Como visualizar pontos de dados científicos bidimensionais em um gráfico ... em escala de cinza?

Não tenho certeza se este é o site correto para esta pergunta. O modelo vem da Física, os dados vêm da física computacional, o gráfico é feito com LaTeX, mas minha pergunta é sobre a apresentação e o layout de tudo.

Você pode clicar em todas as imagens para obter um PDF em vetor.

Como tenho pontos de dados que dependem de dois parâmetros, fiz um gráfico 3D com eles:

http://chaos.stw-bonn.de/users/mu/uploads/2014-06-25/mesh.png

Eu acho que isso dá uma boa impressão de que os dados caem para o pequeno "a" e que existe um aumento para o tamanho moderado "sigma". No entanto, você realmente não pode ler nenhum número disso. Eu preciso disso, no entanto.

Então, eu coloquei todos os dados em um gráfico bidimensional, codificando o “sigma” com uma cor. Como os pontos de dados se sobrepõem, acho útil conectá-los a linhas assim:

http://chaos.stw-bonn.de/users/mu/uploads/2014-06-25/a-E0-solid-dotted.pdf.png

Para mim, a versão acima é a versão mais legível de todas. As linhas de conexão entre os pontos não são realmente justificáveis ​​do ponto de vista científico, pois não posso supor que elas descrevam bem a Física. As únicas coisas que podem ter alguns significados são as linhas interpoladas que eu tracei na versão acima.

Seria mais científico tê-lo assim, sem conectar segmentos de linha:

http://chaos.stw-bonn.de/users/mu/uploads/2014-06-25/a-E0-none-solid.pdf.png

Mesmo com a cor, é mais difícil seguir os pontos de cada cor. A primeira versão mostra-me imediatamente que os pontos caem para o pequeno "a". Com o segundo, ele pode ser visto, mas apenas se você olhar de perto.

Talvez eu possa usar linhas pontilhadas para ajudar os olhos do leitor, mas não implicando nada, como:

http://chaos.stw-bonn.de/users/mu/uploads/2014-06-25/a-E0-dotted-solid.png

Além disso, gostaria de evitar o uso de cores. Isso será impresso algumas vezes e as páginas coloridas terão um preço dez vezes maior do que as páginas em escala de cinza. Tentei dividir os dados no meio, para que eles não se cruzem mais. Esta é a segunda metade dos dados, os pequenos “sigma”. Eu adicionei os segmentos de linha não científicos e tenho a legenda ordenada de cima para baixo:

http://chaos.stw-bonn.de/users/mu/uploads/2014-06-25/Abbildung-minus1-fein.pdf.png

Eu acho que isso é legível, exceto para os segmentos de linha de conexão. A divisão dos dados em vários gráficos facilita a leitura de cada gráfico, mas é mais difícil comparar os dados.

Sem os segmentos de linha, preciso de marcadores diferentes para cada conjunto de dados para mantê-los separados. Isso gera gráficos desordenados imediatamente, então tornei os conjuntos de dados menos importantes um pouco mais leves.

http://chaos.stw-bonn.de/users/mu/uploads/2014-06-25/Abbildung-minus1-grob.pdf.png

Isso não tem segmentos de linha e não usa cores, mas não acho fácil ver o que está acontecendo.

O que eu poderia fazer para obter os dados mostrados de forma legível?

Ao trabalhar com itens que todos devem ter 100% e a mesma cor, observo o que diferencia os itens:

• tamanho (incluindo larguras de traços)
• estilo (traços, pontos, etc.)
• preenchimento (oco, sólido, padrões)
• forma

Então, é uma questão de como eu posso ajustar essas quatro configurações para criar uma distinção suficiente entre os itens para que eles fiquem visivelmente diferentes.

A variação de traços nos caminhos fará bem em criar distinção entre esses itens. Provavelmente poderia ser refinado um pouco mais do que acima. No entanto, esse parece ser um caminho frutífero a seguir para esses itens.

Os indicadores ainda não estão claros. Eu brinquei com o uso de alguns preenchidos e outros vazios, mas nada permitia uma distinção clara entre o quadrado, o diamante e o triângulo. Eles são todos muito semelhantes em forma. Então .... eliminei algumas formas em favor de preenchimentos variados.

Eu removi os triângulos porque eles eram da forma mais confusa e facilmente mal interpretados. Substituiu-os por um círculo preenchido. Também alterei os diamantes para que fiquem cheios em vez de vazados.

Acabo com quatro formas distintas:
- Quadrado
oco
- Círculo oco - Diamante
preenchido - Círculo preenchido

Ainda há um pouco de confusão entre o diamante e o círculo preenchido. Então, começo a pensar em qual forma funcionaria e ser menos parecida com as outras. Hexágono - muito semelhante ao círculo, Triângulo - como afirmado, muito semelhante ao quadrado e em um tamanho pequeno, não claramente distinto do círculo. Uma estrela, talvez? Sim, mas talvez muito decorativo.

