Universidad Nacional Autónoma de México
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Año 7 Núm. 74, Publicación Mensual, 27 de Noviembre de 2008

ARTÍCULOS

 

Año 7, Número 72, Septiembre de 2008

La percepción en la visualización científica
Elio Vega Munguía


Figura 1.
Visualización de flujo o convección de aire de un ciclón.

 

La asombrosa capacidad del ser humano de percibir mediante dibujos sencillos la representación de enormes cantidades de datos, ha motivado a la exploración de una extensión de la visualización llamada percepción. La finalidad es presentar de forma más consciente toda la información manejada para que el usuario, con base en su propia creación perceptual, logre entenderla.

La percepción es una herramienta fundamental con la que el ser humano se relaciona con el medio ambiente, y cuenta con múltiples modalidades o canales como son: la vista, el oído, el tacto, el gusto y el olfato, de forma tal que el movimiento del cuerpo y su posición se perciben de manera innata y, en ocasiones, se usa para lograr una interacción en la percepción espacial 3D.

Todos estos canales de percepción al ser estimulados físicamente generan información que se transmite al cerebro. Algunos de los datos se pueden procesar en un nivel muy bajo, en paralelo con el pensamiento consciente, lo cual supone un tratamiento previo de la actividad que se va a hacer. En contraste, hay información que requiere de una acción o una idea muy consciente de lo que sucede.

Por ejemplo, cuando se emplea el canal visual será prioritario lo que se observa, aunque también intervendrán el oído y el tacto para proporcionar información adicional, es decir, para incrementar la calidad o velocidad de lo que se quiere comunicar.

Pre-atención visual

El pre-procesamiento visual, entendido como la idea previa de lo que se va a visualizar, se considera esencial para agrupar grandes conjuntos de datos, incluido el estímulo visual. En muchos estudios se ha investigado cuál estímulo visual es pre-tentativo. Un procedimiento común es el de medir el tiempo de respuesta para encontrar un objetivo dentro de un conjunto de distractores presentados al mismo tiempo. Si existe un estímulo previo, el tiempo de respuesta deberá ser independiente del número y tipo de distractores presentes.

Figura 2.
Visualización de flujo de aire en turbina de avión.

Otro método consiste en desplegar un grupo de elementos, uno de ellos debe ser distinto del resto, por un período corto (frecuentemente 250 milisegundos) y entonces determinar si el observador es capaz de discriminar el elemento distinto.

Cleveland1 cita evidencia de experimentos que muestran que el método más exacto para decodificar visualmente una variable en 2D, es desplegando su posición a lo largo de una escala; esto debe hacerse en decremento, para que no varíe la exactitud de cada uno de los intervalos de longitud, ángulo de inclinación, área, volumen y color. Sin embargo, experimentos recientes han mostrado que los seres humanos pueden determinar de forma previa una figura 3D.

La información sobre la capacidad de realizar el pre-procesamiento resulta muy útil para visualizar campos de datos de distintos tipos, así como en la visualización de grifos, sin embargo, solo un pequeño número de valores distintos se puede percibir de forma previa, vía cada característica. Este no sería necesariamente el caso, al percibir siete distintos valores de entre cinco pre-estímulos con características distintas, ya que significa que se estarían recibiendo 16 mil distintas combinaciones. Sin embargo, aunque los avances en el campo de la percepción visual han proporcionado datos de importancia, falta mucho por trabajar al respecto.

La visualización

Cualquier interfaz humano-computadora tiene como finalidad transmitir información. En este sentido, por más de dos décadas, la visualización ha ofrecido la comunicación adecuada en cuanto a informar se refiere. Muchos sistemas proveen a los usuarios de una adecuada comprensión de sus datos, aunque existen otros que los dificultan al condicionar mucho el tipo de formato en que se deben leer los datos, lo que limita su uso y aceptación.

En muchas ocasiones, cuando se ha trabajado en el Observatorio de Realidad Virtual de la UNAM, Ixtli (www.ixtli.unam.mx), los mismos dispositivos que generan la información ordenan los datos, de tal manera que con un módulo existente en la mayoría de los visualizadores, es posible generar un volumen 3D. Como un caso práctico, se podrían mencionar las imágenes de microscopio confocal, que de forma automática proporcionan una pila de imágenes en formato TIF (formato de imagen), perfectamente alineadas.

Figura 3.
Visualización de concentración de contaminantes en el Valle de México.

Los científicos, investigadores médicos y los sistemas de información enfrentan un incremento en el tamaño de sus conjuntos de datos, por lo que una comunicación de su significado se vuelve esencial.

Hoy en día, se requiere de un cambio fundamental en el desarrollo de las técnicas de visualización, es decir, la visualización tradicional debe envolver la percepción de la información y transmitirse mediante los canales perceptuales adecuados con la finalidad de usar distintas técnicas de dibujo y adecuarse a las características de la percepción humana.

Un ejemplo podría ser el contrastar colores, al utilizar un fondo negro y lo demás visualizarlo en azul brillante y rojo.

Para mayor información:
A. Barr. Superquadratics and angle-perserving transformations.
IEEE Computer Graphics & Applications, 2007.

J. Bertin. Semiology of Graphics.
The University of Wisconsin Press, 1983.

http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/

1 W.S. Cleveland. The elements of Graphing Data.
Wadsworth Advanced Books and Software, Monterey, Ca., 1985.



 

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