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EXPLORER L'INCONNU ET
PRÉSENTER LES
CONNAISSANCES
Nancy Rodriguez
Module Image - Mai 2013
!
- UNE INTRODUCTION À LA VISUALISATION
Le LIRMM
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
2
¨  Laboratoire d’Informatique, Robotique et
Microélectronique de Montpellier
¨  Environ 400 permanents + 80 contractuels
travaillant dans/pour les 3 unités de recherche
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ICAR
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
3
¨  http://www.lirmm.fr/~image/
Module Image - Nancy Rodriguez -
Une image
vaut mille
mots!
0
10
20
30
Ethiopie Australie Etats-Unis France
livres
Bananes avec $5
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Plan
¨  Communiquer (l’infographie) et explorer
¨  La visualisation
¨  La perception
¨  Les techniques de visualisation
¤  La visualisation d’information
¤  La visualisation d’information multi-
dimensionnelle
¤  La visualisation scientifique
¨  L’interaction
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5
L’infographie
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http://visual.ly/infographics-vs-non-infographics
http://visual.ly/value-masters-degree
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L’infographie
Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13
http://visual.ly/infographics-vs-non-infographics
http://visual.ly/value-masters-degree
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http://visual.ly/battle-words-al-franken-vs-ann-coulter
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http://visual.ly/infographics-vs-non-infographics
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www.killerinfographics.com/wp-content/uploads/2012/01/whyimcoolerthanyou-infographic.jpg
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http://visual.ly/insipid-world-infographics11
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http://visual.ly/infographic-about-infographics-0
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¨  “La couleur est par excellence la partie de l’art qui
detient le don magique. Alors que le sujet, la forme,
la ligne s’adressent d’abord à la pensée, la couleur
n’a aucun sens pour l’intelligence, mais elle a tous
les pouvoirs sur la sensibilité, elle remue des
sentiments”
Eugene Delacroix
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http://designyoutrust.com/2013/01/the-color-emotion-guide/
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http://www.informationisbeautiful.net/visualizations/colours-in-cultures/
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http://www.coloursengine.com/
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http://www.coloursengine.com/
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http://www.coloursengine.com/
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¨  visual.ly
¨  www.coolinfographics.com
¨  www.killerinfographics.com
¨  www.informationisbeautiful.net
¨  www-958.ibm.com/software/analytics/manyeyes/
visualizations
¨  www.guardian.co.uk/data
¨  open.blogs.nytimes.com/
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La visualisation
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definition
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Visualiser permet de :
¤  Synthétiser
¤  Explorer, analyser et comprendre les données
¤  Construire et structurer des connaissances
¤  Trouver des relations, des tendances, des anomalies
¤  Prendre des décisions
¤  Communiquer efficacement des informations
¤  Aider à la mémorisation
L utilisation informatisée de représentations visuelles et
interactives de données de manière à amplifier la cognition
- Card, McKinlay, Schneiderman -
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La visualisation
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n  Visualisation scientifique
Données numériques
provenant de simulations,
mesures (« science »)
n  Visualisation d information
Données numériques ou non
La couche d’ozone autour de la terre
Liens d’un site web*
http://www.comp.leeds.ac.uk/kwb/ENV/lectures.html
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3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740
962 973 12 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125
2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120
3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140
6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02
9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03
6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03
1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740
962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
86 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125
2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120
3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140
6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02
9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03
6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03
1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740
962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.003 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733
1786 1794 1817 1991 2125
2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120
3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140
6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02
9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125
2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120
3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140
6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02
9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03
6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03
1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740
962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03
6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03
1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740
962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03
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Le « pouvoir » de la visualisation
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!"!!!!!!
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-./012!3204!
-./012!.55678!9.5:07557;75<!=2>=.0<!05<?1>.8@!
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When you
change the way
you look at
things…the
things you look
at change!
- Wayne Dyer!
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La visualisation pour explorer
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Un peu d’histoire
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¨  Descartes
¤  « La géométrie »,
1637
¤  Système de
coordonnées, axes
horizontal et vertical
http://www.comp.leeds.ac.uk/kwb/ENV/lectures.html
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Un peu d’histoire
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¨  William Playfair, XVIII siècle invente ou améliore la
plupart de graphiques utilisés actuellement
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Un peu d’histoire
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  1977, John Tukey
¤  « Exploratory data analysis »
¨  1983, Edward Tufte
¤  « The Visual Display of Quantitative Information »
¨  1984, Apple
¤  Premier ordinateur avec une interface graphique
¨  1999, Card, Mackinlay & Shneiderman
¤  “Readings in Information Visualization: Using Vision to
Think”
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Perception
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Gestalt
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¨  « unified whole »
¨  Décrire la façon dont nous percevons le monde
¨  Psychologie de la forme
¤  liée à la notion de limite par rapport à un fond
¤  Une bonne forme est un tout supérieur à l’ensemble de
ses parties
¨  Le cerveau classifie et catégorise, regroupe chaque
perception avec celles qui lui ressemblent
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Gestalt
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Comment les yeux forment un « tout » à partir des
morceaux ?
¨  Proximité
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Gestalt
Module Image - Nancy Rodriguez -
Comment les yeux forment un « tout » à partir des
morceaux ?
¨  Proximité
¨  Similarité
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Gestalt
Module Image - Nancy Rodriguez -
Comment les yeux forment un « tout » à partir des
morceaux ?
¨  Proximité
¨  Similarité
¨  Continuité
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Gestalt
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Comment les yeux forment un « tout » à partir des
morceaux ?
¨  Proximité
¨  Similarité
¨  Continuité
¨  Fermeture
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Gestalt
Module Image - Nancy Rodriguez -
Comment les yeux forment un « tout » à partir des
morceaux ?
¨  Proximité
¨  Similarité
¨  Continuité
¨  Fermeture
¨  Figure & fond
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Gestalt
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Comment les yeux forment un « tout » à partir des
morceaux ?
¨  Proximité
¨  Similarité
¨  Continuité
¨  Closure
¨  Figure & ground
¨  Anomalie
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Utiliser ces principes…
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Pour faire le bien ? Ou pour faire le mal ?
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Show the Context
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2,98 - 3,24
3,24
= -8%
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Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Le but principal d’un graphique est de montrer les changements
¨  Les changements de présentation pour “décoration” doivent être évités
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Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Etiquettes pour les années
¨  Barres de différente couleur
¨  Barres non uniformes en
largeur
¨  Positionnement différent pour
les pourcentages
¨  Différentes polices
¨  Marques de graduation
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Diapositives inspirées du cours « Envisioning Information » de Ken Brodlie,
utilisées avec son aimable permission
Visualisation d’information
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Les graphiques
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Pour montrer clairement toute tendance ou différence dans les données
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Les données
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¨  Les données peuvent être qualitatives (catégoriques)
ou quantitatives (numériques)
¨  Qualitatives
¤  Nominales : pommes, oranges,…
¤  Ordinales : janvier, février,…
¨  Quantitatives
¤  Continues
¤  Discrètes
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Comment choisir ?
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://labs.juiceanalytics.com/chartchooser/index.html
53
Histogrammes & Diagramme en barres
¨  Données discrètes ou continues
mesurées dans une échelle
d'intervalle.
¨  Lorsque les variables sont continues,
il n'y a pas d'écart entre les barres
¨  La fréquence est mesurée par la
surface de la colonne
¨  Des variables nominales ou
numériques groupées par
intervalles de classe
¨  La fréquence est mesurée par la
hauteur de la barre
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Histogramme Diagramme en barres
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Diagramme en barres
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
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Graphiques XY
¨  Comparer 2 variables, x variable de
contrôle, y variable réponse
¨  CAUSALITE
¨  Les points sont réliés
¨  Comparer 2 variables
¨  CORRELATION
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Courbes Nuage de points
Technique fondamentale pour les données scientifiques !56
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Nuage de points
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Nuage de points - Scatter Plot
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Visualisation de la
vitesse, relative à la
terre, de la galaxie
NGC7531
¨  Mesures à des points
différents de la
galaxie
http://www.datamology.com/sample-S2.shtml58
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02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Visualisation d’information
multidimensionnelle
59
Plusieurs Variables
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Utiliser la couleur,
la forme, la
texture,…
Kraus & Ertl, U Stuttgart, http://wscg.zcu.cz/wscg2001/Papers_2001/R54.pdf
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La visualisation d’information
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Techniques efficaces pour visualiser :
¤  Données multi-dimensionnelles
¤  Données abstraites
Maison
400 000 $
Garage
4 chambres
Rénové
Grand jardin
Trajet 15 mins
Appartement
300 000 $
Pas de garage
2 chambres
Non rénové
Petit jardin
Trajet 20 mins
Péniche
200 000 $
Pas de garage
3 chambres
Rénové
Pas de jardin
Trajet 15 mins
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Visualisation à base de glyphes
Module Image - Nancy Rodriguez -
¤  Les valeurs de différents variables sont représentés par
des caractéristiques
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Les visages de Chernoff
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http://www.stat.harvard.edu/People/Faculty/Herman_Chernoff/Herman_Chernoff_Index.html
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Diagramme Etoile - Radar
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« Mosaic Display »
Module Image - Nancy Rodriguez -
2201 885706285325
First Second Third Crew
Female
Male
First Second Third Crew
Survived Age Gender
Class
1st 2nd 3rd Crew
No
Yes
No
Yes
No
Yes
No
Yes
Adult
Child
Adult
Child
Male
Female
118
57
0
5
4
140
0
1
154
14
0
11
13
80
0
13
387
75
35
13
89
76
17
14
670
192
0
0
3
20
0
0
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Hartigan & Kleiner
(1981)
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02/05/13	
  
