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CS448B: Visualization

2004@Stanford University
Prof. Pat Hanrahan
Visualization and Human Computer Interaction 2006, 2007 
2006-
User-Oriented Innovative Design, 2008 
Engineering Graphics, 2006- 
Robotics and Automation, 2006- 
Visualization for A/E/C, 2006- 
Conceptual Design Studio, 2011-2013 
Data Visualization, 2013-
D-School Course, 2015-
Engineering
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Art
Psychology
Engineering
Design
Art
Psychology
Engineering
Design
Art
Psychology
1. Example
2. Brain
3. Design
4. Tool
Example
1
資料視覺化之理論、賞析與實作
Challenger Disaster
1986/1/28
資料視覺化之理論、賞析與實作
About me
Prof. Pat Hanrahan
CS448B: Visualization
Lesson-Learnt
資料視覺化之理論、賞析與實作
John Snow who plotted deaths from cholera in London
in 1854 to detect the source of the disease.


Lesson-Learnt
資料視覺化之理論、賞析與實作
Edward Tufte, The Visual Display of Quantitative Information
Edward Tufte, The Visual Display of Quantitative Information
Edward Tufte, The Visual Display of Quantitative Information




alignment customized
Lesson-Learnt
資料視覺化之理論、賞析與實作
http://sciencenotes.org/wp-content/uploads/2015/01/PeriodicTableMuted.png




alignment customized
Lesson-Learnt


color
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作




alignment customized
Lesson-Learnt


color


symbol


distortion
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作




Lesson-Learnt
Table Lens
Table Lens
https://youtu.be/qWqTrRAC52U
Lesson-Learnt Table Lens
Gapminder
Gapminder.org


Lesson-Learnt Gap Minder
Data visualizations make data understandable,
meaningful and beautiful.
資料視覺化之理論、賞析與實作
Baby Name Wizard
http://www.babynamewizard.com
Lesson-Learnt Baby Name Wizard
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
Lesson-Learnt
which is
preferred curve?
preferred curve
Brain
2
“Seeing is Believing”
資料視覺化之理論、賞析與實作
http://www.90percentofeverything.com/2009/08/25/some-fun-eye-tracking-heatmaps/
http://uk.businessinsider.com/eye-tracking-heatmaps-2014-7?r=US&IR=T
http://uk.businessinsider.com/eye-tracking-heatmaps-2014-7?r=US&IR=T
https://usabilla.com/products/visual-survey
https://youtu.be/AEa8sFFU4a8
資料視覺化之理論、賞析與實作
The Color The Shape The Motion
The Color The Shape The Motion
Avoiding catastrophe becomes the first
principle in bringing color to information:
above all do no harm
Edward Tufte (Envisioning Information)
●
● (Preattentive stage)
Preattentive
stage
Focused
attention stage
PerceptionObject
Combine featuresAnalyze the object
Modified from Anne Treisman's Theory
Processing 

stage
Compare with memories
Interpretation
5?
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資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
http://
www.csc.ncsu.edu/
faculty/healey/PP/
http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?
article=1463&context=psychfacpub
●
● (filter inteferece)
● (redundacy gain)
The Color The Shape The Motion
●
●
●
●
o
o
●
o
o
●
o
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●
o
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Above all, do no harm E.R. Tufte
●
o
o
●
o
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●
o
o
●
o
o
Above all, do no harm E.R. Tufte
(Sequential)
(Qualitative)
(Diverging)
(Binary) (Diverging)
http://www.personal.psu.edu/faculty/c/a/cab38/ColorSch/Schemes.html
Color Brewer 2
http://colorbrewer2.org
●
●
●
● Bartlecin(2004) ‘
The Color The Shape The Motion
preattentive
qualitative, diverging
sequential, binary
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
The Color The Shape The Motion
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
31%
34%
34%
資料視覺化之理論、賞析與實作
36%
33%
30%
vs
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
●
●
Author: Btarski Date: 6/23/06
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http://www.autismindex.com/Therapies/Therapy_Key_Word_Site_Map/sensory/
motor_sensory_homunculus.html
Steven's Power Law
http://en.wikipedia.org/wiki/Stevens'_power_law
Stevens' Power Law
Source: http://en.wikipedia.org/wiki/Stevens'_power_law
資料視覺化之理論、賞析與實作


資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
a) >
b) >
c) >
d) >
a)
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c)
d)
The Color The Shape The Motion
●
●
●
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
(Change Blindness)
●
●
● 1890 William James
●
http://nivea.psycho.univ-paris5.fr/#CB
資料視覺化之理論、賞析與實作
(Motion-Induced Blindness)
● 1990
●
●
http://www.newscientist.com/article/dn19611
資料視覺化之理論、賞析與實作
●
●
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
O
O
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Design
3
a)
b)
c)
d)
e)
f)
●
●
●
●
●
●
●
●
資料視覺化之理論、賞析與實作
(
(
)
(
(
)
●
●
●
● (simple) (easy)
●
●
a)
b)
c)
d)
e)
f)
InteractionSpace Data
InteractionSpace Data
The most obvious differences between different animals are
differences of size, but for some reason the zoologists have paid
singularly little attention to them. In a large textbook of zoology
before me I find no indication that the eagle is larger than the
sparrow, or the hippopotamus bigger than the hare, though some
grudging admissions are made in the case of the mouse and the
whale. But yet it is easy to show that a hare could not be as large
as a hippopotamus, or a whale as small as a herring. For every
type of animal there is a most convenient size, and a large change
in size inevitably carries with it a change of form.
Cited from an essay published by J. B. S. Haldane in 1928
The most obvious differences between different visualizations are
differences of space, but for some reason the visualization
scientists have paid singularly little attention to them. In a large
textbook of visualization before me I find no indication that the
log-log is different than the log-linear space, or the mercator
projection is different than azimuthal equidistant project, though
some grudging admissions are made in the case of parallel and
perspective projections. But yet it is easy to show that distances
are difficult to estimate under perspective, or data obeying a
power law is easy to see in a log-log plot. For every type of
visualization there is a most convenient space, and a change into a
right space inevitably makes relationships clear.
Cited from the course lecture offered by Prof. Hanrahan at Stanford University
資料視覺化之理論、賞析與實作
X-Y
X-Y
X-Y
X-Y
X-Y
Log
Log
X-Y
X-Y
資料視覺化之理論、賞析與實作
●
●
●
(integratiy)
Latitude-longitude Projection
USGA
USGA
google earth)
Sinusoidal
USGA
(Cartographic)
Flickr Manitoba Historical Maps CC
1858 

=
資料視覺化之理論、賞析與實作
( )
Maneesh Agrawala,http://graphics.stanford.edu/papers/routemaps/
( )
( )
Flickr Shihchuan's CC
Flickr acroamatic CC
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
a)
b)
c)
d)
InteractionSpace Data
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
資料視覺化之理論、賞析與實作
Presentation
Exploration
Google Earth
GPS(?)
資料視覺化之理論、賞析與實作
●
●
●
●
a) >
b) >
c) >
d) Google >
a)
b)
c)
d)
InteractionSpace Data
Good artists copy, great artists steal.
~ Pablo Picasso
●
●
●
●
●
●
(1/2)
●
● Multiple-Y
(2/2)
●
● Multiple-Y
(1/2)
●
● Small-Multiple
(2/2)
●
● Small-Multiple
(1/3)
●
● (cascade)
(2/3)
●
● (cascade)
News Map http://newsmap.jp/
(3/3)
●
● (cascade)
●
●
●
● GIS,
●
● Zoomable
http://www.chronozoomproject.org/
●
o
o
o
(
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