачи проектирования, а не сложности
  • Информация состоит из различий, которые имеют значение: поэтому вы можете «скрыть» данные, которые не влияют на то, что вы пытаетесь изобразить
  • При отображении параллелей должны появляться только соответствующие различия
  • Значение и сила параллелизма: как только вы увидели один элемент, все остальные доступны
  • Важные понятия в хорошем дизайне: разделение фигуры и фона (например, размытый фон часто приводит к тому, что передний план становится более четким), расслоение и разделение, использование пробелов (например, китайские пейзажи подчеркивают пространство, как у живописца, известного как «один угол Ма “, восточная музыка часто присутствует, чтобы подчеркнуть тишину, а не звук).
  • Графика должна подчеркивать горизонтальное направление

Методы повышения понимания данных

Чтобы увеличить понимание данных, вы:

  • Сделайте метки или ярлыки как можно меньше, но насколько это возможно, чтобы все еще было ясно.
  • Избегайте круговых диаграмм, поскольку они имеют низкую плотность и не могут упорядочить значения вдоль визуального измерения
  • Обычно используют точечные карты вместо хлороплетов, потому что они показывают более точные детали
  • Тесно переплетенный текст и графика: присоединяйте имена непосредственно к частям, размещайте небольшие сообщения рядом с данными, избегайте легенд, если это возможно, и аннотируйте данные непосредственно на графике (VE-99: анатомия шрифта)
  • Избегайте сокращений, если это возможно, и используйте горизонтальный текст
  • Используйте шрифты с засечками в верхнем / нижнем регистре
  • Используйте трансформации масштабирования, если они (честно) могут выявить информацию, которая в противном случае может быть упущена.
  • Используйте различные структуры, чтобы выявить 3D и движение, например, разобранный шестиугольник, истинное стерео и экстремальное ракурс (как на краю сферы: см. EI-15 «взорванный шестиугольник»)

Когда НЕ использовать графику

  • Часто текстовые таблицы могут заменять графики для простых данных; вы также можете использовать двумерные текстовые таблицы, где полезны сводки строк и столбцов. Не сравнительные наборы данных обычно относятся к таблицам, а не к диаграммам
  • Плакаты предназначены только для того, чтобы привлечь внимание, в отличие от передачи информации – как правило, они не являются хорошими проектами для графиков.
  • Если картина не стоит 1000 слов, к черту с ней (цитата из Ad Reinhardt – обратите внимание, что это из оригинальной китайской цитаты, что «картинка стоит 10 000 слов»).

эстетика

Графическое превосходство состоит в простоте дизайна и сложности и правдивости данных. Для достижения этой цели

  • Использовать слова, цифры, рисунки в непосредственной близости
  • Отображение доступной сложности данных
  • Пусть графика расскажет историю
  • Избегайте контекстного оформления
  • Используйте линии разного веса как привлекательный и компактный способ отображения данных (VD-185: Mondrian)
  • Используйте симметрию, чтобы добавить красоту (хотя кто-то однажды сказал, что «всякая истинная красота требует некоторой степени асимметрии»)

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *