Russo dos Santos, Cristina, 3D Metaphoric Information Visualization, Ph.D. Dissertation, Télécom Paris - Institut Eurécom, Sophia-Antipolis France, June 2002. Also available: slideset.
Abstract. Abstract In the Information Age the difficult part is not producing or even having access to information. Our society has become increasingly rich in information and new analysis tools that enable users to make sense of it are demanded. Visualization goes beyond using computer graphics to communicate information; visualization enables us to think. This thesis studies using three-dimensional (3D) metaphoric representations for visualizing large volumes of abstract data. Specifically, it focuses four main challenges in 3D information visualization: mapping the information, visualizing it, navigating the representations, and managing dynamics.
A key research problem in the visualization of abstract information, since it has no natural and obvious physical representation, is to discover visual mappings for representing the information and to understand what analysis tasks they support. We present a framework and a strategy for automatically mapping abstract information onto 3D metaphoric virtual worlds. We give several examples of implemented visual mappings that illustrate and validate our strategy.
The fact that the information mapping is done automatically allows us to create different visualizations on the fly. Furthermore, since our mapping strategy is based on metadata, our mapping engine is virtually application domain independent. We took advantage of both features to develop multiple views for different domain applications and research their usefulness in information visualization.
Now that available graphics computing power is not a hindering factor anymore, navigation is frequently seen as the weakest link in 3D virtual worlds. We introduce a novel concept of navigation -- metaphor-aware navigation -- and build on that concept to design and implement an integrated helped-navigation system that extends the traditional navigation systems present in most 3D viewers. We provide examples to illustrate our helped-navigation mechanisms, namely the metaphor-aware navigation.
The visualization of dynamic data is still a seldom explored issue in information visualization. In this thesis, we investigate the impact of real-time visualization of dynamic data and we propose strategies to cope with data dynamics across the entire pipeline of canonical information-visualization systems. The impact of data dynamics on the visualizations is attacked with more detail and we devise constraint propagation strategies to minimize the disruptive effects the dynamics may have on the stability of the virtual world.
Résumé. En cette ère des Technologies de l'Information, la difficulté principale n'est pas tant de produire ou d'accéder à l'information elle-même. Notre société est devenue de plus en plus riche en information et de nouveaux outils d'analyse qui permettent aux utilisateurs d'en extraire la pertinence sont exigés. La visualisation dépasse le simple fait d'employer l'infographie pour communiquer l'information; la visualisation nous permet de penser.
Cette dissertation étudie l'utilisation de représentations métaphoriques tridimensionnelles (3D) pour visualiser de grands volumes de données abstraites. En particulier, elle se focalise sur quatre défis principaux dans la visualisation 3D de l'information : le mappage de l'information, la visualisation, la navigation dans les représentations, et la gestion des données dynamiques.
Puisque l'information abstraite n'a par dé nition aucune représentation physique naturelle et évidente, un des problèmes de recherche principaux dans le domaine de la visualisation de l'information abstraite est de découvrir des mappages visuels pour représenter l'information et de comprendre quelles tâches d'analyse elle supporte. Nous présentons un cadre et une stratégie pour mapper automatiquement l'information abstraite sur des mondes 3D virtuels métaphoriques. Nous donnons plusieurs exemples de mise en oeuvre de mappages visuels qui illustrent et valident notre stratégie.
Le fait que le mappage de l'information soit fait automatiquement nous permet de créer différentes visualisations à la volée. En outre, puisque notre stratégie de mappage est basée sur des méta-données, notre moteur de mappage est pratiquement indépendant du domaine d'application. Nous avons tiré profit de ces deux qualités pour développer des vues multiples pour différents domaines d'application et pour rechercher leur utilité dans la visualisation de l'information.
Maintenant que la puissance de calcul graphique disponible n'est plus un facteur restrictif, la navigation est fréquemment vue comme le maillon faible des mondes 3D virtuels. Nous présentons un nouveau concept de navigation - "la navigation metaforiquo-consciente" - et nous nous fondons sur ce concept pour concevoir et mettre en oeuvre un système intégré d'aide à la navigation qui étend les systèmes traditionnels de navigation existants dans la plupart des visualisateurs 3D. Nous fournissons des exemples pour illustrer nos mécanismes d'aide à la navigation, en particulier la navigation metaforiquo-consciente.
La visualisation des données dynamiques est encore un sujet peu exploré dans le domaine de la visualisation de l'information. Dans cette dissertation, nous étudions l'impact de la visualisation en temps réel des données dynamiques et nous proposons des stratégies pour faire face à la nature dynamique des données pour l'ensemble du processus de traitement des systèmes canoniques de visualisation de l'information. L'impact de la dynamique des données sur les visualisations est traité avec plus de détails et nous concevons des stratégies de propagation de contraintes pour réduire au minimum les effets perturbateurs que la dynamique peut avoir sur la stabilité du monde virtuel.