A visualização computacional de informação é um campo em expansão por oferecer meios de se interpretar e analisar vários tipos de dados em grande quantidade e/ou de grande complexidade, compreendendo diversas técnicas e ferramentas para fornecer a um usuário formas de interagir e explorar conjuntos de dados a fim de se obter informações úteis ou importantes. A música, por sua vez, é um domínio complexo e de difícil estudo sob o ponto de vista computacional devido à análise de seu conteúdo possuir caráter muitas vezes subjetivo e dependente da interpretação humana. Embora vários trabalhos tenham sido publicados a respeito do assunto nos últimos anos, a maior parte das aplicações de visualização de informação relativas a música tende a analisar conjuntos de composições musicais a fim de agrupar ou classificar dados de acordo com algum tipo de critério. Assim, a visualização das informações contidas em uma única peça musical por si só é uma área que ainda pode ser melhor explorada, sobretudo visando compreender a informação musical envolvida o conteúdo extraído por um músico a partir de partituras e tablaturas. Esta dissertação relata o desenvolvimento de uma abordagem para visualização de dados musicais referentes a melodias em guitarra, com a capacidade de exibir elementos como variações de harmonia, melodia e tempo, tendo como objetivo auxiliar um músico (ou aprendiz de músico) na tarefa de interpretar tais dados. / Information visualization is an expanding research field due to its offering of novel approaches to analyze data of great size or complexity, referring to many techniques and tools in order to offer ways to interact and explore data sets to find important or useful information. Music is a domain of high complexity and hard to study and analyze by computer due to its sometimes subjective features, dependant of human interpretation. Although many research initiatives have been published regarding this subject recently, most of the music-related information visualization applications tend to analyze datasets composed by many different musical pieces, aiming to classify or group the data according to certain criteria. Thus, visualization of the information contained in a single musical piece is an area that still could be better explored, especially regarding to the comprehension of the musical information involved information extracted by a musician by reading musical scores. This document reports the development of a novel approach to musical data visualization based on electric guitar melodies, capable of showing elements such as harmony, melody and timing variations, aiming to aid a musician in the task of understanding such data.

Orientador: Danilo Medeiros Eler / Banca: Evandro Baccarin / Banca: Milton Hirokazu Shimabukuru / Resumo: A análise de dados tem sido utilizada em muitas empresas para proporcionar ferramentas de apoio à tomada de decisões de negócio. Assim, os gestores podem avaliar pontos fortes e pontos fracos de sua cadeia de suprimento. Esse apoio à tomada de decisões resulta na redução de custos, minimiza rupturas no atendimento ao cliente, auxilia no planejamento futuro, entre outros benefícios que ajudam a aumentar a competitividade do produto e/ou a criar valor agregado e diferenciais em relação à concorrência. Em uma organização, muitos dados são gerados todos os dias e conseguir organizá-los e exibi-los de maneira que atenda a necessidade dos gestores de cadeia de suprimentos de analisar de forma rápida e eficiente a situação de sua cadeia é um grande desafio. Este trabalho apresenta uma abordagem de exploração baseada em técnicas de visualização da informação para auxiliar os gestores na tomada de decisões, proporcionando desde uma visão mais geral até uma mais específica da cadeia de suprimentos, com foco em pontos específicos como vendas, produção, estoque e previsão de demanda / Abstract: Data analytics have been used in many companies to provide business decision-making aids. Thus, managers can assess strengths and weaknesses in their supply chain. This decision-making support results in cost savings, minimizes customer service disruptions, helps with future planning, among others benefits that enhance product competitiveness and/or creates added value and competitive advantage. In an organization, a lot of data is generated every day, and being able to organize and display it in a way that meets the need for supply chain managers to quickly and efficiently analyze their chain situation is a big challenge. This work presents an exploration approach based on information visualization techniques to aid managers in decision making, providing from a general to a specific view of the supply chain, focusing on specific points such as sales, production, inventory and demand forecasting / Mestre

Devido ao crescimento acelerado da quantidade de dados disponíveis para análise hoje, é comum lidar com grandes conjuntos de dados, por vezes complexos demais para serem interpretados na sua forma bruta. Por isso, as técnicas de Visualização de Informação têm o objetivo de facilitar para o ser humano a tarefa de análise e interação dos dados por meio da sua abstração em forma gráfica. Justificado pela necessidade de dar autonomia ao usuário final na criação de visualizações, este trabalho pretende delinear a importância da participação do usuário na criação e suporte à abstração da informação em forma gráfica. Para isso, foi desenvolvido o InterVis um sistema para criação interativa de visualizações de informação a partir de dados dinâmicos, que visa a permitir que o usuário final possa gerar e editar visualizações de acordo com a sua necessidade, independentemente da natureza da informação que deve