Sammanfattning Många graflayoutalgoritmer optimerar visuella egenskaper för att uppnå användbara representationer. Deras mål är helt enkelt att skapa visuella representationer som är mer intuitiva för mänskliga observatörer. I detta papper bad vi användare att uttryckligen manipulera noder i ett nätverksdiagram för att skapa layouter som de kände bäst fångade relationerna i data. Detta gjorde det möjligt för oss att mäta organisatoriskt beteende direkt, så att vi kan utvärdera den perceptuella betydelsen av särskilda visuella egenskaper, såsom kantkorsningar och kantlängder enhetlighet. Vi manipulerade också den inre strukturen av nodrelationer genom att utforma datamängder som innehöll kluster, det vill säga uppsättningar av noder som är starkt sammankopplade. Genom att variera i vilken grad dessa kluster var maskerade av yttre kanter kunde vi mäta observatörers känslighet för förekomsten av kluster och hur de avslöjade dem i nätverksdiagrammet. Baserat på dessa mätningar fann vi att observatörer kan återvinna klusterstruktur, att avståndet mellan kluster är omvänt relaterat till styrkan i klustret, och att användare uppvisar tendensen att använda kanter för att visuellt avgränsa perceptuella grupper. Dessa resultat visar betydelsen av perceptuell organisation i att representera grafdata och ge konkreta rekommendationer för graflayoutalgoritmer. Index Termer Nätverkslayout visualisering, perceptuell organisation, graflayout, användarstudier. De senaste åren har det skett en enorm ökning av tillgången på data om nätverk, alltifrån neurala nätverk till kommunikationsnät till sociala nätverk. Eftersom dessa nätverk vanligtvis är stora och komplexa är det ofta svårt att representera informationen på ett sätt som gör det möjligt för användarna att förstå mönster och relationer i data. Diagramritningsalgoritmer gör det möjligt för oss att automatiskt generera visuella representationer av dessa nätverk, och göra det lättare för användare att resonera om nätverksegenskaper. Dessa algoritmer optimerar ofta särskilda visuella egenskaper hos layouten, såsom att minimera kantkorsningar, upprätthålla enhetlig kantlängd eller hålla kanterna ortogonala. I de flesta fall är dessa egenskaper baserade på algoritmdesigners intuitioner om rätt nätverkslayout och inte på empiriska data om hur mänskliga observatörer uppfattar och organiserar nätverk. Även om ett antal studier har utförts för att se hur olika egenskaper jämförs på olika användaruppgifter [21] [11] [7], analyserar dessa alla en förutbestämd uppsättning visuella egenskaper. De tar inte upp frågan om hur slutanvändare spontant skulle arrangera en graf, som kan avslöja visuella egenskaper som inte tidigare har övervägts eller kontrollerats för. Experimenten i detta dokument fyller denna lucka genom att låta användarna själva ordna noderna i en graf, vilket ger mer direkt och uttrycklig insikt i hur mänskliga observatörer uppfattar och organiserar nätverksinformation. I synnerhet ber vi användare att arrangera noderna i graflayouter för att bäst representera strukturen i data och vi sedan analysera de grafer de skapar. Vi mäter kantkorsningar, nodpositioner, kantlängd enhetlighet och undersöker deras förmåga att upptäcka och representera klusterstrukturer i data med olika nivåer av intern komplexitet. Vi undersöker också deras layouter för mönster som vi inte hade förväntat oss. Genom att mäta användarnas beteende direkt, när de upptäcker och representerar information i en ansluten graf, hoppas vi kunna förbättra vår kunskap om vilka rumsliga parametrar som bör betonas för nätverkslayout. I överensstämmelse med intuitioner som härletts från litteraturen om perceptuell organisation fann vi att användare har en stark preferens för att skapa layouter som perceptuellt grupperar ihop och att avståndet mellan dessa grupper är omvänt relaterat till antalet kanter som förbinder dem. Dessutom fann vi att användare ofta visuellt avgränsar sina klusterlayouter genom att använda klusterkanterna för att skapa ett avgränsande skrov. Båda dessa resultat kan ge vägledning för nätverkslayout algoritm design och föreslå potentiella vägar för framtida forskning. I början av 1900-talet dominerades visuell psykologiforskning av en empirisk tradition som försökte beskriva högre nivåuppfattning i termer av hierarkiska lågnivåoperatörer. Gestaltskolan var en reaktion på detta synsätt och påpekade, berömvärt nog, att helheten är större än summan av delarna. I en mycket övertygande uppsättning experiment visade de att uppfattningen till stor del drivs av uppifrån-och-ned-processer [5]. Enligt deras uppfattning är människans uppfattning en aktiv process, och vi är hårt kopplade för att uppfatta visuell gruppering och organisation. Senare arbete inom kognitiv psykologi har visat hur vi aktivt försöker organisera information i meningsfulla grupper, eller kluster, och denna information kan lättare kommas ihåg om den är organiserad i meningsfulla bitar [8]. Gestaltprinciperna om närhet och stängning [22] är föremål för en explicit undersökning. Närhetens lag säger att föremål nära varandra kommer att uppfattas som tillhör en gemensam grupp. Lagen om stängning anger att föremål som binds samman av en gemensam kant kommer att uppfattas som tillhörighet tillsammans. Nya studier har empiriskt visat hur Gestalt-principerna fungerar i visuell organisation [6] [10]. För att testa hur dessa principer fungerar i nätverksorganisationen har vi utarbetat ett experimentellt paradigm där användare dynamiskt justerar noderna i ett nätverksdiagram. Målet är att se om användarna är känsliga för kluster i en nätverksstruktur och i så fall hur de tar sig upp dessa grupperingar perceptuellt. Vi tror att användarna kommer att organisera noder som hör hemma i ett kluster nära varandra, enligt principen om närhet, och att kanterna kan fungera för att förstärka klustergränser. Tidigare arbete med att utvärdera visuella egenskaper i graflayouter syftar främst till att utvärdera en viss estetik lämplighet för vissa uppgifter. Köper tidigt arbete utförde ett antal experiment för att rangordna layout estetik baserat på den effekt de hade på en användare förståelse av grafen [11]. Minimera kanten överlappning uppstod som den viktigaste estetiska för grafförståelse, följt av att minimera antalet böjar och maximera symmetri. Senare forskning [21] tittade också på eggkontinuitet och dess effekt på sökvägen i grafer.
Grafen använder en enhetlig kraftbaserad layout, som visualiserar förändringar i grafen och resulterar i en symmetrisk graf layout REF.
Perceptual Organization in User-Generated Graph Layouts
{'venue': 'IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics', 'journal': 'IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}