Percepció visual¶

Exercici visual-perception-annex.pdf · PDF

Ets enmig d'un combat contra un cap final. No llegeixes la teva salut. Fas una ullada a una barra de la cantonada, veus que és curta i vermella, i beus una poció. Mig segon, sense llegir, sense càlculs.

Aquella cantonada de la pantalla és el HUD (heads-up display): la barra de vida, el minimapa, el comptador de munició. Funciona perquè algú el va dissenyar per a un ull que no té temps. Un gràfic té exactament el mateix problema. El teu lector li fa una ullada, i en aquella ullada el gràfic o respon la pregunta o el perd.

A les unitats 1 i 2 vas obtenir les dades i les vas netejar. Ara tens games_clean: 26,685 jocs de Steam, ordenats i fiables. Aquesta unitat és l'última etapa del cicle de vida de les dades: representar. Abans de dibuixar un sol gràfic, necessites saber com el llegeix l'ull.

Què aprendràs

Anomenar quatre atributs preatentius (color, mida, posició, forma) i usar-ne un per fer que un valor ressalti
Explicar per què una barra es llegeix millor que un sector d'un gràfic de sectors, amb el rànquing de Cleveland i McGill (1984)
Usar el color per significar alguna cosa, mai com a decoració
Construir una jerarquia visual: decidir què veu primer el lector
Aplicar la idea de la tinta de dades (data-ink) de Tufte (1983) i dir què cal esborrar d'un gràfic recarregat
Desactivar la trampa: per què "un bon gràfic és un gràfic bonic" és fals

Compta els set¶

Prova-ho abans de continuar llegint. Quants set hi ha a la primera quadrícula? Compta'ls i fixa't en quant de temps et costa.

Dues còpies de la mateixa quadrícula de 90 dígits. A la primera, tots els dígits són negres. A la segona, els sis set són d'un blau índigo i en negreta, i la resta són grisos.

Ara mira la segona quadrícula. La resposta és 6, i la tenies abans de decidir comptar.

Les dades no han canviat. Els dígits són els mateixos, als mateixos llocs. Ha canviat una sola propietat visual, i els teus ulls han fet la feina sols.

Un atribut preatentiu és una propietat visual que l'ull detecta automàticament, d'una sola ullada, abans que hi prestis atenció conscient.

Com de ràpida és "una sola ullada"? Els investigadors de la visió fan servir un llindar d'uns 200 a 250 mil·lisegons, un quart de segon. És menys temps del que necessita l'ull per començar a moure's cap a un altre punt, de manera que el que detectes en aquesta finestra ho has detectat sense buscar.

L'efecte té nom: pop-out (ressalt). Els set han ressaltat de la quadrícula.

Hi ha molts atributs preatentius. Aquests són els quatre que faràs servir tota la unitat, cadascun ja treballant al teu HUD:

Atribut	Al HUD	En un gràfic
Color	El punt de l'enemic és vermell sobre un minimapa gris	Una barra ressaltada entre barres grises
Mida / longitud	La barra de vida s'escurça	Longitud de la barra, mida del punt
Posició	On és el punt al minimapa	Alçada d'un punt sobre un eix
Forma	Un triangle marca l'objectiu	Marcadors diferents per a sèries diferents

Compte: el pop-out funciona per a una sola cosa alhora

Imagina la quadrícula una altra vegada, però amb cada dígit d'un color diferent. No ressalta res. Els set destacaven perquè eren l'excepció. Si ressaltes tot, no has ressaltat res.

La posició guanya a l'angle¶

Un gràfic converteix els números en alguna cosa que pots veure. Aquesta traducció s'anomena codificació: aquest número es converteix en una longitud, aquell en un angle, un altre en una tonalitat de color.

No totes les codificacions són iguals. Aquí tens cinc tipus de Pokémon de la taula de classe pokemon, dibuixats dues vegades. Quin tipus té més Pokémon? I quin en té menys?

Els mateixos cinc recomptes de Pokémon per tipus primari dibuixats com un gràfic de sectors amb cinc sectors semblants i com cinc barres. Les barres mostren bug 79, electric 61, fire 59, psychic 64 i rock 65.