ser analisada. O sistema foi testado utilizando o questionário USE a fim de verificar se a criação interativa de visualizações de informação, sem programação, aliada ao conhecimento do usuário sobre o domínio da aplicação, é mais eficiente da perspectiva da usabilidade sem perda significativa de flexibilidade. Os testes envolveram a execução de tarefas por indivíduos de um grupo de usuários. Todos os usuários conseguiram realizar todas as tarefas de criação e exploração em tempo hábil e avaliaram positivamente o sistema, além de terem sugerido diversas melhorias e novas funcionalidades. É possível concluir que o InterVis atualmente já atende às expectativas iniciais do trabalho, ainda que haja pontos a serem aprimorados em trabalhos futuros / Because of the growing amount of data available for analysis today, it is common to deal with large data sets, often too complex to be interpreted in their brute form. That is why Information Visualization techniques exist, to facilitate the analysis and interaction with data by humans through graphical abstractions. Motivated by the need to allow end users the autonomy to generate and edit visualizations, this work aims to underscore the importance of end user participation in the creation and support of these graphical abstractions of data. For this purpose, it was developed a system for interactive creation of Information Visualizations based on dynamic data, which aims to allow the final user to generate e edit visualizations according to their need and independently of the nature of the information that should be analyzed. This system was tested using the USE questionnaire, to verify whether this interactive creation of Information Visualizations, without programming, allied to the user knowledge of each applications domain, will be more efficient from the perspective of usability without significant loss of flexibility, as expected. The tests were compound of the tasks execution by individuals of a users group. All the users were able to conclude all tasks of creation and exploration in due time and evaluated positively the system, besides they have been suggested diverse improvement and new functionalities. It is possible to conclude that InterVis already fulfills the initial expectations of this work, although there are still points to be refined in future work

Fault localization is a costly task in the debugging process. Usually, developers analyze failing test cases to search for faults in the programs code. Visualization techniques have been proposed to help developers grasp the source code and focus their attention onto locations more likely to contain bugs. In general, these techniques utilize two-dimensional visualization approaches. We introduce a three-dimentional visual metaphor, called CodeForest, which represents a software as a cacti forest. In the CodeForest, nodes (sets of statements executed in sequence) are thorns, methods are branches, and classes are cacti. Heuristicsbased on the frequency that lines of codes are executed in successful and failing test cases are used to assign suspiciousness values to the elements (thorns, branches, and cacti) of the forest. The new metaphor was implemented as a plug-in targeted to the Eclipse Platform. This plug-in includes the mapping of suspiciousness values to elements of a virtual forest, a parameterized trimmer, which filters elements based on their score or text, and a list of most suspicious methods (also known as \"roadmap\"), to guide the developer on his/her debugging session. An exploratory experiment was conducted; the results indicates that the tool supports developers with and without experience. Users with low or no experience utilized the roadmap and the virtual 3D environment to investigate the defect. More experienced users prefer to use the roadmap as a guide to narrow which parts of the source code should be explored. / Localizar falhas é uma tarefa custosa do processo de depuração. Normalmente, os desenvolvedores analisam casos de teste que falham para procurar por defeitos no código fonte de um programa. Técnicas de visualização têm sido propostas para ajudar os desenvolvedores a entender o código fonte e focar sua atenção nos locais com a maior probabilidade de conterem defeitos. Geralmente, essas técnicas utilizam abordagens de visualização bidimensional. Nesse trabalho é introduzida uma metáfora visual em três dimensões, chamada CodeForest, que representa um programa como uma floresta de cactus. Na CodeForest, nós (conjunto de comandos executados em sequência) são representados como espinhos, métodos como galhos e classes como troncos. Para associar valores de suspeição aos elementos da floresta (espinhos, galhos e troncos) utilizam-se heurísticas, baseadas na frequência com que linhas de código são executadas em casos de teste finalizados com sucesso e com falha. A nova metáfora foi implementada como um complemento da plataforma Eclipse de desenvolvimento de programas. Esse complemento inclui o mapeamento dos valores de suspeição para elementos de uma floresta, uma ferramenta de poda parametrizada - que filtra elementos com base em seu texto e valor de suspeição - e uma lista dos métodos mais suspeitos (conhecida como roteiro) para guiar o desenvolvedor em sua sessão de depuração. Um experimento exploratório foi conduzido e os resultados indicam que a ferramenta apoia a tarefa de depuração tanto de desenvolvedores experientes quanto inexperientes. Usuários com pouca ou nenhuma experiência utilizaram o roteiro e o ambiente virtual 3D para investigar o defeito. Usuários mais experientes preferiram utilizar o roteiro como um guia para restringir quais partes do código fonte deveriam ser exploradas.

