Vol.28 No.1 (2013/01) 情報可視化（Information Visualization） – 人工知能学会 (The Japanese Society for Artificial Intelligence)

私のブックマーク

情報可視化（Information Visualization）

橋本康弘（東京大学新領域創成科学研究科）

はじめに

"情報可視化"（Information Visualization）とはウェブデータやセンサスデータのような数値化されたデータや，さらには知識や概念，時間や空間といったシンボリックな対象の持つ特性を視覚的に表現することを指す．これに対して構造計算や流体計算といった物理的実体の解析・計測結果を対象とした可視化は"科学的可視化"（Scientific Visualization）という名で区別される．ここでは前者の"情報可視化"に関連したブックマークをいくつか挙げる．

技術

シンボリックな対象に対する視覚的な情報表現を考えるとき，歴史的には"インフォグラフィクス" （Infographics）と呼ばれる領域が存在する．人々の関心を惹きつけ，そして人々を何らかのアクションへと誘うための視覚表現を開拓してきたデザイン領域である．

"インフォグラフィクス"との比較として，"情報可視化"はやや技術的なニュアンスを持つ．例えば大量のデータに対する複雑なレイアウトの自動化や，新しい表現の「良さ」に対する認知的な実証が課題である．ここでは比較的新しい技術，あるいはウェブ等で目にする機会の多い技術に関していくつか例を挙げる．

Treemapping

図形の入れ子と占有面積を活かした階層構造の表現．

Ordered and Quantum Treemaps: Making Effective Use of 2D Space to Display Hierarchies [pdf], Benjamin B. Bederson, 2001.: 入口の論文としてよいだろう．
Treemaps for space-constrained visualization of hierarchies: Ben Shneiderman氏によるTreemapping研究の歴史解説．
newsmap: Google Newsのトピックを可視化した例．
The Observatory | What does Japan export? (2009): 日本の輸出量を可視化した例．
Voronoi Treemaps [pdf], Michael Balzer, et.al., 2006.: Treemappingをボロノイ図形に拡張．

Word Cloud/Tag cloud

単語を重み付けによって可変サイズでレイアウトする技術．文字サイズを変えるだけの単純なものは2000年代初頭から様々なウェブサイトで見かけるようになったが，技術的に高度なものは空間充填問題の一種と見ることができる．

Wordle [pdf], Jonathan Feinberg, 2005.: "Wordle"に関する最初の論文＠IBM Research．
Wordle – Beautiful Word Clouds: “Wordle”のデモサイト．
Participatory Visualization with Wordle [pdf], Fernanda B. Viégas, et.al., 2009.: Viégas女史はFeinberg氏と同じく過去にIBM Researchに在籍．IBMが運営するデータ可視化のコミュニティサイトMany Eyesの立ち上げにコミットした一人．
Juan Osborne – a picture is worth a thousand words: Word Cloud的表現を用いたアート．

Streamgraph

フロー表現の一種．様々なニューストピックのポピュラリティの推移のような複数項目の通時的増減を表現．

ThemeRiver™: In Search of Trends, Patterns, and Relationships [pdf], Susan Havre, et.al., 1999.: Stacked Graphのベースラインを底ではなく中央に置くことで視認性を高めるという素朴なアイデア．
Last.fm Listening History – What have I been listening to?, Lee Byron, 2006.: Stacked Graphのベースラインを全体の歪みが最小になるように最適化．着眼がシンプルで出力も美しいため，目にする機会の多い表現の一つとなった．
Streamgraph | Mike Bostock: Lee ByronモデルのD3.jsを使ったデモ．

Sankey Diagram

フロー表現の一種．貿易収支のような流入や流出，分岐や合流を表現．表現自体は昔からある．

Fineo | DensityDesign: Sankey Diagramのeye-catchingな解説．
Sankey Diagrams | Mike Bostock: D3.jsを使ったデモ．

Alluvial Diagram

フロー表現の一種．通時的に変化するグループの生成や消滅，分岐や合流を表現．Sankey Diagramの亜種と見ることもできる．

Mapping Change in Large Networks, Martin Rosvall, et.al., 2010.: 論文引用ネットワークを時間的にクラスタリングすることで学術領域の変遷を可視化．おそらく"Alluvial Diagram"という表現を与えた最初の論文．私が愛する論文の一つ．
Google Analytics – Visitors Flow: Googleのトラフィック分析サイトで使われている例．

Edge Bundling

グラフのエッジ（リンク）を束ねることでグラフ表現の視覚的な煩雑さを低減．Danny Holten氏による2006年の研究から始まる比較的新しい技術．

Hierarchical Edge Bundles: Visualization of Adjacency Relations in Hierarchical Data [pdf], Danny Holten, 2006.

Edge Bundlingの最初の論文．私が愛する論文の一つ．

Geometry-Based Edge Clustering for Graph Visualization [pdf], Weiwei Cui, et.al., 2008. Force-Directed Edge Bundling for Graph Visualization [pdf], Danny Holten, et.al., 2008.

階層構造ではなく地理的な構造への適用．ノードではなくエッジのクラスタリングと言われればナルホドと思う．

後続の論文が次々出てくるのはよい研究の証だろう．

3D Edge Bundling for Geographical Data Visualization [pdf], A. Lambert, et.al., 2010.
Divided Edge Bundling for Directional Network Data [pdf], David Selassie, et.al., 2011.
Multilevel Agglomerative Edge Bundling for Visualizing Large Graphs [pdf], Emden R. Gansner, et.al., 2011.

