percepção humana e processamento de informação - 0...
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Percepção Humana e Processamento deInformação
SCC5836 – Visualização Computacional
Prof. Fernando V. Paulovichhttp://www.icmc.usp.br/~paulovic
Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC)Universidade de São Paulo (USP)
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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O que é Percepção
Como as visualizações são percebidas?
Como sabemos se nossa representação visual não épercebida diferentemente por diferentes usuários?
Como podemos ter certeza de que os dados queapresentamos são entendidos?
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O que é Percepção
Como as visualizações são percebidas?
Como sabemos se nossa representação visual não épercebida diferentemente por diferentes usuários?
Como podemos ter certeza de que os dados queapresentamos são entendidos?
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O que é Percepção
Como as visualizações são percebidas?
Como sabemos se nossa representação visual não épercebida diferentemente por diferentes usuários?
Como podemos ter certeza de que os dados queapresentamos são entendidos?
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O que é Percepção
Percepção
É o processo de reconhecer, organizar e interpretarinformação sensorial (visão, audição, paladar e tato)É o processo pelo qual interpretamos o mundo a nossa volta,formando um representação mental do que nos cerca
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O que é Percepção
Percepção
É o processo de reconhecer, organizar e interpretarinformação sensorial (visão, audição, paladar e tato)
É o processo pelo qual interpretamos o mundo a nossa volta,formando um representação mental do que nos cerca
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O que é Percepção
Percepção
É o processo de reconhecer, organizar e interpretarinformação sensorial (visão, audição, paladar e tato)É o processo pelo qual interpretamos o mundo a nossa volta,formando um representação mental do que nos cerca
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O que é Percepção
Frequentemente a representação visual de objetos são malinterpretadas
Não correspondem ao nosso sistema perceptualSão feitas para causar má-interpretação (ilusão de ótica)
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O que é Percepção
As vezes um objeto primário pode ser percebido maisrapidamente do que objetos secundários
Objetos secundários normalmente requerem mais tempo e esforçopara serem vistos
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O que é Percepção
As vezes um objeto primário pode ser percebido maisrapidamente do que objetos secundários
Objetos secundários normalmente requerem mais tempo e esforçopara serem vistos
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O que é Percepção
12 / 134
O que é Percepção
Alguns efeitos do nosso sistema visual podem não seresperados
Sistema não é estático, e frequentemente não temos totalcontrole sobre o mesmo
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O que é Percepção
Alguns efeitos do nosso sistema visual podem não seresperados
Sistema não é estático, e frequentemente não temos totalcontrole sobre o mesmo
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O que é Percepção
As visualizações de dados devem ser construídas de forma aevitar essas interferências
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O que é Percepção
Nosso sistema visual força a interpretação de objetos deformas específicas
É possível explicar as causas das ilusões de ótica?Como evitar visualizações ambíguas ou que criem artefatos?