Fault localization is a costly task in the debugging process. Usually, developers analyze failing test cases to search for faults in the programs code. Visualization techniques have been proposed to help developers grasp the source code and focus their attention onto locations more likely to contain bugs. In general, these techniques utilize two-dimensional visualization approaches. We introduce a three-dimentional visual metaphor, called CodeForest, which represents a software as a cacti forest. In the CodeForest, nodes (sets of statements executed in sequence) are thorns, methods are branches, and classes are cacti. Heuristicsbased on the frequency that lines of codes are executed in successful and failing test cases are used to assign suspiciousness values to the elements (thorns, branches, and cacti) of the forest. The new metaphor was implemented as a plug-in targeted to the Eclipse Platform. This plug-in includes the mapping of suspiciousness values to elements of a virtual forest, a parameterized trimmer, which filters elements based on their score or text, and a list of most suspicious methods (also known as \"roadmap\"), to guide the developer on his/her debugging session. An exploratory experiment was conducted; the results indicates that the tool supports developers with and without experience. Users with low or no experience utilized the roadmap and the virtual 3D environment to investigate the defect. More experienced users prefer to use the roadmap as a guide to narrow which parts of the source code should be explored. / Localizar falhas é uma tarefa custosa do processo de depuração. Normalmente, os desenvolvedores analisam casos de teste que falham para procurar por defeitos no código fonte de um programa. Técnicas de visualização têm sido propostas para ajudar os desenvolvedores a entender o código fonte e focar sua atenção nos locais com a maior probabilidade de conterem defeitos. Geralmente, essas técnicas utilizam abordagens de visualização bidimensional. Nesse trabalho é introduzida uma metáfora visual em três dimensões, chamada CodeForest, que representa um programa como uma floresta de cactus. Na CodeForest, nós (conjunto de comandos executados em sequência) são representados como espinhos, métodos como galhos e classes como troncos. Para associar valores de suspeição aos elementos da floresta (espinhos, galhos e troncos) utilizam-se heurísticas, baseadas na frequência com que linhas de código são executadas em casos de teste finalizados com sucesso e com falha. A nova metáfora foi implementada como um complemento da plataforma Eclipse de desenvolvimento de programas. Esse complemento inclui o mapeamento dos valores de suspeição para elementos de uma floresta, uma ferramenta de poda parametrizada - que filtra elementos com base em seu texto e valor de suspeição - e uma lista dos métodos mais suspeitos (conhecida como roteiro) para guiar o desenvolvedor em sua sessão de depuração. Um experimento exploratório foi conduzido e os resultados indicam que a ferramenta apoia a tarefa de depuração tanto de desenvolvedores experientes quanto inexperientes. Usuários com pouca ou nenhuma experiência utilizaram o roteiro e o ambiente virtual 3D para investigar o defeito. Usuários mais experientes preferiram utilizar o roteiro como um guia para restringir quais partes do código fonte deveriam ser exploradas.

Devido ao crescimento acelerado da quantidade de dados disponíveis para análise hoje, é comum lidar com grandes conjuntos de dados, por vezes complexos demais para serem interpretados na sua forma bruta. Por isso, as técnicas de Visualização de Informação têm o objetivo de facilitar para o ser humano a tarefa de análise e interação dos dados por meio da sua abstração em forma gráfica. Justificado pela necessidade de dar autonomia ao usuário final na criação de visualizações, este trabalho pretende delinear a importância da participação do usuário na criação e suporte à abstração da informação em forma gráfica. Para isso, foi desenvolvido o InterVis um sistema para criação interativa de visualizações de informação a partir de dados dinâmicos, que visa a permitir que o usuário final possa gerar e editar visualizações de acordo com a sua necessidade, independentemente da natureza da informação que deve ser analisada. O sistema foi testado utilizando o questionário USE a fim de verificar se a criação interativa de visualizações de informação, sem programação, aliada ao conhecimento do usuário sobre o domínio da aplicação, é mais eficiente da perspectiva da usabilidade sem perda significativa de flexibilidade. Os testes envolveram a execução de tarefas por indivíduos de um grupo de usuários. Todos os usuários conseguiram realizar todas as tarefas de criação e exploração em tempo hábil e avaliaram positivamente o sistema, além de terem sugerido diversas melhorias e novas funcionalidades. É possível concluir que o InterVis atualmente já atende às expectativas iniciais do trabalho, ainda que haja pontos a serem aprimorados em trabalhos futuros / Because of the growing amount of data available for analysis today, it is common to deal with large data sets, often too complex to be interpreted in their brute form. That is why Information Visualization techniques exist, to facilitate the analysis and interaction with data by humans through graphical abstractions. Motivated by the need to allow end users the autonomy to generate and edit visualizations, this work aims to underscore the