Al gràfic de sectors probablement has trobat bug, i després t'has encallat. Fire és més petit que electric? Els sectors són 59 i 61, i l'ull no ho sap distingir. A les barres ho veus a l'instant, fins i tot sense els números a sobre.

Això no és una opinió. El 1984 dos estadístics, William Cleveland i Robert McGill, van publicar l'article Graphical Perception al Journal of the American Statistical Association. Van mostrar a persones gràfics senzills, els van demanar que jutgessin els valors i en van mesurar els errors. Després van ordenar les codificacions, d'aquella que la gent llegeix amb més precisió a la que llegeix pitjor:

Rang	Què compara l'ull	Gràfic que la fa servir
1	Posició sobre una escala comuna	Gràfic de barres, gràfic de línies, diagrama de dispersió
2	Posició sobre escales no alineades	Gràfics petits un al costat de l'altre
3	Longitud, direcció, angle	Barres apilades, sectors
4	Àrea	Bombolles
5	Volum, curvatura	Gràfics 3D
6	Ombrejat, saturació del color	Mapa de calor

Com més amunt a la taula, més precisa és la lectura. Les barres són al rang 1: totes comencen a la mateixa línia, de manera que només compares on acaben. Un gràfic de sectors et demana comparar angles, rang 3.

Així doncs, el gràfic de barres és la teva resposta per defecte. Un gràfic de sectors s'ha de guanyar el seu lloc, i a Sectors, mapa de calor i altres veuràs exactament quan ho fa.

Per què el HUD fa servir una barra

La teva salut és una barra, no un gràfic de sectors ni una tonalitat de vermell lleugerament diferent. El rànquing ho explica: l'extrem d'una barra sobre una escala fixa és una posició, rang 1, i una tonalitat és rang 6. En un combat vols la codificació que es llegeix més ràpid i amb menys errors.

El color significa alguna cosa¶

El color és l'eina de pop-out més potent que tens. Precisament per això no l'has de malbaratar.

El color té tres feines honestes:

Feina	Què diu	Exemple
Ressaltar	"Mira aquí primer"	Una barra índigo entre barres grises
Categoria	"Aquests pertanyen a grups diferents"	Un color per sèrie en un gràfic de línies
Estat	"Això és bo, allò és dolent"	Verd per a dins de l'objectiu, vermell per a per sota

La decoració no és una feina. Si cada barra té un color viu diferent "per fer-ho més animat", els colors no diuen res, i el lector tot i així intenta esbrinar què signifiquen.

Compte: mai no et fiïs només del vermell contra el verd

Aproximadament 1 de cada 12 homes i 1 de cada 200 dones tenen una deficiència en la visió dels colors, i la majoria confonen el vermell i el verd. Si l'única diferència entre "bo" i "dolent" és el color, aquests lectors no hi veuen cap diferència. Afegeix-hi un segon senyal: una etiqueta, una icona, una posició.

Jerarquia visual¶

La jerarquia visual és l'ordre en què l'ull es mou per una imatge: què veu primer, segon i tercer.

En un gràfic l'ull segueix un camí previsible: el títol, després la marca més gran o amb més color, després la resta. Aquest camí el controles tu.

Decideix què s'ha de veure primer i fes que sigui la cosa més gran o l'única amb color. Tota la resta es calma: grisa, prima, petita.

Ordenar és jerarquia gratis. Mira les mateixes cinc barres, primer en l'ordre en què les retorna la base de dades i després ordenades:

Ordre alfabèticOrdenat per valor

%%{init: {"themeVariables": {"xyChart": {"plotColorPalette": "#4051b5"}}}}%%
xychart-beta
    title "Jocs de Steam per franja de preu"
    x-axis ["15 to 30", "30 or more", "5 to 15", "Free", "Under 5"]
    y-axis "Jocs" 0 --> 12000
    bar [2367, 565, 9046, 3094, 11613]

%%{init: {"themeVariables": {"xyChart": {"plotColorPalette": "#4051b5"}}}}%%
xychart-beta
    title "Jocs de Steam per franja de preu"
    x-axis ["Under 5", "5 to 15", "Free", "15 to 30", "30 or more"]
    y-axis "Jocs" 0 --> 12000
    bar [11613, 9046, 3094, 2367, 565]

Mateixes dades, mateix tipus de gràfic. A la versió ordenada, la resposta a "quina franja és la més gran?" és el primer que hi ha a l'esquerra, i el rànquing es pot llegir sense comparar les barres una per una.