(a) (b)
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O que é Percepção
Objetivo
Importante identificar mesmo que de forma rudimentar quaisaspectos da visualização não podem ser violados
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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Espectro Visível
Somente uma pequena faixa de ondas de luz é visívelEssa faixa depende de cada pessoa e da idade
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Anatomia do Sistema Visual
A parte que contém os fotoreceptores e é responsável pelapercepção visual é a retina
Bastonetes: percepção de intensidade, acromático (visãonoturna)Cones: percepção de cor (fóvea)
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Anatomia do Sistema Visual
Os fotoreceptores são distribuídos radialmente a partir dafóvea, com cones concentrados na fóvea o que pode causarpontos cegos
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Movimento dos Olhos
Os olhos estão sempre em movimento para capturar umacena, e existem diferentes tipos de movimentos
Movimento suave de perseguição: os olhos movem suavemente,não há saltos, seguindo um objetoMovimento de vergência: direção de visão dos olhos não éparalelaMovimento sacádico: resultado de vários pontos de interesse(pode ser inconsciente). Olhos fixam a visão nos pontos deinteresseMascaramento sacádico: entre movimento sácadicos e fixaçãoexiste a supressão do que está no meio
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Movimento dos Olhos
Os olhos estão sempre em movimento para capturar umacena, e existem diferentes tipos de movimentos
Movimento suave de perseguição: os olhos movem suavemente,não há saltos, seguindo um objeto
Movimento de vergência: direção de visão dos olhos não éparalelaMovimento sacádico: resultado de vários pontos de interesse(pode ser inconsciente). Olhos fixam a visão nos pontos deinteresseMascaramento sacádico: entre movimento sácadicos e fixaçãoexiste a supressão do que está no meio
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Movimento dos Olhos
Os olhos estão sempre em movimento para capturar umacena, e existem diferentes tipos de movimentos
Movimento suave de perseguição: os olhos movem suavemente,não há saltos, seguindo um objetoMovimento de vergência: direção de visão dos olhos não éparalela
Movimento sacádico: resultado de vários pontos de interesse(pode ser inconsciente). Olhos fixam a visão nos pontos deinteresseMascaramento sacádico: entre movimento sácadicos e fixaçãoexiste a supressão do que está no meio
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Movimento dos Olhos
Os olhos estão sempre em movimento para capturar umacena, e existem diferentes tipos de movimentos
Movimento suave de perseguição: os olhos movem suavemente,não há saltos, seguindo um objetoMovimento de vergência: direção de visão dos olhos não éparalelaMovimento sacádico: resultado de vários pontos de interesse(pode ser inconsciente). Olhos fixam a visão nos pontos deinteresse
Mascaramento sacádico: entre movimento sácadicos e fixaçãoexiste a supressão do que está no meio
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Movimento dos Olhos
Os olhos estão sempre em movimento para capturar umacena, e existem diferentes tipos de movimentos
Movimento suave de perseguição: os olhos movem suavemente,não há saltos, seguindo um objetoMovimento de vergência: direção de visão dos olhos não éparalelaMovimento sacádico: resultado de vários pontos de interesse(pode ser inconsciente). Olhos fixam a visão nos pontos deinteresseMascaramento sacádico: entre movimento sácadicos e fixaçãoexiste a supressão do que está no meio
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Movimento dos Olhos
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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Processamento Perceptual
O processo de percepção pode ser controlado (atentivo) enão-controlado (pré-atentivo)
Processo pré-atentivo é rápido e paraleloProcesso atentivo é lento e transforma efeitos visuais iniciais emobjetos
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Processo Pré-Atentivo
Propriedades visuais pré-atentivas são rapidamente eprecisamente detectados (conjunto pequeno)
Tarefas executadas em menos de 200ms a 250ms com poucoesforço (processamento paralelo)
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho(tonalidade)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho(tonalidade)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho(tonalidade)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho (forma)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho (forma)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho (forma)?
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Processo Pré-Atentivo
Combinação de características não únicas normalmente nãopode ser detectada pré-atentivamente
Se alguma das características estiver presente nos objetosnão-alvo (distratores), processo pode se tornar sequencial
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho (forma +tonalidade)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho (forma +tonalidade)?
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Processo Pré-Atentivo
Quanto tempo demora a identificar o círculo vermelho (forma +tonalidade)?
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Processo Pré-Atentivo
Portanto: o mapeamento de diferentes atributos para elementosvisuais deve ser criterioso, não produzindo interferência
Além de cor e forma, os seguintes aspectos são pré-atentivoscomprimentolarguratamanhonúmeroterminadoresintersecçõesintensidadeetc.