importance of end user participation in the creation and support of these graphical abstractions of data. For this purpose, it was developed a system for interactive creation of Information Visualizations based on dynamic data, which aims to allow the final user to generate e edit visualizations according to their need and independently of the nature of the information that should be analyzed. This system was tested using the USE questionnaire, to verify whether this interactive creation of Information Visualizations, without programming, allied to the user knowledge of each applications domain, will be more efficient from the perspective of usability without significant loss of flexibility, as expected. The tests were compound of the tasks execution by individuals of a users group. All the users were able to conclude all tasks of creation and exploration in due time and evaluated positively the system, besides they have been suggested diverse improvement and new functionalities. It is possible to conclude that InterVis already fulfills the initial expectations of this work, although there are still points to be refined in future work

The large amount of available data on a diverse range of human activities provides many opportunities for understanding, improving and revealing unknown patterns in them. Powerful automatic methods for extracting this knowledge from data are already available from machine learning and data mining. They, however, rely on the expertise of analysts to improve their results when those are not satisfactory. In this context, interactive multidimensional projections are a useful tool for the analysis of multidimensional data by revealing their underlying structure while allowing the user to manipulate the results to provide further insight into this structure. This manipulation, however, has received little attention regarding their influence on the mappings, as they can change the final layout in unpredictable ways. This is the main motivation for this research: understanding the effects caused by changes in these mappings. We approach this problem from two perspectives. First, the user perspective, we designed and developed visualizations that help reduce the trial and error in this process by providing the right piece of information for performing manipulations. Furthermore, these visualizations help explain the changes in the map caused by such manipulations. Second, we defined the effectiveness of manipulation in quantitative terms, then developed an experimental framework for assessing manipulations in multidimensional projections under this view. This framework is based on improving mappings using known evaluation measures for these techniques. Using the improvement of measures as different types of manipulations, we perform a series of experiments on five datasets, five measures, and four techniques. Our experimental results show that there are possible types of manipulations that can happen effectively, with some techniques being more susceptible to manipulations than others. / O grande volume de dados disponíveis em uma diversa gama de atividades humanas cria várias oportunidades para entendermos, melhorarmos e revelarmos padrões previamente desconhecidos em tais atividades. Métodos automáticos para extrair esses conhecimentos a partir de dados já existem em áreas como aprendizado de máquina e mineração de dados. Entretanto, eles dependem da perícia do analista para obter melhores resultados quando estes não são satisfatórios. Neste contexto, técnicas de projeção multidimensional interativas são uma ferramenta útil para a análise de dados multidimensionais, revelando sua estrutura subjacente ao mesmo tempo que permite ao analista manipular os resultados interativamente, estendendo o processo de exploração. Essa interação, entretanto, não foi estudada com profundidade com respeito à sua real influência nos mapeamentos, já que podem causar mudanças não esperadas no mapeamento final. Essa é a principal motivação desta pesquisa: entender os efeitos causados pelas mudanças em tais mapeamentos. Abordamos o problema de duas perspectivas. Primeiro, da perspectiva do usuário, desenvolvemos visualizações que ajudam a diminuir tentativas e erros neste processo provendo a informação necessária a cada passo da interação. Além disso, essas visualizações ajudam a explicar as mudanças causadas no mapeamento pela manipulação. A segunda perspectiva é a efetividade da manipulação. Definimos de forma quantitativa a efetividade da manipulação, e então desenvolvemos um arcabouço para avaliar manipulações sob a visão da efetividade. Este arcabouço é baseado em melhorias nos mapeamentos usando medidas de avaliação conhecidas para tais técnicas. Usando tais melhorias como diferentes formas de manipulação, realizamos uma série de experimentos em cinco bases de dados, cinco medidas e quatro técnicas. Nossos resultados experimentais nos dão evidências que existem certos tipos de manipulação que podem acontecer efetivamente, com algumas técnicas sendo mais suscetíveis a manipulações do que outras.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Documento confidencial. Não pode ser disponibilizado para consulta / Estágio realizado na Siemens SA e orientado pelo Eng.º António Martins e Eng.º Daniel Ramos / Tese de mestrado integrado. Engenharia Informátca e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Tecnologia Multimédia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009