Compte: l'ordre alfabètic no és neutral

L'alfabètic és l'ordre que ningú no ha demanat. Posa 15 to 30 primer només perquè el caràcter 1 va abans que F i U. Ordena per valor, o per l'ordre natural de la categoria (de la més barata a la més cara) quan en té un.

Tinta de dades: esborra el que no mostra dades¶

El 1983 l'estadístic nord-americà Edward Tufte va publicar The Visual Display of Quantitative Information. La seva regla més citada té cinc paraules: "Above all else show the data" (per sobre de tot, mostra les dades).

La ràtio de tinta de dades (data-ink ratio) és la part de la tinta d'un gràfic que mostra dades. La resta és tinta que es podria esborrar sense perdre ni un sol número.

Tufte va posar nom a la tinta inútil: chartjunk (escombraries gràfiques). Els sospitosos habituals:

Chartjunk	Per què se'n va
Efectes 3D i ombres	No mostren dades, i el volum és el rang 5 a la taula de Cleveland i McGill
Línies de quadrícula gruixudes	Competeixen amb les barres per l'atenció
Imatges de fons	L'ull llegeix la imatge abans que les dades
Una llegenda per a una sola sèrie	El títol o l'eix ho poden dir
Un color diferent per barra	Color sense significat

Compte: tinta de dades no vol dir esborrar-ho tot

Esborra la tinta que no mostra dades. Les etiquetes dels eixos, les unitats i un títol clar porten significat: es queden. Un gràfic sense títol ni etiquetes no és minimalista, és un enigma.

Compte: un bon gràfic no és un gràfic bonic

Un HUD amb focs artificials al voltant de la barra de vida et fa matar. Un bon gràfic és aquell en què el lector troba la resposta en segons. Allò bonic ve després, mai en lloc d'això.

Critica un gràfic amb quatre preguntes¶

Aquí tens un gràfic construït a partir de games_clean: el nombre de jocs publicats cada any, en forma de gràfic de sectors. Mira'l un moment abans de continuar llegint.

pie
    title Jocs per any de publicació
    "2004" : 53
    "2005" : 58
    "2006" : 112
    "2007" : 143
    "2008" : 183
    "2009" : 334
    "2010" : 340
    "2011" : 364
    "2012" : 426
    "2013" : 556
    "2014" : 1352
    "2015" : 2544
    "2016" : 4503
    "2017" : 6871
    "2018" : 8845

Tots els gràfics que facis o et trobis a partir d'ara reben les mateixes quatre preguntes:

Pregunta	Una bona resposta per a aquest gràfic de sectors
Què veig primer? És el que importa?	Un arc de Sant Martí. No: els colors no porten cap significat
Quina pregunta respon aquest gràfic?	No és clar. Probablement "com han canviat les publicacions amb el temps?"
Quina regla trenca?	Angle en lloc de posició. El temps té un ordre i un cercle no. Quinze colors
Quina tinta puc esborrar?	La llegenda (etiqueta l'eix en el seu lloc) i els colors

Ara, els mateixos 15 números amb les regles aplicades: posició en lloc d'angle, els anys d'esquerra a dreta, un sol color.

%%{init: {"themeVariables": {"xyChart": {"plotColorPalette": "#4051b5"}}}}%%
xychart-beta
    title "Jocs publicats a Steam per any"
    x-axis ["2004", "2005", "2006", "2007", "2008", "2009", "2010", "2011", "2012", "2013", "2014", "2015", "2016", "2017", "2018"]
    y-axis "Jocs" 0 --> 9000
    bar [53, 58, 112, 143, 183, 334, 340, 364, 426, 556, 1352, 2544, 4503, 6871, 8845]

Què pots llegir ara que el gràfic de sectors amagava? L'explosió després del 2013: 556 jocs el 2013, 8,845 el 2018. El gràfic de sectors tenia aquesta història dins i cap manera d'explicar-la.

Prova-ho: el teu primer gràfic¶

Hora de construir-ne un. La pregunta: quants jocs de Steam hi ha a cada franja de preu? Necessites la taula games_clean de la unitat 2 (mira Recursos si necessites les dades una altra vegada).