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Processo Pré-Atentivo
Experimentos em psicologia tem usado essas característicaspara realizar as seguintes tarefas pré-atentivas
Detecção de alvos: presença ou ausência de um objeto emparticularDetecção de fronteiras: detectar fronteiras (textura) entre doisgrupos de elementos onde elementos de um grupo tempropriedades visuais comunsRastreio de região: seguir um ou mais elementos conforme elesmovem no tempo e espaçoContagem e estimação: determinar o número de elementos coma mesma característica visual
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Processo Pré-Atentivo
Experimentos em psicologia tem usado essas característicaspara realizar as seguintes tarefas pré-atentivas
Detecção de alvos: presença ou ausência de um objeto emparticular
Detecção de fronteiras: detectar fronteiras (textura) entre doisgrupos de elementos onde elementos de um grupo tempropriedades visuais comunsRastreio de região: seguir um ou mais elementos conforme elesmovem no tempo e espaçoContagem e estimação: determinar o número de elementos coma mesma característica visual
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Processo Pré-Atentivo
Experimentos em psicologia tem usado essas característicaspara realizar as seguintes tarefas pré-atentivas
Detecção de alvos: presença ou ausência de um objeto emparticularDetecção de fronteiras: detectar fronteiras (textura) entre doisgrupos de elementos onde elementos de um grupo tempropriedades visuais comuns
Rastreio de região: seguir um ou mais elementos conforme elesmovem no tempo e espaçoContagem e estimação: determinar o número de elementos coma mesma característica visual
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Processo Pré-Atentivo
Experimentos em psicologia tem usado essas característicaspara realizar as seguintes tarefas pré-atentivas
Detecção de alvos: presença ou ausência de um objeto emparticularDetecção de fronteiras: detectar fronteiras (textura) entre doisgrupos de elementos onde elementos de um grupo tempropriedades visuais comunsRastreio de região: seguir um ou mais elementos conforme elesmovem no tempo e espaço
Contagem e estimação: determinar o número de elementos coma mesma característica visual
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Processo Pré-Atentivo
Experimentos em psicologia tem usado essas característicaspara realizar as seguintes tarefas pré-atentivas
Detecção de alvos: presença ou ausência de um objeto emparticularDetecção de fronteiras: detectar fronteiras (textura) entre doisgrupos de elementos onde elementos de um grupo tempropriedades visuais comunsRastreio de região: seguir um ou mais elementos conforme elesmovem no tempo e espaçoContagem e estimação: determinar o número de elementos coma mesma característica visual
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Visão Pós-atentiva
Além de perguntar quais características chamam atenção emuma cena, é interessante perguntar
“O que acontece com a representação visual de um objeto quandoparamos de prestar atenção nesse e olhamos em outradireção (processo pós-atentivo)?”
Aparentemente a crença de que as representações visuaisacumulam quanto mais olhamos uma cena não é verdadeira
Uma das explicações da ocorrência do “change blindness”
A representação visual pré-atentiva de um objeto após seuestudo por usuário é idêntica a que ele obtém após olharalguma outra coisa e voltar a olhar para o objeto
Nada é armazenado no sistema visual após o foco de atençãomudar de lugar
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Visão Pós-atentiva
Além de perguntar quais características chamam atenção emuma cena, é interessante perguntar
“O que acontece com a representação visual de um objeto quandoparamos de prestar atenção nesse e olhamos em outradireção (processo pós-atentivo)?”
Aparentemente a crença de que as representações visuaisacumulam quanto mais olhamos uma cena não é verdadeira
Uma das explicações da ocorrência do “change blindness”
A representação visual pré-atentiva de um objeto após seuestudo por usuário é idêntica a que ele obtém após olharalguma outra coisa e voltar a olhar para o objeto
Nada é armazenado no sistema visual após o foco de atençãomudar de lugar
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Visão Pós-atentiva
Além de perguntar quais características chamam atenção emuma cena, é interessante perguntar
“O que acontece com a representação visual de um objeto quandoparamos de prestar atenção nesse e olhamos em outradireção (processo pós-atentivo)?”