Storylines

物語の登場人物の共起行動を時系列のダイアグラムで表現．つまりMovie Narrative Charts (xkcd.com)を自動化する技術．技術的には粒度の細かい工夫の寄せ集めといった印象があるが，私個人は面白いテーマだと思っている．

PlotWeaver, Vadim Ogievetsky, 2009.

大学院の演習の課題か？素晴らしいです．

UC Davis, VIDI Lab.

Software Evolution Storylines [pdf], Michael Ogawa, et.al., 2010.
Design Considerations for Optimizing Storyline Visualizations [abst only], Yuzuru Tanahashi, et.al., 2012.

Networks

グラフ可視化（Graph Drawing）は情報可視化の主要なテーマの一つで研究の蓄積も膨大．ここでは学習の入口となる若干のリソースを挙げる．

GDEA – Graph Drawing E-print Archive: グラフ描画に関する論文アーカイブ．1991年のものから参照できるようだ．
How to Make an Interactive Network Visualization | Flowing Data: D3.jsを使ったネットワーク可視化の初歩的なチュートリアル．
Cytoscape / Tulip / Network Workbench / Gephi / Graphviz: ネットワークの可視化ツールいろいろ．

ツール

Selected Tools | Datavisualization.ch

情報可視化関連ツール集．

ブラウザで容易にビジュアルをシェアできるJavascriptベースの可視化は普及していくだろう．

D3.js 汎用のデータ可視化のためのJavascriptライブラリ．
sigma.js ネットワークの可視化に特化したJavascriptライブラリ．

メディアアート，ビジュアルデザインのためのデータ処理統合環境．情報可視化とセンシング，HCI（Human-Computer Interaction）の橋渡し．

processing
processingjs（processingのJavascript実装）
openFrameworks – is an open source toolkit designed for creative coding.

コミュニティ

情報可視化に関連した学術・学際コミュニティを挙げる．

InfoVis:Wiki

各種カンファレンスの案内やポスドクの公募等の情報入手に便利．

IEEE Vis

毎年米国で開催される情報可視化の会議．2012年まではVisWeekという名前で開催．

VisWeek2012@Seattle
Vis2013@Atlanta

PacificVis

その名の通りアジア・太平洋地域で開催される情報可視化の会議．

PacificVis 2012@Songdo
PacificVis 2013@Sydney

EuroVis

その名の通り欧州で開催される情報可視化の会議．

EuroVis 2012@Vienna
EuroVis 2013@Leipzig

IV: International Conference Information Visualisation

欧州（主に英国）で開催される情報可視化の会議．

IV2012@Montpellier
IV2013@London

VISIGRAPP: International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications

欧州で開催されるコンピュータビジョン，コンピュータグラフィクス，情報可視化の理論と応用に関する会議．

VISIGRAPP2012@Rome
VISIGRAPP2013@Barcelona

SEE CONFERENCE

ドイツで開催される情報可視化の会議．過去の講演も一部視聴可能．

Eyeo Festival

データ可視化やHCI，アート，デザインに関する学際的集会．Eyeo Festival on Vimeoで過去の講演を視聴可能．

Graph Drawing (GD)

ネットワークの可視化を扱う会議の老舗．最初の集まりは1992年にまで遡るらしい（ちなみに力学的レイアウト手法でよく用いられるKamada-Kawai法は1988年）．

GD2012@Redmond
GD2013@Bordeaux

The International Conference on the Theory and Application of Diagrams

ダイアグラム全般を扱う会議．隔年で開催．

（社）可視化情報学会

国内の関連学会．"科学的可視化"が主体で"情報可視化"は依然マイナーな印象．

リンク集

最近ではインフォグラフィクスの成果が広報やジャーナリズムの訴求力を増す手段としてメディアで用いられる機会が多くなっており，データを集めて可視化するという一連のフレームワークを"democratize"する動きが活発である．あるいは様々なセンサスデータを公共財として利用する機運が高まっている．情報可視化研究も直接的に貢献できる部分は大きいだろう．ここでは直接・間接的に関連すると思われる雑多なリソースを挙げる．

ポータル

DATA.GOV

連邦政府保有のデータに柔軟な手段（複数のファイル形式やAPI）でアクセス可能．同様の動きは各国に広がっている．

Linked Data | つながるデータ

日本における公共データ共有への動き．

情報可視化のコミュニティサイト．各種ツールやデータを利用できる．

visualizing.org – A community of creative people making sense of complex issues through data and design
Many Eyes | IBM
Google Fusion Tables | Google
Tableau Public | Tableau Software（2003年にスタンフォード大学からスピンアウトしたデータ可視化専門の企業）

ツタグラ [伝わるINFOGRAPHICS]

経産省が運営するインフォグラフィクスのコミュニティサイト．

事例

The Observatory of Economic Complexity – is a tool that allows users to quickly compose a visual narrative about countries and the products they exchange.

貿易データが利用可能．

Gapminder World | Hans Rosling

Fighting devastating ignorance with fact-based worldviews everyone can understand. TED映像．

Mapping Wikipedia | TraceMedia

Wikipediaの記事に付与された位置情報に従い記事を地図上にマッピング．

A Cartography of the Anthropocene | Globaïa

環境問題への関心を惹起することを目的とした教育機関Globaïaによる事例．

Politilines | Periscopic