Hacia una taxonomía de investigación entre Visualización de Información y Diseño

Córdoba Cely, Carlos
Alatriste Martínez, Yadira

Resumen: Se entiende por Visualización de Información (VI) la utilización de interfaces interactivas cuya finalidad principal es representar con mínima entropía visual un conjunto de datos a un usuario final. El objetivo de este artículo es proponer un conjunto de temáticas de investigación en VI en las que el Diseño puede participar de manera activa y recurrente. Para esto, se ha divido el artículo en dos partes que se componen de (1) un Marco de Referencia sobre la disciplina de la VI, y (2) la composición de la Taxonomía de investigación para la VI. Se discuten los alcances y limitaciones de esta propuesta.

1. Introducción

La Visualización de Información se presenta como una disciplina emergente en la que confluyen diferentes áreas como el diseño gráfico, la publicidad y el periodismo. Sin embargo, existe escasa bibliografía sobre este tema en idioma español. Por este motivo el presente artículo pretende (1) divulgar las características especiales que definen la Visualización de Información, y (2) proponer temáticas comunes al diseño en las que se pueda realizar investigación en Visualización de Información.

2. Marco de Referencia

En este Marco de Referencia se definirá el concepto de "Visualización de Información" con la finalidad de despejar algunas dudas terminológicas, y se presentará su relación con otras disciplinas, con el único fin de complementar las particularidades epistemológicas alrededor de esta temática de estudio. Creemos que es necesario establecer un Marco de Referencia antes de proponer cualquier taxonomía de investigación porque se trata de un área de trabajo relativamente nueva y porque la transversalidad de la disciplina exige abordar diversos campos de estudio que entienden la Visualización de Información de manera diferente.

2.1. Definición

Se entiende por Visualización de Información (VI) la utilización de interfaces interactivas cuya finalidad principal es representar con mínima entropía visual una serie de datos a un usuario final (Keim et al; 2006) (Fry; 2008) (Purchase et al; 2008) (Mazza; 2009). Es decir, la VI se caracteriza por (1) ser interrelacional, (2) transformar datos "crudos" en información relevante, (3) buscar la mínima pérdida de información en dicha transformación, y (4) dirigirse a usuarios que interactúan, transforman e interpretan esta información. La Figura 1 muestra las características mencionadas y sus relaciones con otras disciplinas.

Fig. 1: Características limitantes de la VI y relaciones con otras disciplinas

La primera característica de la VI permite establecer puntos comunes con respecto a la Visualización de Datos. Mientras la VI se centra en la interrelación que permite al usuario transformar y sintetizar una determinada cantidad de información a partir de una base de datos, la Visualización de Datos se orienta a la representación y análisis visual de esos datos tratados en gráficos estadísticos y cartografía temática (Friendly; 2009). Es decir, la Visualización de Datos se orienta a la representación gráfica, mientras que la VI lo hace hacia el proceso de comunicación por medio de la representación gráfica. Esta diferencia se puede apreciar en diferentes estudios (Friendly, Denis; 2001) (Friendly; 2009) sobre los hitos de la Visualización de Datos.

La segunda característica recoge la esencia de la VI, pues habla del valor de los datos como fundamento para comprender un sistema a través de imágenes. Existen diversas ventajas al representar datos por medio de imágenes, como el aumento de la memoria humana y el análisis cognitivo, entre otras características estudiadas (Fekete et al; 2008). A estas ventajas se debe sumar la gran cantidad de herramientas informáticas disponibles en la actualidad para organizar series de datos en conglomerados y dimensiones más fáciles de interpretar (Börner, Chen,Boyack ; 2003).

La tercera característica hace referencia a la entropía, es decir, a la cantidad de información perdida al transmitir datos en un canal de comunicación y representarlos en imágenes (Purchase et al; 2008). Desde esta perspectiva, la VI se explica sobre la teoría del lenguaje como proceso (Segel, Heer; 2010) (Purchase et al; 2008), lo cual permite estudiar la disciplina desde aproximaciones semánticas y simbólicas, como se explicará posteriormente. Por último, la cuarta y última característica, se centra en la Interacción Humano-Computador. La importancia de incluir al operador humano en la definición de la VI radica en que todo proceso adecuado de visualización debe tener presente las limitaciones perceptuales del ser humano, y su experiencia de uso con el hardware y con el software, donde el operador humano se convierte en la verdadera medida de configuración de la VI.

2.2. Visualización de Información y otras Disciplinas de estudio

Existen diversos y variados puntos de vista sobre las relaciones de la VI con otras disciplinas de estudio. Sin embargo, si se parte de la definición expuesta al inicio de este artículo, y se relaciona con otras propuestas similares (Blasco; 2011) (Lima; 2011), es posible constituir tres grandes regiones de estudio a partir del modelo de la Figura 1. Estas regiones son: (1) Minería de Datos, (2) Diseño, y (3) Comunicación Humano-Computador.