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   34	
  
Treemaps
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Shneiderman, 1991
A B CA B C
02/05/13
67
Visualisation basée pixel
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Affichage de grandes quantités d’information
¨  Vue globale en permettant la perception de petites régions
d’intérêt
¨  Faire correspondre chaque valeur d’un attribut à un seul pixel
http://www.coolinfographics.com/
68
02/05/13	
  
/35	
   35	
  
Pragmatique vs artistique
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
69
http://128.111.69.4/~jevbratt/1_to_1/index_ng.html
Lisa Jevbratt, Interface: Every (IP)
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Pour un tableau avec M variables, on peut créer
une matrice pour les regarder par paires
A
B
C
CBA
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. . .
.
.
.
. . .
Matrices de Scatter Plot
02/05/13
70
02/05/13	
  
/35	
   36	
  
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
71
Parallel Coordinates
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Chambres(C)
Prix (P)
A
B
(C) (P) (C) (P)
A
B
A
B
B
A
A B C D E F
A et B sont inversement proportionnels
B et C sont étroitement corrélés
Inselberg, 1959
72
02/05/13	
  
/35	
   37	
  
Problème de place
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://davis.wpi.edu/%7Exmdv/docs/vhdr_vissym.pdf
73
Module Image - Nancy Rodriguez -
Clustering
¨  Grouper les
observations
¨  Hierarchical parallel co-
ordinates
¤  Groupes par similarité
¤  Affichage en utilisant la
transparence et faisant
correspondre la couleur à
la proximité
http://davis.wpi.edu/~xmdv/docs/vis99_HPC.pdf
02/05/13
74
02/05/13	
  
/35	
   38	
  
Comparaison
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Un des 3 clusters
75
Hiérarchies de données
Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13
76
02/05/13	
  