Por fim, decidi pela rota mais mínima, uma praça cheia.

Então, acabo com 4 formas distintas que são claramente identificáveis ​​e 4 caminhos distintos que são claramente separadas.

Os gráficos variados da outra imagem são um desafio. Alterar os traços do caminho ainda os separaria bem. No entanto, a sobreposição das parcelas pode apresentar um problema. Seria difícil plotar vários caminhos no mesmo ponto e não fazer com que parecessem um caminho, especialmente sem cor. Nesse caso, se possível, posso explorar matizes e traços. Tornando cada plotagem uma porcentagem de preto. Portanto, quando eles se sobrepõem, o preto fica sólido onde os traços se sobrepõem. Isso pode permitir alguma distinção visual para as placas sobrepostas. Para ser sincero, eu precisaria explorar isso mais a fundo (se a tonalidade for uma opção) antes de ter certeza.

Este não é um problema trivial; Eu só vou dar algumas sugestões gerais. Meus gráficos são conceituais , precisariam de um pouco de elegância para serem ótimos.

Primeiro: parabéns por fazer a malha no fundo cinza claro. As pessoas costumam exagerar nisso.

Não subestime o uso de alguns diagramas diferentes para demonstrar os mesmos dados! Quando as pessoas se aprofundam nas visualizações de informações, você não pode ter certeza exata sobre o que elas estão procurando; portanto, fazer dois ou três pode ser a melhor solução.

Cor

Claro; Em muitos casos, a cor é a maneira mais fácil, vou jogar com algumas soluções diferentes. Primeiro, suas cores não são realmente de alto contraste e os azuis e verdes são particularmente semelhantes. Encontrei nove cores de alto contraste usando o ColorBrewer , uma ferramenta especialmente desenvolvida para mapas, e selecionei a opção de impressão. Os cartógrafos têm lutado com isso há séculos. As cores podem não ser muito bonitas, mas esse não é realmente o ponto:

Isso daria a você um gráfico sobre isso:

Eu também sugeriria que adicionasse uma legenda extra , no final de seus gráficos. Torna mais fácil lembrar o posicionamento e ter o efeito adicional de mostrar onde os gráficos terminam e colocar o "nome" de cada gráfico mais próximo do contexto, e como eles se cruzam no final (como eles se fundem / agrupam e quais vão para cima e para baixo no final. Se isso for interessante). Mantenha a legenda "original" também, de preferência em algum lugar à esquerda. Novamente, uma ajuda sutil no mapeamento mental (por favor, não siga o meu exemplo na legenda da caixa, pois as cores não são realmente em uma ordem sensata).

Assim. Esta é a visão geral dos dados. O que fazer com a busca de detalhes? Sou fã de múltiplos pequenos . Somos máquinas para encontrar padrões e precisamos apenas de uma ajudinha. Colocaria o gráfico "grande" no início do documento relevante e repetiria a forma com os dados relevantes; com comentários. Algo assim, talvez:

Um exemplo de uso de múltiplos pequenos é Pathline:

... uma ferramenta de visualização para genômica funcional comparativa que suporta a análise de três tipos de dados biológicos ao mesmo tempo.

Desde que você esteja preocupado - e com razão - com a veracidade das linhas gráficas no que é basicamente um gráfico de dispersão, você pode suavizar as linhas, apenas para sugerir. Por exemplo, tornando cada ponto de dados uma "estação de trem" ou um alvo. portanto:

Escala de cinza

Isso também funcionará em escala de cinza. Obviamente, você pode combinar isso com sugestões de diferentes formas para Scotts.

Scott abordou a idéia básica da escala de cinza, e você pode levar isso adiante também para usar os pequenos múltiplos. Ele cobriu a idéia geral: você tem forma, direção, densidade, traço, contraste e posicionamento.

O que fazer quando os traços ficam loucos de sobreposição, conforme suas imagens 2, 4, 5?

Por exemplo, cor e escala de cinza:

Concluir. A regra mais importante é não aplicar dados bidimensionais em 3D ( eu irei fazer cocô na sua caixa de correio ).

O que eu acho que você deveria fazer? Eu acho que você deveria escolher cores, mas use-as com sabedoria. Eu acho que você deve fazer - digamos - duas representações diferentes e continuar usando pequenos múltiplos ao redor do texto.

Também vale a pena mencionar que pessoas muito inteligentes enfrentaram dificuldades e encontraram soluções para visualizações complexas. Aqui você encontrará uma lista de ferramentas digitais que podem muito bem ser úteis. Plote seus dados; gerar inúmeras versões.

Deixe-me saber se eu esqueci de abordar alguma coisa.