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Visualização de dados relacionais, Joana Gabriela Ribeiro de Souza -…
Visualização de dados relacionais
Utilidade:
apenas quando os diagramas associados transmitem informações efetivamente à pessoas que as utilizam
Desenho de grafos
Critérios estéticos:
especificam as propriedades a serem aplicadas para melhorar a legibilidade do grafo.
Minimizar cruzamento de arestas
Minimizar área
Minimizar a soma dos comprimentos, do comprimento máximo e da variância dos comprimentos de arestas
Minimizar dobras de arestas
Ter boa solução angular (relação entre os ângulos das arestas de entrada em um nó)
Ter razão do aspecto minimizada (razão mais próxima de quadrado)
Buscar simetria
Observações: aplicar esses critérios é um problema relacionado à otimização, computacionalmente difícil, é comum o uso de heurísticas e estratégias de aproximação. Os algoritmos geralmente são implementados com precedência entre os critérios estéticos.
An algorithm for drawing general undirected graphs - 1989 (Kamada-Kawai)
Metáfora:
cada nó de um grafo é representado por um anel e as arestas são substituídas por molas formando um sistema mecânico.
Objetivo:
movimentar os vértices até obter o valor mínimo de energia potencial elástica.
Forceatlasts2, a continuous graph layout algorithm for handy network visualization designed for the gephi software - 2014
Foi desenvolvido para implementar no pacote gephi
Layout de força
Seu algoritmo é contínuo para melhorar a experiência do usuário
Permite a disposição geográfica do grafo
Knuth - 1963
Artigo sobre desenho de fluxogramas, talvez seja o primeiro para desenhar um grafo para fins de visualização
Graph drawing by force - directed placement - 1991 (Fruchterman e Reigold
Utiliza sistema de partículas atômicas ou corpos celestes exercendo forças atrativas e repulsivas uns aos outros, induzindo movimento.
Não é necessário ser fiel às forças, mas sim aos critérios estéticos
Aplicação de forças não realistas de maneira também não realista
Forças não implicam em aceleração
Drawing graphs nicely using simulated annealing - 1996 (Davidson e Harel)
É um método de otimização flexível usado para solução de problemas de otimização combinatória
Espaços de busca enormes onde a busca exaustiva é inviável e se tem uma função de custo que se quer maximizar ou minimizar
No geral é inicializado com solução aleatória que é refinada iterativamente terminando comumente em um mínimo local.
A practical approach to drawing undirected graphs - 1994 (Tunkeland)
Comprimento de arestas devem ser uniformes
Nós não adjacentes devem ficar distantes
Cruzamentos de arestas devem ser minimizados
Complexidade visual
Propósito de visualizar redes:
decodificar a complexidade. Assim existem 5 aspectos para alcançar esses propósito documentar, esclarecer, revelar, expandir e abstrair.
Princípios das visualizações de redes
Gerais:
comece sempre com uma pergunta, (2) procure relevância, (3) permitir análises multivariadas, (4) considerar o tempo
Para redes:
(1) enriqueça o vocabulário (investir em recursos visuais nos nós e arestas, linguagem visual clara), (2) exponha agrupamentos (leis da similaridade, da proximidade e do destino comum), (3) maximize a escala e (4) gerencie a complexidade
Joana Gabriela Ribeiro de Souza