/35	
   39	
  
Arbres hyperboliques
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://graphics.stanford.edu/videos/h3/
77
Websites as graphs
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
bleu : liens (a)
rouge : tableaux (table, tr, td)
green : div
violet : images (img)
jaune : for forms (form, input,
textarea, select, option)
orange : (br, p, blockquote)
noir : html tag
gris : autres tags
http://www.aharef.info/2006/05/websites_as_graphs.htm
Apple
CNN
Moi !
78
02/05/13	
  
/35	
   40	
  
Citations
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://well-formed.eigenfactor.org
79
Diagrammes Daisy
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Dry
Wet
Showery
Saturday
Sunday
Leeds
Sahara
Amazon
{ wet, Saturday, Amazon }
http://www.daisy.co.uk
80
02/05/13	
  
/35	
   41	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
Diagrammes Daisy
Test d’un programme
de communication
Variables :
¨  Jour
¨  Heure
¨  Durée conection
¨  Erreur
02/05/13
http://jamesmiller.com/Daisy2011
81
Cartes choroplèthes
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Les cartes sont
traditionnellement utilisées
pour représenter des regions
¨  Mais, elles peuvent être
utilisées pour afficher des
propriétés de ces régions
¤  Chaque état a une couleur qui
correspond à la densité de la
population
http://www.cdc.noaa.gov/USclimate/states.fast.html
82
02/05/13	
  
/35	
   42	
  
Real-Time Web Monitor
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://www.akamai.com/html/technology/dataviz1.html
83
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://tweetping.net/#
84
02/05/13	
  
/35	
   43	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
Cartogramme
¨  “Exagerations” deliberées d’une carte pour coder l’information dans les
dimensions spatiales
¨  Principe né dans les années 30
02/05/13
85
Texte
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://searchuserinterfaces.com/book/sui_ch11_text_analysis_visualization.html
86
02/05/13	
  
/35	
   44	
  
Musique
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://www.turbulence.org/Works/song/gallery/gallery.html
87
Musique
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
88
02/05/13	
  
/35	
   45	
  
Emotions
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://twistori.com/#i_believe
89
Emotions
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://www.wefeelfine.org/movements.html
90
02/05/13	
  
/35	
   46	
  
Visualisation Scientifique
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
91
Quantités scalaires – 1D
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://fx.sauder.ubc.ca/plot.html
Graphiques ! SciVis vs InfoVis ?
92
02/05/13	
  
/35	
   47	
  
Quantités scalaires – 2D
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Grilles régulières
93
Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13
Quantités scalaires – Grilles régulières
94
02/05/13	
  
/35	
   48	
  
Isolignes
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Ligne parcourant
tous les points
d’égale valeur
sur un carte
¨  « Courbe de
niveau » : forme
d’un terrain
95
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
credit NOAA / PMEL / NOAA Center for Tsunami Research
http://nctr.pmel.noaa.gov/indo_1204.html
96
02/05/13	
  
/35	
   49	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Faire correspondre la valeur à la hauteur
Utilisation de la 3D
02/05/13
97
Quantités scalaires
Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13
98
02/05/13	
  
/35	
   50	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
Surfaces
02/05/13
99
Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13
100
02/05/13	
  
/35	
   51	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Visualisation de volumes
¨  Très utilisées en imagerie médicale et simulation de
fluides
Quantités scalaires – 3D
02/05/13
http://www.mikeash.com/thesis/thesis.pdf
101
Module Image - Nancy Rodriguez -
Isosurfaces
02/05/13
http://www.gris.informatik.tu-darmstadt.de/~mgoesele/projects/C1-isosurfaces.html
102
02/05/13	
  
/35	
   52	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  La couleur et l'opacité
sont calculées en fonction
de la valeur scalaire dans
un point
¨  Le contrôle de l’opacité
permet de :
¤  Montrer certaines surfaces
en appliquant opacité 0 ou
1
¤  Ou voir l’extérieur et
l’intérieur en faisant varier
l’opacité de 0 à 1
Rendu volumique
02/05/13
http://www.cs.utah.edu/~jmk/simian/img/scatter/gallery-scatter.htm
103
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2005/bruckner-2005-ICV/
104
02/05/13	
  
/35	
   53	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Si l’on a pas de grille regulière…trianguler !
Données non régulières
02/05/13
105
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Problème DUAL :
¤  Un loup se trouve sur chaque point. Chaque loup domine
le territoire entourant sa base
¤  Quelles sont les régions dominées par chaque loup ?
02/05/13
106
02/05/13	
  
/35	
   54	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
2 ou 3 loups
02/05/13
107
Module Image - Nancy Rodriguez -
2 ou 3 loups
02/05/13
108
02/05/13	
  
/35	
   55	
  
Delaunay - Voronoï
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
109
La synthèse d’images
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
110
02/05/13	
  
/35	
   56	
  
Rendu photo-réaliste
Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13
111
Rendu non photo-réaliste
Module Image - Nancy Rodriguez -
© 1999 Kirby, Marmanis and Laidlaw
© 1998 Cassidy Curtis
02/05/13
112
02/05/13	
  
/35	
   57	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Les valeurs représentent une information
directionnelle, i.e. vecteur
¨  Le domaine principal d’application est la
dynamique de fluides
¤  Visualiser la vitesse dans une surface ou volume
¨  Elle est applicable où des flux sont présents
¨  Flux d’une population
Visualisation de champs de vecteurs
02/05/13
113
Module Image - Nancy Rodriguez -
vitesse
vx, vy, vz
Donnée à
chaque point de
la grille
Visualisation de fluides
02/05/13
Da Vinci
114
02/05/13	
  
/35	
   58	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Technique très simple pour afficher la direction et la
la vitesse
Flèches
02/05/13
115
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Ok en 2D mais en 3D L :
Ceci ?
Ou cela ?
Flèches
02/05/13
116
02/05/13	
  
