Orientador: Paulo Licio de Geus / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:26:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertini_Eloisa_M.pdf: 3750460 bytes, checksum: 8ad05f74b6de8e993501d81a6723c973 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta os desenvolvimentos obtidos com o Holoprojetor, um projetor tridimensional que faz uso de um dispositivo chamado tela holográfica, inicialmente apresentado por Lunazzi e Diamand [29] [11]. O holoprojetor original utilizava movimentos vetoriais para estabelecer as coordenadas x, y e z, ao passo que a nova versão apresentada neste trabalho faz uso de um painel LCD para obter x e y, restando apenas z para o aparato opto-mecânico. Esta nova versão do Holoprojetor permite taxas de atualização de imagem muito maiores que as iniciais, com resultados visuais muito bons e independentes da capacidade de' ajuste visual do observador, como é o caso da visualização de pares-estéreo. / Abstract: This work presents the developments with the Holoprojector, a three-dimensional projector that makes use of a device called holographic screen, initially presented by Lunazzi and Diarnand [29] [11]. The first holoprojector used vector movements to establish the x, y and z coordinates, whereas the new version, presented in this work, makes use of a LCD panel to render x and y, leaving only z to be rendered by the opto-mechanical setup. This new version of the Holoprojector allows refresh rates much higher than the ones obtained by the pioneering system, yielding very good visual results that are independent from the observer's ability to adapt his vision, as is the case with stereo-pair visualization. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

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.

Visualização é o processo genérico que utiliza representações visuais e interativas para facilitar a análise e o entendimento de informações de conjunto de dados. A maioria das ferramentas de visualização existentes atualmente utiliza exclusivamente recursos visuais para representar informações e isto tem limitado a capacidade exploratória e a apresentação de dados. Vários estudos têm demonstrado que o uso do som como recurso alternativo para representação de dados (sonificação) pode ser útil na interpretação de informações e também pode apoiar o aumento da dimensionalidade da apresentação visual. A sonificação é o objeto de estudo deste trabalho. Este trabalho implementa o novo módulo de sonificação de um sistema de exploração visual de dados, o Super Spider (Watanabe, 2007), que foi estendido com a implementação de recursos que auxiliam a exploração de dados por meio de sons. Um novo sistema, chamado Sonar 2D, também foi desenvolvimento de forma integrada ao Super Spider e apresenta uma nova técnica para sonificação de dados. Além disso, são apresentados resultados de testes com usuários aplicados para avaliar e validar os mapeamentos visuais e sonoros utilizados nos sistemas / Visualization is a generic process that uses visual and interactive representations to easy the analysis and the understanding of complex datasets. To this date, most of the visualization toolkits make use almost exclusively of visual aid to represent information, which has limited the capacity for data presentation and exploration. Many studies have shown that sound as an alternative data display tool (sonification) can be useful to support information interpretation and may also add dimensions to a visual display. Sonification is the object of study of this work. This work implements the new sonification module for a recently developed visual exploration system, the Super Spider (Watanabe, 2007). It has been extended with the implementation of functionalities in order to support data exploration through sounds. A new system, called Sonar 2D, was also developed and integrated to Super Spider, including a new technique of data sonification. In addition, this work presents results user evaluation for validation of some of the visual and sound mappings employed in both systems

O grande volume de dados coletados pelas empresas nas últimas décadas tornou-se uma fonte de informações valiosas, permitindo às empresas obter maior competitividade. Entretanto, a análise desses dados - a transformação deles em informações úteis - tornou-se uma tarefa difícil. Em muitos casos, além desses dados existirem em grande número de itens, eles são compostos por um grande número de dimensões (ou atributos), dificultando a sua compreensão. Nesses dados, uma eliminação de atributos correlacionados poderia diminuir a complexidade de diversas técnicas de análise existentes. Embora a existência de correlações entre atributos possa ser encontrada por diversas técnicas estatísticas, essas correlações também podem ser observadas visualmente. Este trabalho apresenta a técnica Visualização por Blocos Verticais - BV que permite a sobreposição de diferentes mapeamentos de um mesmo conjunto de dados de alta dimensão, tornando possível a observação visual das correlações existentes entre os atributos. A técnica Visualização por Blocos Horizontais - BH, também apresentada neste trabalho, permite a sobreposição de mapeamentos de eventos orientados por um atributo separador, permitindo observar a evolução dos objetos como um todo. Ambas as técnicas utilizam o algoritmo FastMap para realizar a redução de dimensionalidade dos dados para um espaço euclidiano tridimensional para viabilizar sua visualização em um ambiente interativo e intuitivo.