Pas	Fes això a Superset	Hauries de veure
1	Charts, després + Chart. A Choose a dataset tria `games_clean`; a Choose chart type tria Bar Chart. Prem Create new chart	Un editor de gràfics buit
2	A la pestanya Data, arrossega `price_band` a X-axis. A Metrics tria `COUNT()`. Prem Create chart*	Cinc barres en ordre alfabètic, `15 to 30` primer
3	X-Axis Sort By: tria `COUNT()`. Desmarca X-Axis Sort Ascending. Prem Update chart*	Barres de la més alta a la més baixa
4	Save (a dalt a la dreta). Chart name: `UT3 · Games by price band`. Save	El gràfic apareix a la llista de Charts

Comença el nom de cada gràfic d'aquesta unitat amb UT3 ·. A la unitat 4 cercaràs aquest prefix per construir un quadre de comandament (dashboard).

El gràfic ha de mostrar el que retorna aquesta consulta a SQL Lab:

SELECT price_band, COUNT(*) AS n,
       ROUND(100.0 * COUNT(*) / SUM(COUNT(*)) OVER (), 1) AS pct
FROM games_clean GROUP BY price_band ORDER BY n DESC;

`price_band`	Jocs (alçada de la barra)	Percentatge
`Under 5`	11,613	43.5 %
`5 to 15`	9,046	33.9 %
`Free`	3,094	11.6 %
`15 to 30`	2,367	8.9 %
`30 or more`	565	2.1 %

Quan passes el cursor per sobre d'una barra, el quadre arrodoneix el número (11.6k). La xifra exacta és a Results, sota el gràfic.

Si alguna cosa no quadra

games_clean no és a la llista de datasets. La taula existeix, però Superset encara no hi té cap dataset. Ves a Datasets, + Dataset, tria la base de dades Dades classe, l'esquema public, la taula games_clean, i crea'l. Després torna a començar des del pas 1.
Una sola barra amb 26,685. price_band no s'ha deixat anar a X-axis. Arrossega'l allà.
Barres de molts colors amb una llegenda. Hi ha una columna a Dimensions. Treu-la amb la ×.

Per anar més enllà: canvia la pregunta

Canvia Metrics a AVG(price) i actualitza el gràfic (no desis aquesta versió). Ara la barra més alta és 30 or more. Les dades són les mateixes; la pregunta ha canviat de "quants jocs?" a "quant costen?". Un gràfic sempre respon una sola pregunta, així que sempre has de saber quina.

Idees clau¶

Els atributs preatentius (color, mida, posició, forma) es detecten d'una ullada, en menys d'un quart de segon aproximadament. El pop-out només funciona quan allò que ressalta és l'excepció.
Cleveland i McGill (1984) van ordenar les codificacions: la posició sobre una escala comuna es llegeix amb més precisió; l'angle, l'àrea, el volum i l'ombrejat del color vénen després. Les barres són l'opció per defecte; un gràfic de sectors s'ha de guanyar el lloc.
El color té tres feines honestes: ressaltar, categoria, estat. Mai decoració, i mai només vermell contra verd.
Jerarquia visual: decideix què s'ha de veure primer i fes que sigui la cosa més gran o l'única amb color. Ordenar les barres per valor és jerarquia gratis.
Ràtio de tinta de dades (Tufte, 1983): esborra el chartjunk, la tinta que no mostra dades. Els títols i les etiquetes dels eixos no són escombraries.
Un bon gràfic és aquell en què el lector troba la resposta en segons. Fes servir les quatre preguntes de crítica a cada gràfic, començant pel teu.

Comprovació ràpida¶

1. A la quadrícula de dígits, per què vas poder comptar els set a l'instant la segona vegada?

Hi havia menys dígits a la segona quadrícula
El color és un atribut preatentiu: l'ull el detecta abans de l'atenció conscient
Havies memoritzat on eren els set
El cervell llegeix més ràpid el text en negreta que el text normal gràcies a l'àrea del llenguatge

Els dígits eren idèntics. Ha canviat una sola propietat visual, i el color és un atribut preatentiu: el sistema visual el capta d'una ullada, en menys d'uns 250 mil·lisegons. Aquest efecte s'anomena pop-out.