/35	
   59	
  
Clustering
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
117
Particules
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  représentation
intuitive de la
trajectoire et des
vitesses des
particules fluides
118
02/05/13	
  
/35	
   60	
  
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
119
Des icones
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  'GlyphSea'
http://www.sdsc.edu/News%20Items/PR022311_glyphsea.html
120
02/05/13	
  
/35	
   61	
  
Module Image - Nancy Rodriguez -
Procédures du monde « réél »
¨  Une streamline (ligne de courant) est une courbe tangente à la
vitesse du flux à un instant t.
¨  Une pathline (trajectoire) est la trajectoire d’une particule
individuelle se déplaçant dans le flux.
Streamlines et pathlines
02/05/13
121
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Une streakline (ligne
d’émission) relie toutes les
particules étant passées
par un même point E à
l’instant t.
¨  • Une timeline est la
courbe qui relie plusieurs
particules injectées au
même instant et dont on
observe les positions
évoluer avec le temps
Trajectoires : Streaklines et Timelines
02/05/13
122
02/05/13	
  
/35	
   62	
  
Visualisation
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Par primitives
¨  Streamballs : spheres
centrées sur une
trajectoire
¨  Streamtube : relie
des cercles centrés
sur un point d’une
streamline et orientés
perperdiculairement
à la courbe
http://web.univ-pau.fr/~bjobard/Research/Publications/these_jobard.pdf
123
Visualisation
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Par texture :
¨  LIC - Line Integral
Convolution
http://iiun.unine.ch/paral/zoomin/Papers/Papers/Techniques%20LIC%20Casera.pdf
124
02/05/13	
  
/35	
   63	
  
Exemple LIC
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
Flow over surface of car - from CIRA, Italy
Italian Aerospace Research Centre
125
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://wwwcg.in.tum.de/research/research/projects/computational-steering-in-the-virtual-windtunnel.html
126
02/05/13	
  
/35	
   64	
  
Interaction
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
127
L interaction
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
128
q  Permettre à l utilisateur/aux utilisateurs de
manipuler les données
q  Trouver le langage approprié : clavier/souris,
dispositifs spécifiques, reconnaissance vocale et
de gestes
q  Prendre en compte le contexte d utilisation
02/05/13	
  
/35	
   65	
  
L interaction
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  La principale différence entre la visualisation
« papier » et la visualisation informatisée est
la possibilité d interagir et de modifier la
présentation des données
- Ken Brodlie
02/05/13
129
L interaction :: Focus and Context
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Perspective Wall (Card, Robinson and McKinlay, 1991 )
02/05/13
130
02/05/13	
  
/35	
   66	
  
L interaction :: Focus and Context
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Fisheye (Furnas, 86)
02/05/13
131
L interaction :: Focus and Context
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Interfaces zoomables (Hemminger, 1985)
02/05/13
132
02/05/13	
  
/35	
   67	
  
La Réalité Virtuelle
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Principe d’immersion dans un
monde simulé (Sutherland,1966)
¨  « Virtual Reality » (Lanier, 80’s)
¨  Un monde calculé par « un
ordinateur que l'on commande, non
pas en écrivant des programmes,
mais par des gestes naturels, en le
parcourant, en l'explorant du
regard et en utilisant les mains pour
manipuler les objets qu'il contient »
(Howard Rheingold, 1993)
02/05/13
133
La Réalité Augmentée
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Caudel et Mizell (1992)
¨  Nouveau paradigme d utilisation
pour préserver l expérience du
monde réel en ajoutant de
l information (pas seulement
visuelle)
¨  Enrichir l’interaction avec le réel
(Caudell et al., 1990)
¨  Simplifier l’interaction avec le virtuel
(Mackay et al., 1993)
02/05/13
134
02/05/13	
  
/35	
   68	
  
Avec des objets du monde réel
Module Image - Nancy Rodriguez -
+ interaction multimodale02/05/13
135
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
http://metropolitain.io
136
02/05/13	
  
/35	
   69	
  
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
137
Conclusions
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  La visualisation « transforme » en
information des données numériques
provenant des simulations et des
expériences scientifiques…
¨  Elle permet aussi d explorer et
avoir une vue d ensemble des
données abstraites (réseaux,
documents)
¨  Le choix d un technique de
visualisation est très important, la
visualisation cherchant à « fournir
des informations sur le sujet pour
lequel elle a été conçue »
¤  L utilisateur et l information font partie
de la solution!!
02/05/13
138
02/05/13	
  
/35	
   70	
  
MERCI!
Module Image - Nancy Rodriguez -
¨  Des questions?
02/05/13
139
C’est la pause ?
02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez -
140

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La visualisation pour communiquer et explorer

