Visualizing Complexity. Handbuch modulares Informationsdesign

Darjan Hil Nicole Lachenmeier

Visualizing Complexity

Handbuch modulares Informations design

Birkhäuser Basel

Inhalt

6 8 11

Vorwort Wie das Buch aufgebaut ist Das MID-System

1 Datendimensionen

15

1A Vom Text zu den Daten 1B Von den Daten zum Datenwürfel

17 31

41

2 Diagrammatische Dimensionen

43 59 67

2A Menge 2B Position 2C Beziehung

77 79 87 97 107 115 123

3 Visuelle Dimensionen 3A 3B 3C 3D 3E 3F

Farbe Form Linie Muster Kontur Isotype

133 135 147

154

4 Strukturierende Dimensionen 4A Strukturieren durch Sortierung 4B Strukturieren durch Gruppierung

5 Die Vielfalt der Multidimensionalen Visualisierungen

156

Alle 80 Elemente in der Übersicht

158

Wie das MID-System funktioniert

160

Das Mapping von vier Daten­­dim­en­sionen – eine Anleitung

162

Wie Sortieren funktioniert

164

26 Multidimensionale Visualisierungen

217 218 220

6 Anhang

Die Autor:innen Weiterführende Lektüre, Quellen und Tools

Vorwort

Der Buchtitel, »Visualizing Complexity«, enthält das Wort Komplexität – ein oft verwendeter Begriff, welcher den aktuellen Nerv der Zeit ganz gut beschreibt. Wir leben in einer Zeit, in der die Menschen dank Computern und einer unendlichen Menge an Informationen immer mehr Aufgaben gleichzeitig erledigen, verschiedene Rollen ein­nehmen und sehr schnell von einem Thema zum anderen wechseln.In diesem Kon­text verstehen wir Komplexität als den Umstand, dass ein Sachverhalt vernetzt, ineinander verwoben, undurchsichtig und schwer zu fassen ist. Warum aber Komplexität visualisieren?

Ganz einfach, weil wir fest dran glauben, dass manch scheinbar komplexer Sachverhalt besser verarbeitet werden kann, sobald er aus dem Kopf externalisiert wird und visuell mit Distanz betrachtet werden kann. Hierbei geht es zunächst gar nicht um die Qualität der Visualisierung, sondern rein um die Tatsache, dass dieser aus dem Kopf auf das Blatt (digital oder analog) gebracht und so kommu­ nizierbar wird.

Als Sachverhalte verstehen wir im Kontext dieses Buches Daten als generelles Konzept. Ob Text oder Zahlen, beides ist unserer Meinung nach ein Rohmaterial, also ein zu verarbeitender Datensatz.

Beide können quantitativ oder qualitativ betrachtet und visuell auf­bereitet werden. Dabei ist es wichtig, sich zu Bewusstsein zu führen, dass jede Betrachtung eines Sach­­­ver­haltes eine bestimmte Perspektive einnimmt und eine damit ver­­­bun­­dene Geschichte erzählt. Zu jedem Datensatz gibt es ver­schiedenste Zugangspunkte und Perspektiven. Dieser Umstand begründet die vorher genannte Kom­plexität. Das Ziel ist dabei nicht, die Kom­plexität zu vereinfachen, sondern den Adressaten gekonnt durch die ver­schied­enen Perspek­­tiven zu navigieren. Um diese Navigation zu ermöglichen, haben wir das modulare Informationsdesign, kurz MID, entwickelt. Dabei werden alle Elemente, die kleinsten Einheiten des Systems, ähnlich dem che­mischen Periodensystem in Modulen kombinierbar gemacht. Wichtig dabei ist zu wissen, dass für eine vereinfachte Orientier­ung im MID-System Elemente in Dimensionen gruppiert werden. Dimensionen sind eine Ordnungseinheit beziehungsweise eine Ebene, auf welcher sich bestimmte Elemente befinden.

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Dieses Buch ist das Resultat von zehn Jahren Praxiserfahrung mit Experimentierfreude, Analysearbeit und dem Wunsch, die bis heute wenig bekannte, aber anspruchsvolle Schnittstellendisziplin des Informationsdesigns durch einfache Prinzipien besser zugänglich zu machen. Wir sind davon überzeugt, dass durch die Visualisierung als allgemeinem Problemlösungsansatz mehr Transparenz, Partizi­ pation und Entscheidungsbefähigung entsteht. Zudem werden attraktiv dar­gestellte Texte und Zahlen lieber gesehen, gelesen und besser verstanden als Präsentationen mit Standard-Diagrammen.