Aparentemente a crença de que as representações visuaisacumulam quanto mais olhamos uma cena não é verdadeira
Uma das explicações da ocorrência do “change blindness”
A representação visual pré-atentiva de um objeto após seuestudo por usuário é idêntica a que ele obtém após olharalguma outra coisa e voltar a olhar para o objeto
Nada é armazenado no sistema visual após o foco de atençãomudar de lugar
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Visão Pós-atentiva
Teste: Efetuar busca sem olhar a cena previamente
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Visão Pós-atentiva
Teste: Efetuar busca sem olhar a cena previamente
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Visão Pós-atentiva
Teste: Efetuar busca sem olhar a cena previamente
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Visão Pós-atentiva
Teste: Efetuar busca olhando a cena previamente por um curtoperíodo (300ms)
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Visão Pós-atentiva
Teste: Efetuar busca olhando a cena previamente por um curtoperíodo (300ms)
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Visão Pós-atentiva
Teste: Efetuar busca olhando a cena previamente por um curtoperíodo (300ms)
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Visão Pós-atentiva
ConclusãoAtenção prolongada aos objetos testados não torna a buscavisual mais eficiente
Portanto as visualizações devem chamar atenção para aspotenciais áreas de interesse (métodos pré-atentivos)
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Visão Pós-atentiva
ConclusãoAtenção prolongada aos objetos testados não torna a buscavisual mais eficiente
Portanto as visualizações devem chamar atenção para aspotenciais áreas de interesse (métodos pré-atentivos)
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Hierarquia de Características
Uma abordagem promissora para visualização multi-dimensionalseria mapear diferentes atributos para diferentescaracterísticas visuais
Um requisito é não causar interferência visual, interações entrediferentes características podem ocultar informação
Outro tipo de interferência resulta de um possível hierarquiaexistente entre características, favorecendo um tipo específico
Por exemplo, detecção de fronteiras é mais fácil de ser feita comcor do que forma
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Hierarquia de Características
Uma abordagem promissora para visualização multi-dimensionalseria mapear diferentes atributos para diferentescaracterísticas visuais
Um requisito é não causar interferência visual, interações entrediferentes características podem ocultar informação
Outro tipo de interferência resulta de um possível hierarquiaexistente entre características, favorecendo um tipo específico
Por exemplo, detecção de fronteiras é mais fácil de ser feita comcor do que forma
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Hierarquia de Características
Existe algum padrão?
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Hierarquia de Características
Existe algum padrão?
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Hierarquia de Características
Existe algum padrão?
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Change Blindness
Recentemente foi descoberto que as imagens que formamosnão são “fotografias” de uma cena, elas dependem tambémde nossas expectativas e objetivos
Também foi descoberto que detalhes de uma imagem nãopodem ser lembrados entre cenas separadas, exceto emáreas que atenção tenha sido dada
Interrupções no que vemos causam “cegueira” para detalhessignificativos (“change blindness”)
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Change Blindness
Recentemente foi descoberto que as imagens que formamosnão são “fotografias” de uma cena, elas dependem tambémde nossas expectativas e objetivos
Também foi descoberto que detalhes de uma imagem nãopodem ser lembrados entre cenas separadas, exceto emáreas que atenção tenha sido dada
Interrupções no que vemos causam “cegueira” para detalhessignificativos (“change blindness”)
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Change Blindness
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Change Blindness
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Change Blindness
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Change Blindness
A implicação para visualização é, como as imagens de umavisualização são novas para um usuário, expectativas préviasnão podem ser usadas para guiar uma análise
Portanto, a visualização deve chamar atenção para áreasimportantes
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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Cor
Cor é uma das características mais comuns na visualizaçãoDiferentes escalas: arco-íris, vermelho-azul, vermelho-verde, etc.
Técnicas mais avançadas buscam controlar as diferençasentre as cores no lugar da distância entre suas posições noespaço RGB, melhorando
Balanço perceptual: passos unitários na escala produzdiferenças uniformes na corPoder de distinção: fácil de distinguir as coresFlexibilidade: qualquer cor pode ser escolhida
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Cor
Figura: Exemplos de escalas de cor representando mapas meteorológicos.