  • 1. 02/05/13   /35   1   EXPLORER L'INCONNU ET PRÉSENTER LES CONNAISSANCES Nancy Rodriguez Module Image - Mai 2013 ! - UNE INTRODUCTION À LA VISUALISATION Le LIRMM 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 2 ¨  Laboratoire d’Informatique, Robotique et Microélectronique de Montpellier ¨  Environ 400 permanents + 80 contractuels travaillant dans/pour les 3 unités de recherche
  • 2. 02/05/13   /35   2   ICAR 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 3 ¨  http://www.lirmm.fr/~image/ Module Image - Nancy Rodriguez - Une image vaut mille mots! 0 10 20 30 Ethiopie Australie Etats-Unis France livres Bananes avec $5 02/05/13 4
  • 3. 02/05/13   /35   3   Plan ¨  Communiquer (l’infographie) et explorer ¨  La visualisation ¨  La perception ¨  Les techniques de visualisation ¤  La visualisation d’information ¤  La visualisation d’information multi- dimensionnelle ¤  La visualisation scientifique ¨  L’interaction Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 5 L’infographie Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 http://visual.ly/infographics-vs-non-infographics http://visual.ly/value-masters-degree 6
  • 4. 02/05/13   /35   4   L’infographie Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 http://visual.ly/infographics-vs-non-infographics http://visual.ly/value-masters-degree 7 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 http://visual.ly/battle-words-al-franken-vs-ann-coulter 8
  • 5. 02/05/13   /35   5   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://visual.ly/infographics-vs-non-infographics 9 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 www.killerinfographics.com/wp-content/uploads/2012/01/whyimcoolerthanyou-infographic.jpg 10
  • 6. 02/05/13   /35   6   Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 http://visual.ly/insipid-world-infographics11 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 http://visual.ly/infographic-about-infographics-0 12
  • 7. 02/05/13   /35   7   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 13 ¨  “La couleur est par excellence la partie de l’art qui detient le don magique. Alors que le sujet, la forme, la ligne s’adressent d’abord à la pensée, la couleur n’a aucun sens pour l’intelligence, mais elle a tous les pouvoirs sur la sensibilité, elle remue des sentiments” Eugene Delacroix 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://designyoutrust.com/2013/01/the-color-emotion-guide/ 14
  • 8. 02/05/13   /35   8   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.informationisbeautiful.net/visualizations/colours-in-cultures/ 15 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.coloursengine.com/ 16
  • 9. 02/05/13   /35   9   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.coloursengine.com/ 17 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.coloursengine.com/ 18
  • 10. 02/05/13   /35   10   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  visual.ly ¨  www.coolinfographics.com ¨  www.killerinfographics.com ¨  www.informationisbeautiful.net ¨  www-958.ibm.com/software/analytics/manyeyes/ visualizations ¨  www.guardian.co.uk/data ¨  open.blogs.nytimes.com/ 02/05/13 19 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 20
  • 11. 02/05/13   /35   11   La visualisation 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 21 definition Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Visualiser permet de : ¤  Synthétiser ¤  Explorer, analyser et comprendre les données ¤  Construire et structurer des connaissances ¤  Trouver des relations, des tendances, des anomalies ¤  Prendre des décisions ¤  Communiquer efficacement des informations ¤  Aider à la mémorisation L utilisation informatisée de représentations visuelles et interactives de données de manière à amplifier la cognition - Card, McKinlay, Schneiderman - 02/05/13 22
  • 12. 02/05/13   /35   12   La visualisation Module Image - Nancy Rodriguez - n  Visualisation scientifique Données numériques provenant de simulations, mesures (« science ») n  Visualisation d information Données numériques ou non La couche d’ozone autour de la terre Liens d’un site web* http://www.comp.leeds.ac.uk/kwb/ENV/lectures.html 02/05/13 23 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740 962 973 12 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125 2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120 3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140 6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02 9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03 6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03 1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 86 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125 2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120 3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140 6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02 9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03 6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03 1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.003 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125 2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120 3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140 6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02 9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 1817 1991 2125 2194 2363 2365 2375 2382 2399 2405 2410 2419 2706 2715 2758 2815 3059 3118 3120 3121 3122 3123 3125 3126 3130 3131 3133 3136 3140 6.9033670E-01 1.6855795E-03 2.3404025E-03 6.3543841E-03 1.4447395E-02 9.2358445E-04 1.2699713E-03 6.7695752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03 6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03 1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 752E-03 1.0101413E-03 4.3736473E-03 6.3683721E-04 9.8807812E-03 5.8715697E-04 1.2613375E-02 7.0157871E-03 1.2357961E-03 4.9329884E-03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 3135 3136 3137 3139 69 78 212 221 244 259 266 273 278 305 570 740 962 973 1286 1309 1369 1598 1651 1659 1705 1712 1733 1786 1794 -03 2.0030320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 0320E-03 4.1578077E-03 9.2173964E-03 24
  • 13. 02/05/13   /35   13   Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 25 Le « pouvoir » de la visualisation Module Image - Nancy Rodriguez - !"!!!!!! !#!$$$!!!! !%!$$$!!!! !&!$$$!!!! !'!$$$!!!! !($!$$$!!!! !(#!$$$!!!! !(%!$$$!!!! !(&!$$$!!!! !('!$$$!!!! !#$!$$$!!!! #$$$! #$$(! #$$#! #$$)! #$$%! #$$*! #$$&! #$$+! #$$'! #$$,! #$($! #$((! -./012!3204! -./012!.55678!9.5:07557;75<!=2>=.0<!05<?1>.8@! 02/05/13 When you change the way you look at things…the things you look at change! - Wayne Dyer! 26
