Лица Черноффа: Визуализация данных с помощью человеческих лиц
Chernoff face
Визуализация данных: Chernoff Faces – метод отображения многомерных данных в виде человеческих лиц. Легко замечать изменения, используя восприятие лиц.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Отображение данных в виде человеческого лица
Human face shaped display of data
Лица Черноффа, изобретенные прикладным математиком, статистиком и физиком Германом Черноффом в 1973 году, отображают многомерные данные в форме человеческого лица. Отдельные части лица, такие как глаза, уши, рот и нос, представляют значения переменных посредством своей формы, размера, расположения и ориентации. Идея использования лиц основана на том, что люди легко узнают лица и без труда замечают даже незначительные изменения. Лица Черноффа по-разному интерпретируют каждую переменную. Поскольку различные черты лица воспринимаются по-разному, сопоставление переменных с этими чертами должно быть тщательно продумано (например, установлено, что размер глаз и наклон бровей имеют существенное значение).
Chernoff faces, invented by applied mathematician, statistician and physicist Herman Chernoff in 1973, display multivariate data in the shape of a human face. The individual parts, such as eyes, ears, mouth and nose represent values of the variables by their shape, size, placement and orientation. The idea behind using faces is that humans easily recognize faces and notice small changes without difficulty. Chernoff faces handle each variable differently. Because the features of the faces vary in perceived importance, the way in which variables are mapped to the features should be carefully chosen (e. g. eye size and eyebrow slant have been found to carry significant weight).
Деталь
Лица Черноффа можно изобразить на стандартном графике X–Y; их можно расположить по осям X–Y в соответствии с двумя наиболее важными переменными, а сами лица будут представлять остальные параметры для каждого объекта. Эдвард Тафте, демонстрируя подобную диаграмму, отмечает, что такой график с лицами Черноффа "хорошо масштабируется, сохраняя читаемость даже при площади отдельных изображений 0,05 квадратных дюймов, как показано на примере мультипликационных лиц, и даже числа превращаются в показатели данных. Похоже, мы достигли предела графической экономии представления, воображения и, признаем, эксцентричности".
Chernoff faces themselves can be plotted on a standard X–Y graph; the faces can be positioned X–Y based on the two most important variables, and then the faces themselves represent the rest of the dimensions for each item. Edward Tufte, presenting such a diagram, says that this kind of Chernoff face graph would "reduce well, maintaining legibility even with individual areas of 0.05 square inches as shown with cartoon faces and even numbers becoming data measures, we would appear to have reached the limit of graphical economy of presentation, imagination, and let it be admitted, eccentricity".
Асимметричные поверхности
В 1981 году Бернхард Флюри и Ханс Ридвилл предложили "асимметричные" лица Черноффа; поскольку лицо обладает вертикальной симметрией (относительно оси y), левая сторона лица идентична правой и, по сути, является неиспользованным пространством – на это также обратил внимание Туфте. Можно использовать 18 переменных, описывающих левую сторону, как один набор данных, а для правой стороны – другой, что позволит одному лицу отображать 35 различных измерений. Они представили результаты, демонстрирующие, что такие асимметричные лица полезны, например, для визуализации баз данных идентичных близнецов, а также для группировки, поскольку лица Черноффа можно рассматривать парами.
In 1981, Bernhard Flury and Hans Riedwyl suggested "asymmetrical" Chernoff faces; since a face has vertical symmetry (around the y axis), the left side of the face is identical to the right and is basically wasted space – a point also made by Tufte. One could have the 18 variables that specify the left be one set of data, but use a different set of data for the right side of the face, allowing one face to depict 35 different measurements. They present results showing that such asymmetrical faces are useful in visualizing databases of identical twins, for example, and are useful in grouping as pairs of Chernoff faces would be.
Чернофф
В книге "Визуализация финансовых данных" (2016), Джули Родригес и Пётр Качмарек используют "рыб Черноффа", где различные части мультяшной рыбы используются для кодирования различных финансовых показателей.
In Visualizing Financial Data (2016, ), Julie Rodriguez and Piotr Kaczmarek use "Chernoff fish", where various parts of a cartoon fish are used to encode different financial details.
В литературе
В романе Питера Уоттса "Слепота" (2006) трансгуманистический персонаж использует разновидность лиц Черноффа. Это объясняется персонажем как более эффективный способ представления данных, поскольку значительная часть человеческого мозга отведена на распознавание лиц. В научно-фантастическом рассказе Карла Шредера "Степени свободы" (2014) лица Черноффа выступают заметной технологией будущего, поддерживающей передачу обобщенных настроений и точек зрения.
In Peter Watts' novel Blindsight (2006), a transhuman character is seen using a variant of Chernoff faces. This is explained by the character as a more efficient method of representing data, as a large portion of the human brain is devoted to facial recognition. In the 2014 sci fi short story "Degrees of Freedom" by Karl Schroeder, Chernoff faces make a prominent appearances as a future technology, supporting the communication of aggregate sentiment and perspective.