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Textura
Textura pode ser vista como uma característica como corRegularidade, direcionalidade, contraste, tamanho, etc. podemdefinir uma textura
Em visualização, textura vem sendo usada para mapeardiferentes atributos
Textura muda conforme os dadosOrientação em 2D também pode ser empregada
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Movimento
Movimento também é uma característica perceptual
Três propriedades do movimento vem sendo estudadasDireção de movimentoVelocidade de movimentoCintilação (flicker)
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Problemas de Memória
Três tipos de memória são relevantes para visualização
Memória sensorial: grandes quantidade de informação sãoprocessadas rapidamente. O aprendizado é físico e pode sermelhorado por repetição
Memória de tempo curto: pouca capacidade, dura menos doque 30s (começo de um pensamento), pode ser melhoradaagrupando elementos e por repetição
Memória de longo tempo: teoricamente ilimitada,recuperação de informação é um problema, não confiável elenta. Pode ser melhorada usando associações e agrupandoelementos
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Problemas de Memória
Três tipos de memória são relevantes para visualização
Memória sensorial: grandes quantidade de informação sãoprocessadas rapidamente. O aprendizado é físico e pode sermelhorado por repetição
Memória de tempo curto: pouca capacidade, dura menos doque 30s (começo de um pensamento), pode ser melhoradaagrupando elementos e por repetição
Memória de longo tempo: teoricamente ilimitada,recuperação de informação é um problema, não confiável elenta. Pode ser melhorada usando associações e agrupandoelementos
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Problemas de Memória
Três tipos de memória são relevantes para visualização
Memória sensorial: grandes quantidade de informação sãoprocessadas rapidamente. O aprendizado é físico e pode sermelhorado por repetição
Memória de tempo curto: pouca capacidade, dura menos doque 30s (começo de um pensamento), pode ser melhoradaagrupando elementos e por repetição
Memória de longo tempo: teoricamente ilimitada,recuperação de informação é um problema, não confiável elenta. Pode ser melhorada usando associações e agrupandoelementos
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Problemas de Memória
Três tipos de memória são relevantes para visualização
Memória sensorial: grandes quantidade de informação sãoprocessadas rapidamente. O aprendizado é físico e pode sermelhorado por repetição
Memória de tempo curto: pouca capacidade, dura menos doque 30s (começo de um pensamento), pode ser melhoradaagrupando elementos e por repetição
Memória de longo tempo: teoricamente ilimitada,recuperação de informação é um problema, não confiável elenta. Pode ser melhorada usando associações e agrupandoelementos
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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Métricas
Perguntas importantes
Quantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Perguntas importantesQuantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?
Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Perguntas importantesQuantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?
Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Perguntas importantesQuantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?
Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Perguntas importantesQuantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Perguntas importantesQuantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Perguntas importantesQuantos tamanhos e orientações de linhas podem ser percebidas?Quantos diferentes tons e volumes de som podem serdistinguidos?Qual a nossa capacidade quando lidamos com cor, sabor, cheiro,ou qualquer outro senso?Como conseguimos distinguir centenas de rostos e milhares depalavras?
Quando projetando uma visualização é importante saber alimitação humana para evitar gerar imagens ambíguas,difíceis de interpretar ou que levem a conclusões erradas
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Métricas
Para visualização, o que queremos saber é
Quais entidades gráficas podem ser medidas precisamente peloshumanos?Quantas entidades distintas podem ser usadas sem confusão?Com qual nível de precisão percebemos as diversas primitivas?Como combinar primitivas para reconhecer fenômenoscomplexos?Como cor deve ser usada para apresentar informação?
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Métricas
Para visualização, o que queremos saber éQuais entidades gráficas podem ser medidas precisamente peloshumanos?
Quantas entidades distintas podem ser usadas sem confusão?Com qual nível de precisão percebemos as diversas primitivas?Como combinar primitivas para reconhecer fenômenoscomplexos?Como cor deve ser usada para apresentar informação?
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Métricas
Para visualização, o que queremos saber éQuais entidades gráficas podem ser medidas precisamente peloshumanos?Quantas entidades distintas podem ser usadas sem confusão?
Com qual nível de precisão percebemos as diversas primitivas?Como combinar primitivas para reconhecer fenômenoscomplexos?Como cor deve ser usada para apresentar informação?