  • 14. 02/05/13   /35   14   La visualisation pour explorer 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 27 Un peu d’histoire 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Descartes ¤  « La géométrie », 1637 ¤  Système de coordonnées, axes horizontal et vertical http://www.comp.leeds.ac.uk/kwb/ENV/lectures.html 28
  • 15. 02/05/13   /35   15   Un peu d’histoire Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  William Playfair, XVIII siècle invente ou améliore la plupart de graphiques utilisés actuellement 02/05/13 29 Un peu d’histoire Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  1977, John Tukey ¤  « Exploratory data analysis » ¨  1983, Edward Tufte ¤  « The Visual Display of Quantitative Information » ¨  1984, Apple ¤  Premier ordinateur avec une interface graphique ¨  1999, Card, Mackinlay & Shneiderman ¤  “Readings in Information Visualization: Using Vision to Think” 02/05/13 30
  • 16. 02/05/13   /35   16   Perception 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 31 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 32
  • 17. 02/05/13   /35   17   Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 33 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 34
  • 18. 02/05/13   /35   18   Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  « unified whole » ¨  Décrire la façon dont nous percevons le monde ¨  Psychologie de la forme ¤  liée à la notion de limite par rapport à un fond ¤  Une bonne forme est un tout supérieur à l’ensemble de ses parties ¨  Le cerveau classifie et catégorise, regroupe chaque perception avec celles qui lui ressemblent 02/05/13 35 Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - Comment les yeux forment un « tout » à partir des morceaux ? ¨  Proximité 02/05/13 36
  • 19. 02/05/13   /35   19   Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - Comment les yeux forment un « tout » à partir des morceaux ? ¨  Proximité ¨  Similarité 02/05/13 37 Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - Comment les yeux forment un « tout » à partir des morceaux ? ¨  Proximité ¨  Similarité ¨  Continuité 02/05/13 38
  • 20. 02/05/13   /35   20   Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - Comment les yeux forment un « tout » à partir des morceaux ? ¨  Proximité ¨  Similarité ¨  Continuité ¨  Fermeture 02/05/13 39 Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - Comment les yeux forment un « tout » à partir des morceaux ? ¨  Proximité ¨  Similarité ¨  Continuité ¨  Fermeture ¨  Figure & fond 02/05/13 40
  • 21. 02/05/13   /35   21   Gestalt Module Image - Nancy Rodriguez - Comment les yeux forment un « tout » à partir des morceaux ? ¨  Proximité ¨  Similarité ¨  Continuité ¨  Closure ¨  Figure & ground ¨  Anomalie 02/05/13 41 Utiliser ces principes… 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Pour faire le bien ? Ou pour faire le mal ? 42
  • 22. 02/05/13   /35   22   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 43 Show the Context 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 44
  • 23. 02/05/13   /35   23   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 2,98 - 3,24 3,24 = -8% 45 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 46
  • 24. 02/05/13   /35   24   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 47 Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Le but principal d’un graphique est de montrer les changements ¨  Les changements de présentation pour “décoration” doivent être évités 02/05/13 48
  • 25. 02/05/13   /35   25   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Etiquettes pour les années ¨  Barres de différente couleur ¨  Barres non uniformes en largeur ¨  Positionnement différent pour les pourcentages ¨  Différentes polices ¨  Marques de graduation 02/05/13 49 Diapositives inspirées du cours « Envisioning Information » de Ken Brodlie, utilisées avec son aimable permission Visualisation d’information 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 50
  • 26. 02/05/13   /35   26   Les graphiques 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Pour montrer clairement toute tendance ou différence dans les données 51 Les données 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Les données peuvent être qualitatives (catégoriques) ou quantitatives (numériques) ¨  Qualitatives ¤  Nominales : pommes, oranges,… ¤  Ordinales : janvier, février,… ¨  Quantitatives ¤  Continues ¤  Discrètes 52
  • 27. 02/05/13   /35   27   Comment choisir ? 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://labs.juiceanalytics.com/chartchooser/index.html 53 Histogrammes & Diagramme en barres ¨  Données discrètes ou continues mesurées dans une échelle d'intervalle. ¨  Lorsque les variables sont continues, il n'y a pas d'écart entre les barres ¨  La fréquence est mesurée par la surface de la colonne ¨  Des variables nominales ou numériques groupées par intervalles de classe ¨  La fréquence est mesurée par la hauteur de la barre 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Histogramme Diagramme en barres 54
  • 28. 02/05/13   /35   28   Diagramme en barres 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 55 Graphiques XY ¨  Comparer 2 variables, x variable de contrôle, y variable réponse ¨  CAUSALITE ¨  Les points sont réliés ¨  Comparer 2 variables ¨  CORRELATION 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Courbes Nuage de points Technique fondamentale pour les données scientifiques !56
  • 29. 02/05/13   /35   29   Nuage de points 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 57 Nuage de points - Scatter Plot 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Visualisation de la vitesse, relative à la terre, de la galaxie NGC7531 ¨  Mesures à des points différents de la galaxie http://www.datamology.com/sample-S2.shtml58
  • 30. 02/05/13   /35   30   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Visualisation d’information multidimensionnelle 59 Plusieurs Variables 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Utiliser la couleur, la forme, la texture,… Kraus & Ertl, U Stuttgart, http://wscg.zcu.cz/wscg2001/Papers_2001/R54.pdf 60
  • 31. 02/05/13   /35   31   La visualisation d’information Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Techniques efficaces pour visualiser : ¤  Données multi-dimensionnelles ¤  Données abstraites Maison 400 000 $ Garage 4 chambres Rénové Grand jardin Trajet 15 mins Appartement 300 000 $ Pas de garage 2 chambres Non rénové Petit jardin Trajet 20 mins Péniche 200 000 $ Pas de garage 3 chambres Rénové Pas de jardin Trajet 15 mins 02/05/13 61 Visualisation à base de glyphes Module Image - Nancy Rodriguez - ¤  Les valeurs de différents variables sont représentés par des caractéristiques 02/05/13 62
  • 32. 02/05/13   /35   32   Les visages de Chernoff 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.stat.harvard.edu/People/Faculty/Herman_Chernoff/Herman_Chernoff_Index.html 63 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 64