2. Un company dona a cadascuna de les dotze barres d'un gràfic un color viu diferent. Què passa amb el pop-out?

Es fa dotze vegades més fort
Només funciona per a la barra més alta
Desapareix: ja no hi ha cap excepció
Passa del color a la forma

El pop-out funciona per a una sola cosa alhora. Una marca destaca perquè és diferent de tot el que l'envolta. Dotze colors són dotze coses cridant, i el color usat així és decoració, que no és cap de les seves tres feines.

3. Segons Cleveland i McGill (1984), quina codificació llegeix la gent amb més precisió?

L'angle, com en un sector d'un gràfic de sectors
L'àrea, com en una bombolla
La saturació del color, com en un mapa de calor
La posició sobre una escala comuna, com en un gràfic de barres

La posició sobre una escala comuna és el rang 1. L'angle comparteix el rang 3, l'àrea és el rang 4 i l'ombrejat o la saturació del color és el rang 6. Per això dues barres de 59 i 61 són fàcils d'ordenar i dos sectors no.

4. Què és la ràtio de tinta de dades?

El nombre de colors dividit pel nombre de barres
La part de la tinta d'un gràfic que mostra dades
La quantitat de tinta que necessita una impressora per a un gràfic
La proporció entre la mida del títol i la mida de l'etiqueta de l'eix

Edward Tufte (1983): "Above all else show the data." La tinta que no mostra dades és chartjunk (efectes 3D, línies de quadrícula gruixudes, imatges de fons) i es pot esborrar. Com més alta és la ràtio, més net és el gràfic.

5. Quina d'aquestes coses has de conservar quan nets un gràfic recarregat?

L'ombra 3D sota cada barra
La foto de fons d'un comandament de joc
Les etiquetes dels eixos i el títol
La llegenda que repeteix el nom de l'única sèrie

La tinta de dades no vol dir "esborra-ho tot". Les etiquetes dels eixos, les unitats i el títol porten significat, així que es queden. Les altres tres no mostren dades: són chartjunk.

6. Superset dibuixa les teves barres en l'ordre 15 to 30, 30 or more, 5 to 15, Free, Under 5. Quin és el problema?

La consulta és incorrecta: falten algunes franges
Cap: l'ordre alfabètic és l'opció neutral
És l'ordre alfabètic, que no dona cap jerarquia al gràfic; ordena per valor
Els gràfics de barres no poden mostrar més de tres categories

L'ordre alfabètic és un ordre que ningú no ha demanat. Ordenar per COUNT(*), de la més alta a la més baixa, posa la resposta on aterra primer l'ull. Això és jerarquia visual gratis.

7. Un quadre de comandament mostra l'estat d'un servidor amb un punt verd per a 'OK' i un punt vermell per a 'caigut', i res més. Per què és un risc?

El verd i el vermell tenen massa poc contrast amb un fons blanc
Aproximadament 1 de cada 12 homes té una deficiència en la visió dels colors, sobretot vermell-verd, i no pot distingir els dos estats
Els punts són una forma, i la forma no és un atribut preatentiu
L'estat no és una de les feines honestes del color

L'estat sí és una feina honesta del color, però mai només el color. Aproximadament 1 de cada 12 homes i 1 de cada 200 dones confonen els colors, sobretot el vermell i el verd. Afegeix-hi un segon senyal: les paraules "OK" i "Caigut", o una icona.

8. Un amic et mostra un gràfic en què cada barra té un color viu diferent i una ombra 3D. Tria els dos consells que aquesta pàgina avala.

Usa un sol color per a totes les barres i un de diferent només per a la barra que importa
Treu l'ombra 3D: no mostra dades, i el volum es llegeix pitjor que la posició
Converteix-lo en un gràfic de sectors perquè els colors tinguin sentit
Afegeix una imatge de fons perquè el gràfic sigui més fàcil de recordar

El primer és el pop-out: el color funciona quan marca l'excepció. El segon és Tufte (chartjunk) més Cleveland i McGill (el volum és el rang 5, la posició és el rang 1). Un gràfic de sectors canviaria la posició per l'angle, i una imatge de fons és més chartjunk.

Ara ja saps què captura l'ull en mig segon. A continuació, els dos gràfics que faràs servir més, i la pregunta que decideix entre ells: Gràfics de barres i de línies.