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

Os layouts gerados por técnicas de projeção multidimensional podem ser a base para diferentes metáforas de visualização que são aplicáveis a diversos tipos de dados. Existe muito interesse em investigar metáforas alternativas à comumente usada, nuvem de pontos usada para exibir layouts gerados por projeções multidimensionais. Neste trabalho, foi estudado este problema, com foco no domínio da visualização de músicas. Existem muitas dimensões envolvidas na percepção e manipulação de músicas e portanto é difícil encontrar um modelo computacional intuitivo para representá-las. Nosso objetivo neste trabalho foi investigar as representações visuais capazes de transmitir a estrutura de uma música, assim como exibir uma coleção de músicas de modo a ressaltar as similaridades. A solução proposta consiste em uma representação icônica de músicas individuais, que é associada ao posicionamento espacial dos grupos ou coleções de músicas gerado por uma técnica de projeção multidimensional que reflete suas similaridades estruturais. Tanto a projeção quanto o ícone requerem um vetor de características para representar a música. As características são extraídas a partir de arquivos MIDI, já que a própria natureza das descrições MIDI permite a identificação das estruturas musicais relevantes. Estas características proporcionam a entrada tanto para a comparação de dissimilaridades quanto para a construção do ícone da música. Os posicionamentos espaciais são obtidos usando a técnica de projeção multidimensional Least Square Projection (LSP), e as similaridades são calculadas usando a distância Dynamic Time Warping (DTW). O ícone fornece um resumo visual das repetições de acordes em uma música em particular. Nessa dissertação são descritos os processos de geração destas representações visuais, além de descrever um sistema que implementa esses recursos e ilustrar como eles podem apoiar algumas tarefas exploratórias das coleções de músicas, identificando possíveis cenários de uso / The layouts generated by multidimensional projection techniques can be the basis for different visualization metaphors that are applicable to various data types. There is much interest in investigating alternatives to the point cloud metaphor commonly used to present projection layouts. In this work, we investigated this problem, targeting the domain of music visualization. There are many dimensions involved in the perception and manipulation of music and therefore it is difficult to find an intuitive computer model to represent music. Our goal in this work was to investigate visual representations capable of conveying the musical structure of a song, as well as displaying a collection of songs so as to highlight their similarities. The proposed solution consists of an iconic representation for individual songs, that is associated with the spatial positioning of groups or collections of songs generated by a multidimensional projection technique that reflects their structural similarity. Both the projection and the icon require a feature vector representation of the music. The features are extracted from MIDI files, as the nature of the MIDI descriptions allows the identification of the relevant musical structures. These features provide the input for both the dissimilarity comparison and for constructing the music icon. The spatial layout is computed with the Least Square Projection (LSP) technique, and similarities are computed using the Dynamic Time Warping (DTW) distance. The icon provides a visual summary of the chord repetitions in a particular song. We describe the process of generating these visual representations, describe a system that implements such funcionalities and illustrate how they can support some exploratory tasks on music collections, identifying possible usage scenarios