  • 33. 02/05/13   /35   33   Diagramme Etoile - Radar 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 65 « Mosaic Display » Module Image - Nancy Rodriguez - 2201 885706285325 First Second Third Crew Female Male First Second Third Crew Survived Age Gender Class 1st 2nd 3rd Crew No Yes No Yes No Yes No Yes Adult Child Adult Child Male Female 118 57 0 5 4 140 0 1 154 14 0 11 13 80 0 13 387 75 35 13 89 76 17 14 670 192 0 0 3 20 0 0 02/05/13 Hartigan & Kleiner (1981) 66
  • 34. 02/05/13   /35   34   Treemaps Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Shneiderman, 1991 A B CA B C 02/05/13 67 Visualisation basée pixel 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Affichage de grandes quantités d’information ¨  Vue globale en permettant la perception de petites régions d’intérêt ¨  Faire correspondre chaque valeur d’un attribut à un seul pixel http://www.coolinfographics.com/ 68
  • 35. 02/05/13   /35   35   Pragmatique vs artistique 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 69 http://128.111.69.4/~jevbratt/1_to_1/index_ng.html Lisa Jevbratt, Interface: Every (IP) Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Pour un tableau avec M variables, on peut créer une matrice pour les regarder par paires A B C CBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . Matrices de Scatter Plot 02/05/13 70
  • 36. 02/05/13   /35   36   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 71 Parallel Coordinates 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Chambres(C) Prix (P) A B (C) (P) (C) (P) A B A B B A A B C D E F A et B sont inversement proportionnels B et C sont étroitement corrélés Inselberg, 1959 72
  • 37. 02/05/13   /35   37   Problème de place 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://davis.wpi.edu/%7Exmdv/docs/vhdr_vissym.pdf 73 Module Image - Nancy Rodriguez - Clustering ¨  Grouper les observations ¨  Hierarchical parallel co- ordinates ¤  Groupes par similarité ¤  Affichage en utilisant la transparence et faisant correspondre la couleur à la proximité http://davis.wpi.edu/~xmdv/docs/vis99_HPC.pdf 02/05/13 74
  • 38. 02/05/13   /35   38   Comparaison 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Un des 3 clusters 75 Hiérarchies de données Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 76
  • 39. 02/05/13   /35   39   Arbres hyperboliques 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://graphics.stanford.edu/videos/h3/ 77 Websites as graphs 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - bleu : liens (a) rouge : tableaux (table, tr, td) green : div violet : images (img) jaune : for forms (form, input, textarea, select, option) orange : (br, p, blockquote) noir : html tag gris : autres tags http://www.aharef.info/2006/05/websites_as_graphs.htm Apple CNN Moi ! 78
  • 40. 02/05/13   /35   40   Citations 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://well-formed.eigenfactor.org 79 Diagrammes Daisy 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Dry Wet Showery Saturday Sunday Leeds Sahara Amazon { wet, Saturday, Amazon } http://www.daisy.co.uk 80
  • 41. 02/05/13   /35   41   Module Image - Nancy Rodriguez - Diagrammes Daisy Test d’un programme de communication Variables : ¨  Jour ¨  Heure ¨  Durée conection ¨  Erreur 02/05/13 http://jamesmiller.com/Daisy2011 81 Cartes choroplèthes 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Les cartes sont traditionnellement utilisées pour représenter des regions ¨  Mais, elles peuvent être utilisées pour afficher des propriétés de ces régions ¤  Chaque état a une couleur qui correspond à la densité de la population http://www.cdc.noaa.gov/USclimate/states.fast.html 82
  • 42. 02/05/13   /35   42   Real-Time Web Monitor 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.akamai.com/html/technology/dataviz1.html 83 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://tweetping.net/# 84
  • 43. 02/05/13   /35   43   Module Image - Nancy Rodriguez - Cartogramme ¨  “Exagerations” deliberées d’une carte pour coder l’information dans les dimensions spatiales ¨  Principe né dans les années 30 02/05/13 85 Texte 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://searchuserinterfaces.com/book/sui_ch11_text_analysis_visualization.html 86
  • 44. 02/05/13   /35   44   Musique 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.turbulence.org/Works/song/gallery/gallery.html 87 Musique 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 88
  • 45. 02/05/13   /35   45   Emotions 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://twistori.com/#i_believe 89 Emotions 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.wefeelfine.org/movements.html 90
  • 46. 02/05/13   /35   46   Visualisation Scientifique 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 91 Quantités scalaires – 1D 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://fx.sauder.ubc.ca/plot.html Graphiques ! SciVis vs InfoVis ? 92
  • 47. 02/05/13   /35   47   Quantités scalaires – 2D 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Grilles régulières 93 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 Quantités scalaires – Grilles régulières 94
  • 48. 02/05/13   /35   48   Isolignes 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Ligne parcourant tous les points d’égale valeur sur un carte ¨  « Courbe de niveau » : forme d’un terrain 95 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - credit NOAA / PMEL / NOAA Center for Tsunami Research http://nctr.pmel.noaa.gov/indo_1204.html 96
  • 49. 02/05/13   /35   49   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Faire correspondre la valeur à la hauteur Utilisation de la 3D 02/05/13 97 Quantités scalaires Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 98
  • 50. 02/05/13   /35   50   Module Image - Nancy Rodriguez - Surfaces 02/05/13 99 Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 100
  • 51. 02/05/13   /35   51   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Visualisation de volumes ¨  Très utilisées en imagerie médicale et simulation de fluides Quantités scalaires – 3D 02/05/13 http://www.mikeash.com/thesis/thesis.pdf 101 Module Image - Nancy Rodriguez - Isosurfaces 02/05/13 http://www.gris.informatik.tu-darmstadt.de/~mgoesele/projects/C1-isosurfaces.html 102
  • 52. 02/05/13   /35   52   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  La couleur et l'opacité sont calculées en fonction de la valeur scalaire dans un point ¨  Le contrôle de l’opacité permet de : ¤  Montrer certaines surfaces en appliquant opacité 0 ou 1 ¤  Ou voir l’extérieur et l’intérieur en faisant varier l’opacité de 0 à 1 Rendu volumique 02/05/13 http://www.cs.utah.edu/~jmk/simian/img/scatter/gallery-scatter.htm 103 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2005/bruckner-2005-ICV/ 104
