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

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

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

Joana Gabriela Ribeiro de Souza

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