Graphs have been successfully employed in avariety of problems and applications, being the object of study in modeling, analysis and construction of visual representations. While different approaches exist for graph visualization,most of them suffer from the severe clutter when the number of nodes or edges is large. Among the approaches that handle such problem, edge bundling techniques attained relative success on improving the quality of the visual representations by bending and aggregating edges in order to produce an organized layout. Despite this success, most of the exiting techniques create edge bundles based only on the visual space information, that is, there is no explicit connection between the edge bundling layout and the original data. There fore, these techniques generates less meaningful bundles and may lead users to misinterpret the data. This masters research presents a novel edge bundling technique based on the similarity relationships among vertices. We developed such technique based on two assumptions. First, it supports the hypothesis that edge bundling can better represent the data when there is an inherent connection between the proximity among the elements in the information space and the proximity between edges in the edge bundling layout. We address this question by presenting a similarity bundling framework, that considers the similarity between vertices when performing the edges bending. To guide the bundling, we create a similarity hierarchy, called backbone. This is based on a multilevel partition of the data, which groups edges of similar vertices. Second, we also support that a multiscale representation improves the visual and complexity scalability of bundling layouts. We present a multiscale edge bundling, which allows an overview plus detailed exploration, coarsening or revealing the bundling at different levelsof the same visualization. Our evaluation framework shows that our backbone produces a balanced hierarchy with a good representation of similarity relationships among vertices. Moreover, the edge bundling layout guided by the backbone reduces the visual clutter and surpass state-of-the-art techniques in displaying global and local edge patterns. / Grafos são empregados com sucesso em uma grande variedade de problemas e aplicações, sendo objeto de estudo na modelagem, análise e na construção de representações visuais. Embora existam diferentes formas para a visualização de grafos, a maioria delas sofrem pela desorganização do espaço visual quando o número de vértices ou arestas é alto. Entre as abordagens que lidam com este problema, as técnicas de agrupamentos visuais de arestas obtiveram sucesso na melhora da representação visual pelo encurvamento e agrupamento de arestas que aperfeiçoam a organização da representação. Apesar deste sucesso, a maioria das técniques criam grupos de arestas baseados apenas na informação do espaço visual, não existindo conexão explícita entre o desenho no espaço visual e o conjunto de dados original. Dessa forma, estas técnicas produzem agrupamentos de arestas com baixa significância e podem levar o usuário a uma interpretação incorreta da informação. Esta pesquisa de mestrado apresenta uma nova técnica de agrupamento visual de arestas baseado nas relações de similaridade entre os vértices. Nós desenvolvemos esta técnica com base em duas premissas. Primeiro, ela defende a hipótese que a representação por agrupamento de arestas pode representar melhor o conjunto de dados se existir uma conexão inerente entre a proximidade dos elementos no espaço de informação e a proximidade entre arestas no desenho de arestas agrupadas. Nós atendemos esta questão apresentando um arcabouço para o agrupamento de arestas baseado em similaridade, que considera a similaridade entre vértices para realizar o encurvamento das arestas. Para guiar este encurvamento, nós criamos uma estrutura de similaridade, denominada backbone. Esta estrutura é baseada em um particionamento multi-nível do conjunto de dados, que agrupa arestas de vértices similares. A segunda premissa, nós também defendemos que uma representação multiescala melhora a escalabilidade computacional e visual da representação visual de arestas agrupadas. Nós apresentamos um agrupamento visual multi-nível de arestas que permite uma exploração generalizada e detalhada, revelando detalhes em múltiplos níveis da visualização. Nosso processo de avaliação mostra que a construção do backbone produz uma hierarquia balanceada e com boa representação das relações de similaridade entre os vértices. Além disso, a visualização com arestas guiadas pelo backbone reduz a desordem visual e melhora as técnicas do estado-da-arte na identificação de padrões de arestas globais e locais.

Os layouts gerados por técnicas de projeção multidimensional podem ser a base para diferentes metáforas de visualização que são aplicáveis a diversos tipos de dados. Existe muito interesse em investigar metáforas alternativas à comumente usada, nuvem de pontos usada para exibir layouts gerados por projeções multidimensionais. Neste trabalho, foi estudado este problema, com foco no domínio da visualização de músicas. Existem muitas dimensões envolvidas na percepção e manipulação de músicas e portanto é difícil encontrar um modelo computacional intuitivo para representá-las. Nosso objetivo neste trabalho foi investigar as representações visuais capazes de transmitir a estrutura de uma música, assim como exibir uma coleção de músicas de modo a ressaltar as similaridades. A solução proposta consiste em uma representação icônica de músicas individuais, que é associada ao posicionamento espacial dos grupos ou coleções de músicas gerado por uma técnica de projeção multidimensional que reflete suas similaridades estruturais. Tanto a projeção quanto o ícone requerem um vetor de características para representar a música. As características são extraídas a partir de arquivos MIDI, já que a própria natureza das descrições MIDI permite a identificação das estruturas musicais relevantes. Estas características proporcionam a entrada tanto para a comparação de dissimilaridades quanto para a construção do ícone da música. Os posicionamentos espaciais são obtidos usando a técnica de projeção multidimensional Least Square Projection (LSP), e as similaridades são calculadas usando a distância Dynamic Time Warping (DTW). O ícone fornece um resumo visual das repetições de acordes em uma música em particular. Nessa dissertação são descritos os processos de geração destas representações visuais, além de descrever um sistema que implementa esses recursos e ilustrar como eles podem apoiar algumas tarefas exploratórias das coleções de músicas, identificando possíveis cenários de uso / The layouts generated by multidimensional projection techniques can be the basis for different visualization metaphors that are applicable to various data types. There is much interest in investigating alternatives to the point cloud metaphor commonly used to present projection layouts. In this work, we investigated this problem, targeting the domain of music visualization. There are many dimensions involved in the perception and manipulation of music and therefore it is difficult to find an intuitive computer model to represent music. Our goal in this work was to investigate visual representations capable of conveying the musical structure of a song, as well as displaying a collection of songs so as to highlight their similarities. The proposed solution consists of an iconic representation for individual songs, that is associated with the spatial positioning of groups or collections of songs generated by a multidimensional projection technique that reflects their structural similarity. Both the projection and the icon require a feature vector representation of the music. The features are extracted from MIDI files, as the nature of the MIDI descriptions allows the identification of the relevant musical structures. These features provide the input for both the dissimilarity comparison and for constructing the music icon. The spatial layout is computed with the Least Square Projection (LSP) technique, and similarities are computed using the Dynamic Time Warping (DTW) distance. The icon provides a visual summary of the chord repetitions in a particular song. We describe the process of generating these visual representations, describe a system that implements such funcionalities and illustrate how they can support some exploratory tasks on music collections, identifying possible usage scenarios

Este trabalho apresenta o Super Spider: um sistema de exploração visual baseado no Spider Cursor, que abrange várias técnicas interativas da área de Visualização Computacional e conta com novos recursos de auxílio à investigação visual, além de ser uma ferramenta portável e flexível. / This work presents the Super Spider: a visual exploration system, based on Spider Cursor, that embraces many interactive techniques of Computer Visualization area and take into account innovative techniques to aid visual investigation, besides consisting of a portable and flexible tool.

