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MagnetViz : design and evaluation of a physics-based interaction technique for graph visualization

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MagnetViz : design and evaluation of a physics-based interaction technique for graph visualization

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Título MagnetViz : design and evaluation of a physics-based interaction technique for graph visualization
Outro título MagnetViz : projeto e avaliação de uma técnica de interação baseada em física para visualização de grafos
Autor Spritzer, Andre Suslik
Orientador Freitas, Carla Maria Dal Sasso
Data 2009
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Informática. Programa de Pós-Graduação em Computação.
Assunto Computação gráfica
Visualização
[en] Force-directed layouts
[en] Graph visualization
[en] Information visualization
[en] Interaction
Resumo Esta dissertação apresenta MagnetViz, uma técnica para visualização de grafos. Enquanto a maior parte das técnicas visualizam um layout de grafo estático pre-computado, MagnetViz permite que usuários dinamicamente alterem o layout de um grafo de forma a melhor satisfazer suas necessidades. Isso é feito ao construir em cima da metáfora de física de algoritmos dirigidos à força para proporcionar aos usuários imãs virtuais, que podem atrair nodos que satisfazem um conjunto de critérios associados a eles. Critérios podem ser baseados na topologia ou semântica do grafo. Através de boundary shapes, que são simples formas geométricas que podem ser colocadas ao redor de imãs, usuários podem também definir regiões na cena onde os nodos atraídos devem permanecer. Grafos são descritos usando GraphML, uma linguagem baseada em XML, que permite a especificação dos nodos e arestas e de atributos para essas entidades. Após a submissão de um grafo como entrada, MagnetViz o exibe utilizando uma versão modificada do algoritmo clássico de Fruchterman and Rheingold, e permite que usuário, a seguir, insira imãs na cena. Usuários podem construir as condições associadas aos imãs utilizando os atributos dos nodos e arestas, além de atributos topológicos próprios de grafos. Para a avaliação de MagnetViz, foi primeiro analisado o desempenho da técnica ao ajudar usuários a executarem tarefas definidas por uma taxonomia de tarefas de visualização de grafos encontrada na literatura. Então, MagnetViz foi testada em um contexto prático através de um estudo de caso. Uma rede de co-autorias foi escolhida como conjunto de dados e o protótipo de MagnetViz foi inicialmente usado para responder questões relevantes a esses dados e então testado por um grupo de potenciais usuários, que tinham de usa-lo para responder essas mesmas perguntas. Após testar a aplicação, os sujeiotos receberam questionários sobre usas opiniões quanto a usabilidade, aplicabilidade, relevância e resultados visuais da técnica. Enquanto alguns aspectos da técnica ainda podem ser melhorados, os resultados da avaliação provaram que MagnetViz é uma abordagem válida para interação com visualizações de grafos.
Abstract This dissertation presents MagnetViz, a technique for the visualization of graphs. While most techniques visualize a static pre-computed graph layout, MagnetViz allows users to dynamically alter the layout of a graph to better satisfy their needs. This is done by building on the physics metaphor of force-directed algorithms to provide users with virtual magnets, which can attract nodes that fulfill a set of criteria associated with them. Criteria can be based on either the topology or semantics of the graph. Through boundary shapes, which are simple geometric shapes that can be placed around magnets, users can also define regions within the scene where the attracted nodes should remain. Graphs are described in GraphML, a XML-like description language which allows the specification of nodes and edges between nodes as well as attributes associated to nodes and edges. After loading a graph, Magnetviz displays it using a slightly modified version of the classical Fruchterman and Reingold' algorithm, and allows the user to insert magnets. Users can build the criteria associated with the magnets using the attributes of nodes and/or edges, besides the common graphs' topological attributes. For MagnetViz's evaluation, it was first analyzed how the technique fared in aiding users to perform tasks defined by a graph visualization task taxonomy described in the literature. Then, MagnetViz was tested within a practical context by means of a case study. A co-authorship network was chosen as the target dataset. The MagnetViz prototype was initially used to answer questions relevant to this dataset and then tested by a group of potential users, who had to use it to answer these same questions. After trying the application, subjects answered questionnaires about their opinion on the technique's usability, applicability, relevance and visual results. While some aspects of the technique should still be refined, results of the evaluation proved MagnetViz to be a valid approach when it comes to interaction with graph visualizations.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/17023
Arquivos Descrição Formato
000708291.pdf (6.083Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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