Cuando se habla de Minería de Datos, se hace referencia a la extracción de datos relevantes de un determinado repositorio digital por medio de técnicas estadísticas e inteligencia artificial para transformarlos en un conjunto de datos comprensible para un ser humano (Chakrabarti et al; 2006) (Mazza; 2009). Desde esta perspectiva es importante comprender que la VI tiene su origen en la investigación académica por medio de diferentes técnicas estadísticas de extracción de datos, como el Escalamiento Multidimensional, el Análisis de Conglomerados y las Redes Pathfinder, que durante décadas han utilizado los científicos para predecir y descubrir relaciones inherentes a un sistema de conocimiento (Börner, Chen, Boyack; 2003) (Friendly; 2009). Por tal razón, se habla de Visualización de Dominios de Conocimiento versus Visualización Vernácula, para hacer una clara diferencia entre aquellos trabajos orientados a investigación académica que requieren un alto rigor en el proceso de obtención y análisis de datos, y aquellos trabajos orientados a objetivos de divulgación de información, con un mayor énfasis en los procesos de representación e interacción (Viégas, Wattenberg; 2008) (Lima; 2009).

Cuando se hace referencia al Diseño, se tienen en cuenta aquellas disciplinas que mejoran la presentación sintáctica y semántica de los datos por medio de infografías (Mol; 2011) (Liu, Hao; 2010). Esto quiere decir que el Diseño Gráfico se convierte en la herramienta principal de trabajo en una serie de campos que van desde la publicidad comercial al periodismo investigativo (Segel, Heer; 2010). Entendida la VI como un ejercicio de comunicación, es posible hablar de narraciones gráficas a partir de la representación visual de los datos. Sobre este aspecto es importante recalcar la existencia de un nuevo campo de trabajo conocido como diseño de visualización, el cual posee sus propios géneros, tácticas visuales, y estructuras narrativas (Segel, Heer; 2010). Debido a que este tipo de narrativa es interactiva, el lector asume una enorme responsabilidad que el diseñador visual debe tener en cuenta en la configuración de la visualización. Tal como se muestra en la Figura 2, existen tres tipos de enfoque narrativo-interactivo: (a) Si el diseñador introduce al lector en la historia y al final le permite total libertad de exploración en los datos, se habla de una estructura de copa de martini. Un ejemplo de este enfoque puede darlo la BBC News con su interacción titulada "The world at seven billion" (http://www.bbc.co.uk/news/world-15391515). (b) Si se muestra el tema general organizado por contenidos para que el lector explore a fondo sobre cada uno de los temas, se habla de una estructura de profundización. Un ejemplo de este enfoque puede darlo el New York Times con su interacción titulada "A Peek Into Netflix Queues" (http://www.nytimes.com/interactive/2010/01/10/nyregion/20100110-netflix-map.html) . (c) Por último, si el diseñador decide utilizar la estructura tradicional de exposición parcial de datos por medio de diapositivas, se habla de una estructura de presentación interactiva. Un ejemplo de este tipo de interacción lo muestra el periódico The Guardian con su interacción titulada "Trapped Chilean miners: interactive guide to the rescue" (http://www.guardian.co.uk/world/interactive/2010/aug/23/chile-san-jose-mine-trapped-miners).

Fig 2: Tipos de enfoques narrativo-interactivo. (a) Copa de Martini, (b) Estructura de profundización, (c) Presentación Interactiva (Segel, Heer; 2010)

Por último se encuentra la Comunicación Humano-Computador, que hace referencia al diseño, implementación y evaluación de la interrelación entre el operador humano y la máquina (Hewett et al; 2009). Esta interrelación se puede suponer desde la ergonomía o desde la teoría del lenguaje. Si se hace desde la ergonomía, hablamos del análisis de usabilidad y percepción visual de los datos representados en infografías, y de la experiencia del usuario (User eXperience, UX) que analiza el proceso cognitivo de apropiación del artefacto y de su relación emotiva con el sistema. Si hablamos desde la teoría del lenguaje, entonces es necesario estudiar la relación humano-computador como un sistema de comunicación en el que se valora la cantidad de información que se transmite entre los actores del sistema (Purchase et al; 2008). Es importante aclarar que estas dos dinámicas de estudio no son excluyentes, por el contrario intentan ante todo ser complementarias para presentar modelos de tipo holístico que permitan valorar de manera más amplia esta relación. Sólo entendiendo la VI como interfaz de comunicación entre datos y usuario, es posible comprender la importancia del diseño de entornos de visualización.