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Métricas
Para visualização, o que queremos saber éQuais entidades gráficas podem ser medidas precisamente peloshumanos?Quantas entidades distintas podem ser usadas sem confusão?Com qual nível de precisão percebemos as diversas primitivas?
Como combinar primitivas para reconhecer fenômenoscomplexos?Como cor deve ser usada para apresentar informação?
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Métricas
Para visualização, o que queremos saber éQuais entidades gráficas podem ser medidas precisamente peloshumanos?Quantas entidades distintas podem ser usadas sem confusão?Com qual nível de precisão percebemos as diversas primitivas?Como combinar primitivas para reconhecer fenômenoscomplexos?
Como cor deve ser usada para apresentar informação?
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Métricas
Para visualização, o que queremos saber éQuais entidades gráficas podem ser medidas precisamente peloshumanos?Quantas entidades distintas podem ser usadas sem confusão?Com qual nível de precisão percebemos as diversas primitivas?Como combinar primitivas para reconhecer fenômenoscomplexos?Como cor deve ser usada para apresentar informação?
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Modelos de Recursos do Processamento Humano deInformação
Para fazer medidas precisamos de uma métricaUma utilizada é conhecida como Capacidade do Canalemprestada do campo de teoria da informação
Capacidade do Canal
Mede-se o número de níveis distintos de estímulos que épossível identificar com alta precisão
A partir de um certo ponto, aumentar o número de níveisaumenta a taxa de erro e nenhuma informação adicional éextraídaMedido em bits, 8 níveis são 3 bits
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Modelos de Recursos do Processamento Humano deInformação
Para fazer medidas precisamos de uma métricaUma utilizada é conhecida como Capacidade do Canalemprestada do campo de teoria da informação
Capacidade do Canal
Mede-se o número de níveis distintos de estímulos que épossível identificar com alta precisão
A partir de um certo ponto, aumentar o número de níveisaumenta a taxa de erro e nenhuma informação adicional éextraídaMedido em bits, 8 níveis são 3 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Tom de um som: 6 tons são distinguíveis (2.5 bits)
Altura de um som: 5 níveis de som são distinguíveis (2.3 bits)
Salinidade: 4 níveis são distinguíveis (2 bits)
Posição de uma linha: entre 10 e 15 níveis são distinguíveis(3.25 bits)
Tamanho de quadrados: 4 e 5 níveis diferentes sãodistinguíveis (2.2 bits)
Cor: 10 níveis de tonalidade são distinguíveis e 5 níveis de brilho(3.1 e 2.3 bits, respectivamente)
Geometria de Linhas: para o tamanho da linha a 2.6-3 bits,para orientação 2.8-3.3 bits para orientação e 2.2 para curvatura
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Julgamento Absoluto de Estímulos 1D
Na média o largura do canal é de 2.6 bits, com desvio padrão de0.6, ou seja, 6 a 7 níveis podem ser distinguidos com precisão
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Uma solução para melhorar essa limitação seria unir diferentesestímulos
Unindo um canal com capacidade CA com outro com CB nãoresulta em um canal com capacidade CA +CB
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Ponto em um quadrado: medida de duas posições (vertical ehorizontal) não dobra o canal de posição na linha (6.5 bits), maschega a 4.6 bits
Salinidade e doçura: não dobra o canal da salinidade (3.8 bits),mas alcança somente 2.3 bits
Altura e tom do som: não resulta no soma dos dois canais (4.8bits), mas sim 3.1 bits
Tonalidade e saturação da cor: não resulta na soma de amboscanais (4.8 bits), mas sim 3.6 bits
Tamanho, brilho e tonalidade: não resulta na soma dascaracterísticas individuais (7.6 bits), mas sim 4.1 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Ponto em um quadrado: medida de duas posições (vertical ehorizontal) não dobra o canal de posição na linha (6.5 bits), maschega a 4.6 bits
Salinidade e doçura: não dobra o canal da salinidade (3.8 bits),mas alcança somente 2.3 bits
Altura e tom do som: não resulta no soma dos dois canais (4.8bits), mas sim 3.1 bits
Tonalidade e saturação da cor: não resulta na soma de amboscanais (4.8 bits), mas sim 3.6 bits