  • 53. 02/05/13   /35   53   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Si l’on a pas de grille regulière…trianguler ! Données non régulières 02/05/13 105 Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Problème DUAL : ¤  Un loup se trouve sur chaque point. Chaque loup domine le territoire entourant sa base ¤  Quelles sont les régions dominées par chaque loup ? 02/05/13 106
  • 54. 02/05/13   /35   54   Module Image - Nancy Rodriguez - 2 ou 3 loups 02/05/13 107 Module Image - Nancy Rodriguez - 2 ou 3 loups 02/05/13 108
  • 55. 02/05/13   /35   55   Delaunay - Voronoï 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 109 La synthèse d’images 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 110
  • 56. 02/05/13   /35   56   Rendu photo-réaliste Module Image - Nancy Rodriguez - 02/05/13 111 Rendu non photo-réaliste Module Image - Nancy Rodriguez - © 1999 Kirby, Marmanis and Laidlaw © 1998 Cassidy Curtis 02/05/13 112
  • 57. 02/05/13   /35   57   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Les valeurs représentent une information directionnelle, i.e. vecteur ¨  Le domaine principal d’application est la dynamique de fluides ¤  Visualiser la vitesse dans une surface ou volume ¨  Elle est applicable où des flux sont présents ¨  Flux d’une population Visualisation de champs de vecteurs 02/05/13 113 Module Image - Nancy Rodriguez - vitesse vx, vy, vz Donnée à chaque point de la grille Visualisation de fluides 02/05/13 Da Vinci 114
  • 58. 02/05/13   /35   58   Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Technique très simple pour afficher la direction et la la vitesse Flèches 02/05/13 115 Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Ok en 2D mais en 3D L : Ceci ? Ou cela ? Flèches 02/05/13 116
  • 59. 02/05/13   /35   59   Clustering 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 117 Particules 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  représentation intuitive de la trajectoire et des vitesses des particules fluides 118
  • 60. 02/05/13   /35   60   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 119 Des icones 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  'GlyphSea' http://www.sdsc.edu/News%20Items/PR022311_glyphsea.html 120
  • 61. 02/05/13   /35   61   Module Image - Nancy Rodriguez - Procédures du monde « réél » ¨  Une streamline (ligne de courant) est une courbe tangente à la vitesse du flux à un instant t. ¨  Une pathline (trajectoire) est la trajectoire d’une particule individuelle se déplaçant dans le flux. Streamlines et pathlines 02/05/13 121 Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Une streakline (ligne d’émission) relie toutes les particules étant passées par un même point E à l’instant t. ¨  • Une timeline est la courbe qui relie plusieurs particules injectées au même instant et dont on observe les positions évoluer avec le temps Trajectoires : Streaklines et Timelines 02/05/13 122
  • 62. 02/05/13   /35   62   Visualisation 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Par primitives ¨  Streamballs : spheres centrées sur une trajectoire ¨  Streamtube : relie des cercles centrés sur un point d’une streamline et orientés perperdiculairement à la courbe http://web.univ-pau.fr/~bjobard/Research/Publications/these_jobard.pdf 123 Visualisation 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Par texture : ¨  LIC - Line Integral Convolution http://iiun.unine.ch/paral/zoomin/Papers/Papers/Techniques%20LIC%20Casera.pdf 124
  • 63. 02/05/13   /35   63   Exemple LIC 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - Flow over surface of car - from CIRA, Italy Italian Aerospace Research Centre 125 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://wwwcg.in.tum.de/research/research/projects/computational-steering-in-the-virtual-windtunnel.html 126
  • 64. 02/05/13   /35   64   Interaction 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 127 L interaction 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 128 q  Permettre à l utilisateur/aux utilisateurs de manipuler les données q  Trouver le langage approprié : clavier/souris, dispositifs spécifiques, reconnaissance vocale et de gestes q  Prendre en compte le contexte d utilisation
  • 65. 02/05/13   /35   65   L interaction Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  La principale différence entre la visualisation « papier » et la visualisation informatisée est la possibilité d interagir et de modifier la présentation des données - Ken Brodlie 02/05/13 129 L interaction :: Focus and Context Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Perspective Wall (Card, Robinson and McKinlay, 1991 ) 02/05/13 130
  • 66. 02/05/13   /35   66   L interaction :: Focus and Context Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Fisheye (Furnas, 86) 02/05/13 131 L interaction :: Focus and Context Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Interfaces zoomables (Hemminger, 1985) 02/05/13 132
  • 67. 02/05/13   /35   67   La Réalité Virtuelle Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Principe d’immersion dans un monde simulé (Sutherland,1966) ¨  « Virtual Reality » (Lanier, 80’s) ¨  Un monde calculé par « un ordinateur que l'on commande, non pas en écrivant des programmes, mais par des gestes naturels, en le parcourant, en l'explorant du regard et en utilisant les mains pour manipuler les objets qu'il contient » (Howard Rheingold, 1993) 02/05/13 133 La Réalité Augmentée Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Caudel et Mizell (1992) ¨  Nouveau paradigme d utilisation pour préserver l expérience du monde réel en ajoutant de l information (pas seulement visuelle) ¨  Enrichir l’interaction avec le réel (Caudell et al., 1990) ¨  Simplifier l’interaction avec le virtuel (Mackay et al., 1993) 02/05/13 134
  • 68. 02/05/13   /35   68   Avec des objets du monde réel Module Image - Nancy Rodriguez - + interaction multimodale02/05/13 135 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - http://metropolitain.io 136
  • 69. 02/05/13   /35   69   02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 137 Conclusions Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  La visualisation « transforme » en information des données numériques provenant des simulations et des expériences scientifiques… ¨  Elle permet aussi d explorer et avoir une vue d ensemble des données abstraites (réseaux, documents) ¨  Le choix d un technique de visualisation est très important, la visualisation cherchant à « fournir des informations sur le sujet pour lequel elle a été conçue » ¤  L utilisateur et l information font partie de la solution!! 02/05/13 138
  • 70. 02/05/13   /35   70   MERCI! Module Image - Nancy Rodriguez - ¨  Des questions? 02/05/13 139 C’est la pause ? 02/05/13Module Image - Nancy Rodriguez - 140