3. Taxonomía de Investigación para la Visualización de Información

A partir del Marco de Referencia, es posible comprender la VI como un área de estudio emergente, en el que confluyen variadas disciplinas. En esta transversalidad temática se halla su mayor riqueza productiva, pero también su mayor limitante epistemológico. Sin embargo, si se entiende la VI como un proceso de interpretación expresada en el lenguaje (Purchase et al; 2008), es decir, como un proceso de transmisión de información relevante entre los actores de un sistema, entonces es posible proponer una taxonomía de investigación a partir de dos propuestas teóricas como son las funciones del lenguaje de Bühler (1961) y las funciones del lenguaje para artefactos de Gros (1984).

Según Purchase et al. (2008) la VI se caracteriza por encontrarse inmersa en una interpretación y negociación dinámica de textos lingüísticos que se encuentran soportados en un contexto social que les da vida. A partir de este principio, los autores mencionados proponen que la comunicación de datos sea el principal objeto de estudio de la VI. Siguiendo este enfoque, hemos tomado dos modelos conocidos en Diseño sobre la teoría del lenguaje del producto, como son el modelo de Bühler y Gros (Vihma; 2004), y los hemos adaptado al análisis de visualización de datos e información como propuesta inicial para el modelo teórico propuesto en la Figura 3. De esta manera, partiendo del Organonmodell de Bühler (1961), es posible afirmar que el modelo VI está compuesto por dos actores que son el operador humano y la máquina, los cuales se comunican por medio de una interfaz para producir representaciones de datos e información en diferentes niveles de complejidad. Si toda visualización es asumida como un producto cuya finalidad es transmitir información relevante, entonces podemos utilizar el modelo de la escuela de Offenbach (Gros; 1984) (Bürdek; 2005) para interpretar los tres niveles de complejidad de todo artefacto funcional como una propuesta de análisis taxonómico de la VI con un primer nivel de tipo sintáctico orientado a los datos, un segundo nivel de tipo semántico orientado a la información, y un tercer nivel de tipo pragmático orientado a la interacción.

Fig 3: Propuesta Taxonomía VI

El modelo que se presenta centra su estudio en la visualización de datos e información como resultado de la Interacción Humano-Computador. Dependiendo de la complejidad de dicha visualización, la presente taxonomía hará mayor énfasis en alguna de las tres dimensiones de estudio propuestas. A continuación se explica cada una de ellas.

3.1. Sintaxis orientada a los Datos

Morris (1953) se fundamentó en los trabajos de Pierce (1974) para definir la dimensión sintáctica, como aquellas reglas formales del signo que determinan las relaciones con otros signos. Para el caso de artefactos utilitarios, esta estructura se expresa en la posibilidad de identificar las características del objeto por medio de sus componentes formales (Bürdek; 2005). Si esta relación se expresa en términos de VI, es posible asegurar que la sintaxis orientada a datos hace referencia a la caracterización de los datos en términos de atributos, referentes y patrones (Purchase et al; 2008). Los Atributos son aquellas propiedades que hacen referencia a un fenómeno observable o medible como la temperatura, el viento o las creencias de un grupo de individuos. Todo atributo posee un valor cuantitativo o cualitativo denominado características del atributo, y pueden variar de acuerdo a diferentes criterios contextuales llamados referentes. Los Referentes son aquel conjunto de datos que reflejan un aspecto del contexto en el que se han realizado las medias como la ubicación geográfica, el tiempo o datos demográficos de la población. Por último se encuentran los Patrones, que son aquellas relaciones que se establecen entre los Atributos y un determinado conjunto de Referentes. Toda visualización debe lograr destacar los patrones que puedan existir entre atributos y referentes. Por tanto, este primer nivel de estudio debe centrarse en la fundamentación teórica de los diseñadores sobre estos tres aspectos, para que aprendan a destacar los posibles patrones que puedan existir entre atributos y referentes en una serie de datos.

Un excelente ejemplo se puede apreciar en el artículo interactivo del New York Times del año 2009, titulado "Turning a Corner?" (http://www.nytimes.com/interactive/2009/07/02/business/economy/20090705-cycles-graphic.html). Presentado con un enfoque narrativo a modo de presentación interactiva, la visualización expone el ciclo de expansión y ralentización de la industria Norteamericana. En la segunda diapositiva se muestra el patrón del ciclo y en la tercera diapositiva se presentan los atributos utilizados en la presentación. Por último, a partir de la cuarta diapositiva aparecen los referentes, es decir, los diferentes periodos de tiempo en donde se observa el patrón sugerido.