Tamanho, brilho e tonalidade: não resulta na soma dascaracterísticas individuais (7.6 bits), mas sim 4.1 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Ponto em um quadrado: medida de duas posições (vertical ehorizontal) não dobra o canal de posição na linha (6.5 bits), maschega a 4.6 bits
Salinidade e doçura: não dobra o canal da salinidade (3.8 bits),mas alcança somente 2.3 bits
Altura e tom do som: não resulta no soma dos dois canais (4.8bits), mas sim 3.1 bits
Tonalidade e saturação da cor: não resulta na soma de amboscanais (4.8 bits), mas sim 3.6 bits
Tamanho, brilho e tonalidade: não resulta na soma dascaracterísticas individuais (7.6 bits), mas sim 4.1 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Ponto em um quadrado: medida de duas posições (vertical ehorizontal) não dobra o canal de posição na linha (6.5 bits), maschega a 4.6 bits
Salinidade e doçura: não dobra o canal da salinidade (3.8 bits),mas alcança somente 2.3 bits
Altura e tom do som: não resulta no soma dos dois canais (4.8bits), mas sim 3.1 bits
Tonalidade e saturação da cor: não resulta na soma de amboscanais (4.8 bits), mas sim 3.6 bits
Tamanho, brilho e tonalidade: não resulta na soma dascaracterísticas individuais (7.6 bits), mas sim 4.1 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Ponto em um quadrado: medida de duas posições (vertical ehorizontal) não dobra o canal de posição na linha (6.5 bits), maschega a 4.6 bits
Salinidade e doçura: não dobra o canal da salinidade (3.8 bits),mas alcança somente 2.3 bits
Altura e tom do som: não resulta no soma dos dois canais (4.8bits), mas sim 3.1 bits
Tonalidade e saturação da cor: não resulta na soma de amboscanais (4.8 bits), mas sim 3.6 bits
Tamanho, brilho e tonalidade: não resulta na soma dascaracterísticas individuais (7.6 bits), mas sim 4.1 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Ponto em um quadrado: medida de duas posições (vertical ehorizontal) não dobra o canal de posição na linha (6.5 bits), maschega a 4.6 bits
Salinidade e doçura: não dobra o canal da salinidade (3.8 bits),mas alcança somente 2.3 bits
Altura e tom do som: não resulta no soma dos dois canais (4.8bits), mas sim 3.1 bits
Tonalidade e saturação da cor: não resulta na soma de amboscanais (4.8 bits), mas sim 3.6 bits
Tamanho, brilho e tonalidade: não resulta na soma dascaracterísticas individuais (7.6 bits), mas sim 4.1 bits
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Julgamento Absoluto de Estímulos Multi-Dimensionais
Combinar diferentes estímulos não resulta na soma dos níveisindividuais
A soma reduz nossa capacidade de reconhecer os estímulosindividualmente
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Julgamento Relativo
Outra possibilidade é ao invés de usarmos julgamento absoluto,empregarmos julgamento relativo
Determinar diferenças ao invés de extrair um valor
(a)
(b)
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Julgamento Relativo
Outra possibilidade é ao invés de usarmos julgamento absoluto,empregarmos julgamento relativo
Determinar diferenças ao invés de extrair um valor
(a) (b)
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanhoângulo/inclinaçãoáreavolumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comum
posição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanhoângulo/inclinaçãoáreavolumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadas
tamanhoângulo/inclinaçãoáreavolumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanho
ângulo/inclinaçãoáreavolumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanhoângulo/inclinação
áreavolumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanhoângulo/inclinaçãoárea
volumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanhoângulo/inclinaçãoáreavolume
tonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Testes foram realizados e foi detectado que erros perceptuaisocorrem de forma crescente nos seguintes cenários
posição ao longo de uma escala comumposição ao longo de escala idênticas, não alinhadastamanhoângulo/inclinaçãoáreavolumetonalidade, saturação e densidade de cor
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Julgamento Relativo
Detectar uma mudança é proporcional a diferença relativa(zoom não melhora a efetividade da informação)