Técnicas de visualização de informações representam graficamente dados de um determinado domínio de aplicação e disponibilizam mecanismos para a interação com a representação gerada, a fim de que o usuário consiga interpretar e compreender as informações apresentadas. As técnicas de visualização multidimensionais, em particular, referem-se à visualização de informações onde cada elemento no conjunto de dados é descrito, ou caracterizado, por múltiplas variáveis (atributos), as quais devem ser codificadas em uma única estrutura visual. Embora existam diversas técnicas de visualização para representar dados multidimensionais, nenhuma delas apresenta o melhor desempenho para todos os tipos de tarefas. Uma estratégia interessante é analisar várias representações simultaneamente mantendo uma ligação semântica entre elas, de forma que ações realizadas sobre uma técnica se reflitam automaticamente nas demais. Não existe, atualmente, um sistema de múltiplas visualizações coordenadas específico para a representação de dados multidimensionais, que disponha de um amplo e variado conjunto de coordenações. Os sistemas que suportam a representação coordenada deste tipo de dados são de propósito geral e, devido a isto, oferecem poucas possibilidades de coordenação. O presente trabalho apresenta um estudo de técnicas de coordenação para sistemas de múltiplas visualizações, focando coordenação de representações visuais de dados multidimensionais. A partir do estudo dos diversos sistemas de visualização existentes, foi identificado um conjunto de coordenações que podem ser aplicadas entre visualizações multidimensionais. Esse trabalho apresenta estas coordenações e uma nova aplicação de múltiplas visualizações coordenadas (construída a partir do toolkit InfoVis), específica para a representação de dados multidimensionais, que implementa o conjunto de coordenações. A aplicação desenvolvida conta com um variado conjunto de coordenações e é altamente flexível, permitindo tanto a escolha das visualizações que representarão o conjunto de dados, bem como das coordenações ativas entre elas. Foram realizados alguns estudos de avaliação como ensaios de interação com usuários. Primeiramente, as implementações das técnicas de visualização suportadas pela aplicação desenvolvida foram avaliadas, com o objetivo de encontrar possíveis problemas de usabilidade. Grande parte dos problemas identificados nesta avaliação, principalmente os mais graves, foram solucionados logo após sua realização. Na seqüência, outro experimento, conduzido de maneira mais informal, avaliou algumas questões a respeito do uso das coordenações implementadas. Por fim, com um estudo de caso, verificou-se a aplicabilidade das visualizações multidimensionais suportadas pela aplicação para a exploração de dados de um domínio específico. / Information visualization techniques represent data of a specific domain graphically and provide mechanisms for interacting with this representation, allowing users to explore and understand their data. Multidimensional visualization techniques are employed to represent information where each data element is described by multiple variables (attributes) that must be mapped to a single visual structure. Although there are several techniques to display multidimensional data, none of them performs best for all kinds of tasks. An interesting strategy is to analyze multiple visualization techniques simultaneously with a semantic connection between them, so that actions performed on a representation are broadcasted to the others. This work investigates coordination techniques for multiple views systems, focusing the coordination of multidimensional data visualization. At the moment, there is not a specific coordinated-view system for multidimensional data representation that provides various forms of coordination. Systems allowing coordinated views are usually for general purpose. Due to this reason, they provide few coordination possibilities. Starting from the study of several visualization systems, we identified coordination forms that can be used between multidimensional visualizations. This work presents these coordinations and a new specific coordinated-view application (built with the InfoVis toolkit) for multidimensional data representation that implements the identified coordinations. Our application provides various coordination forms and is very flexible: it allows the user to choose the views that will display the dataset as well as the active coordinations. This work also presents some evaluation studies conducted as interaction tests with users. Firstly, the visualization techniques implemented in our application were evaluated in order to identify possible usability problems. Most of the problems identified in that study, mainly the more serious ones, were solved. Soon after, other experiment, conducted in a more informal way, evaluated some questions regarding the use of the implemented coordinations. Finally, we verified the suitability of the multidimensional visualizations supported by our application for a specific domain through a case study.