3.2. Semántica orientada a la información

La semántica orientada a la información hace referencia al análisis de información por medio de la relación entre la cantidad de datos presentados por la infografía y la calidad de la información obtenida por el usuario. Esta relación se conoce como principio de entropía, y es uno de los problemas fundamentales a los que se debe enfrentar todo análisis de VI. Así, toda infografía debe dirigirse a la eficacia informativa por medio de la exposición de la cantidad de datos adecuados para que un usuario promedio pueda ejecutar las siguientes tareas interpretativas (Purchase et al; 2008):

1. Identificar las características de los datos: distinguir los datos en términos de atributos, referentes y patrones. De igual manera es importante que el usuario pueda identificar aquellos valores atípicos que pueden variar la interpretación de un infograma. Esta tarea es la más básica y general que cualquier VI debe proporcionar.
2. Clasificar los datos a partir de un orden previsto por el diseñador visual: establecer agrupaciones o conglomerados ya sea por atributos de datos o por sus respectivas dimensiones. Sobre esta tarea descansa la mayor posibilidad de pérdida de información, pues el usuario debe tomar la decisión de exponer gran cantidad de datos con mínima pérdida de información y mayor complejidad interpretativa, o reducir los datos para identificar fácilmente los conglomerados pero con una pérdida relativa de la información total disponible en la infografía.
3. Relacionar o Asociar atributos, referentes, patrones, y dimensiones para encontrar tendencias estadísticas que demuestren una hipótesis de trabajo. Esta tarea se constituye en el último proceso semántico en cualquier ejercicio de visualización. Es importante comprender que cualquier VI debe dirigirse a validar algún tipo de hipótesis de trabajo o investigación en un contexto determinado. Sin este argumento de trabajo, la VI no pasa de ser un divertimiento visual sin mayor impacto que la misma ejecución técnica del ejercicio visual.

Se puede decir entonces que este segundo nivel de estudio se centra en obtener un discurso interpretativo a partir de una serie de datos. Este discurso debe fundamentarse e investigarse desde la identificación, clasificación y asociación de datos estadísticos expuestos en una representación visual que corrobore una hipótesis de trabajo.

3.3. Pragmática orientada a la Interacción

Este último nivel se corresponde con las dimensiones de interacción del sistema humano-máquina que propone Norman (2002, 2005) sobre accesibilidad perceptual y motora, modelo cognitivo del usuario, e intuición del sistema (affordance). Es decir, este nivel viene fundamentado desde la psicología cognitiva para explicar las relaciones de causalidad entre el operador humano y la máquina. Esta interacción se mide por medio de la estética, satisfacción y uso del sistema, con diferentes herramientas de evaluación que pueden ir desde un test de usabilidad hasta evaluaciones de tipo holística que incluyen el atractivo visual de la infografía y la percepción de disfrute de la misma (Purchase et al; 2008) (Hassenzahl; 2011).

Cuando se valora la estética de una infografía, debe hacerse desde el punto de vista del manejo del color y las diferentes técnicas de representación visual como la metáfora visual o el énfasis por medio de diferentes técnicas de la psicología gestalt. A pesar de que este aspecto tiene un amplio discurso proyectual por parte de diseñadores y publicistas, es importante destacar que todo principio de valoración estética funcional se centra en la relación dicotómica entre el orden y la complejidad visual de la información (Steffen; 2007, 2009). Por el contrario, la satisfacción de la relación humano-máquina se valora desde la eficiencia del sistema para conseguir sus objetivos. Una de las formas más comunes y extendidas de medir este tipo de eficiencia por tareas, es por medio de los test de usabilidad con usuarios. Por último se hace referencia al uso del sistema, el cual hace referencia a aspectos cuantitativos sobre la usabilidad de la máquina, pero también a aspectos de tipo cualitativo como el nivel de disfrute total que el operador humano ha tenido al interactuar con la interfaz de visualización (Heijden; 2004).

Este último nivel de análisis taxonómico en VI es el más extendido y aplicado por investigadores y personas interesadas en esta temática de estudio. Como se pude observar, su importancia es fundamental para encontrar las relaciones entre el operador humano y la máquina. Sin embargo, creemos que como nivel superior de análisis debe soportarse y validarse por medio de los dos primeros niveles propuestos en este artículo.

4. Conclusiones

La Visualización de Información es una disciplina emergente que por su desarrollo influirá inevitablemente en profesiones como el diseño gráfico, la publicidad o el periodismo, donde se hace indispensable que los profesionales conozcan y profundicen en las técnicas de Visualización de Información. La propuesta taxonómica expuesta en este artículo pretende ser un primer paso de estudio centrado en el complejo proceso de visualización de datos e interpretación de información.

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