Usar um volume é muito menos efetivo para comunicarinformação do que usar área ou linha
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Julgamento Relativo
Detectar uma mudança é proporcional a diferença relativa(zoom não melhora a efetividade da informação)
Usar um volume é muito menos efetivo para comunicarinformação do que usar área ou linha
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Julgamento Relativo
Detectar uma mudança é proporcional a diferença relativa(zoom não melhora a efetividade da informação)
Usar um volume é muito menos efetivo para comunicarinformação do que usar área ou linha
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Expandindo Capacidade
Julgamento relativo é melhor do que o absolutoUsar uma grande ou marcas pode melhorar a visualização
Combinar estímulos pode melhorar a capacidade do canalTeoricamente existe uma limitação de 10 diferentes níveisdiferenciáveis
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Expandindo Capacidade
Julgamento relativo é melhor do que o absolutoUsar uma grande ou marcas pode melhorar a visualização
Combinar estímulos pode melhorar a capacidade do canalTeoricamente existe uma limitação de 10 diferentes níveisdiferenciáveis
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Relacionamento com Memória Imediata
Estudos sugerem que é possível se lembrar de uma sequenciade aproximadamente no máximo 7 estímulos
Recordar 6 palavras monossilábicas é tão difícil quantomemorizar 6 multissilábicas
Então agrupamos os elementos nas maiores unidades possíveis
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Relacionamento com Memória Imediata
Estudos sugerem que é possível se lembrar de uma sequenciade aproximadamente no máximo 7 estímulos
Recordar 6 palavras monossilábicas é tão difícil quantomemorizar 6 multissilábicas
Então agrupamos os elementos nas maiores unidades possíveis
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Papel da Gravação
Podemos crescer a complexidade das unidades para aumentarnossa capacidade?
Esse é o processo de gravação
A organização da informação em grupos provê maiorcapacidade, mas depende do indivíduo
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O Papel do Foco e Expectativa
Em tarefas com imagens com múltiplos atributos, mas comusuários tendo que reportar apenas um, treinamento préviopode melhorar os resultados
Se o usuário consegue focar em um pequeno grupo de atributos, épossível diminuir a influencia dos atributos fora de foco
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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Trabalho
Na próxima aula trazer exemplos de visualizações, retiradas deartigos científicos (inclusive apresente o artigo), que nãoconsideram a teoria de percepção apresentada aqui
IEEE Information VisualizationIEEE VisualizationIEEE Transactions on Visualization and Computer GraphicsComputer & GraphicsInformation Visualization (London)etc.
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Trabalho
Alguns artigosNahum D. Gershon. How to lie and confuse with visualization. InProceedings of the 20th annual conference on Computer graphicsand interactive techniques (SIGGRAPH ’93). ACM, New York, NY,USA, 387-388.Al Globus e Eric Raible. Fourteen Ways to Say Nothing WithScientific Visualization, Computer, v.27 n.7, p.86-88, July 1994.Bernice E. Rogowitz, Lloyd A. Treinish e Steve Bryson. How not tolie with visualization. Comput. Phys. 10, 3 (June 1996), 268-273.
Alguns endereçoshttp://www.datavis.ca/gallery/lie-factor.php
http://www.idi.ntnu.no/~zoran/papers/VisLies.ppt
http://vadl.cc.gatech.edu/getDocument.php?doc=407
http://www.csc.ncsu.edu/faculty/healey/PP/
http://www.interaction-design.org/encyclopedia/data_
visualization_for_human_perception.html
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Sumário
1 O que é Percepção
2 Fisiologia
3 Processamento Perceptual
4 Percepção em Visualização
5 Métricas
6 Trabalho
7 Referências
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Referências
Ward, M., Grinstein, G. G., Keim, D. Interactive datavisualization foundations, techniques, and applications.Natick, Mass., A K Peters, 2010.
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