Wir möchten zeigen, dass die Welt des Informations­designs viele wunderschöne Facetten hat. So wagen wir es, auf unkonventionelle Weise Verbindungen zwischen Disziplinen und Sachverhalten herzustellen, wo vorher keine offensichtlichen bestanden, mit dem Ziel, das interdisziplinäre Verständnis zu fördern.

Dieses Buch soll für alle, die mit Zahlen arbeiten, eine Ins­pira­tions­quelle sein, um Daten aus einer neuen Perspektive zu sehen und die gestalterischen Möglichkeiten der Vermittlung von Infor­­­ma­tionen zu erkunden. Für Gestalter:innen kann dieses Handbuch den Zugang zu den Zahlen erleichtern und dadurch neue Gestaltungs­ möglichkeiten der Darstellung von Informationen eröffnen. Generell wollen wir die Freude an der korrekten, aber auch kreativen Arbeit mit Texten und Zahlen vermitteln und dazu motivieren, mit dem Visuali­ sieren von Komplexität selbst zu starten. Dazu braucht es weder ein besonderes Talent noch einen Computer oder eine spezielle Ausbildung, sondern Stift und Papier, Interesse und Experimentier­freude. Wir wünschen bei der Arbeit mit diesem Handbuch viel Freude und Erfolg.

Nicole Lachenmeier und Darjan Hil

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Wie das Buch aufgebaut ist

Dieses Buch ist visuell strukturiert und in farblich kodierte Bereiche unterteilt. Die ersten vier (gelb, blau, rot und grün) ver­mit­teln das nötige Grundverständ­­nis und bilden die Basis für die beispielhaften multidimen­­sio­nalen Visualisierungen im fünften Abschnitt.

Es ist wichtig zu wissen, dass das Buch nicht von vorne nach hinten gelesen werden muss, sondern auch quergelesen werden kann, um sich inspirieren zu lassen. Am Ende des Buches lässt sich der Aufbau der Beispiele leicht rekon­ struieren und im vorderen Teil nachschlagen.

Gelber Bereich

Im gelben Abschnitt besteht der Aufbau einer Doppelseite aus einem Datensatz, einer Er­ klärung, einem Titel und einem abstr­akten Icon als Repräsentation des dort erläuterten Prinzips.

Der gelbe Abschnitt, wie auch das gesamte Buch, verwendet nur einen einzigen kleinen Datensatz, welcher eine erfundene Familiengeschichte beschreibt.

Blauer, roter, grüner Bereich

In den blauen, roten und grünen Abschnitten werden die Elemente des modularen Infor­­­­­­ma­­tionsdesigns jeweils auf einer Einzelseite erklärt. Ein abstraktes Icon repräsentiert jedes Prinzip, welches mit einem Elementtitel und einer Element-ID ergänzt wird. Im gesamten Buch sind die Elemente so immer rückverfolgbar. Ein einfaches Beispiel in der unteren linken Ecke und eine kurze Erläuterung geben jedem Element einen praktischen Anwendungskontext.

Beispielbereich

In diesem Abschnitt wird pro Beispiel eine Auswahl von Daten aus dem Datensatz mit den vorgestellten Elementen zu einer multidi­ mensionalen Visualisierung auf einer Seite kombiniert. Jede Doppelseite besteht aus einer Auflistung der verwendeten Datendimensionen und der verwendeten Elemente als Icon mit der Element-ID. Eine genaue Legende, ein beschreibender Titel sowie ein kurzer HighlightText mit den spezifischen Erkenntnissen für das Story­telling aus der Grafik machen deren Aufbau Schritt für Schritt nachvollziehbar.

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Erklärung

Datensatz

Titel

Icon

Einfaches Beispiel

Element–ID

Beschreibender Titel

Legende Highlight

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Das MID-System

Die Konstruktion der Visualisierungen in diesem Buch basiert auf einem System. Unter einem System verstehen wir, dass verschiedene Kom­ponenten mit bestimmten Prinzipien zusammen ein Ganzes bilden.

Wenn wir das Prinzip anwenden, dass Elemente aus dem modularen System bewusst ausgewählt und mit verschiedenen Dimensionen zu einer neuen Visualisierung kombiniert werden, dann sprechen wir von modularem Informationsdesign.

Das MID-System gliedert sich in vier übergeordnete Module: die Datendimensionen (gelb), die diagrammatischen Dimensionen (blau), die visuellen Dimensionen (rot) und die strukturierenden Dimensionen (grün). Die drei letztgenannten Dimensionen bilden zusammen 80 eindeutig identifizierbare Elemente.

Die Idee hinter dem MID-System ist, dass durch die Kombination eines Datensatzes mit ausgewählten Elementen der drei Gruppen eine große Anzahl von multidimensionalen Visualisierungen entworfen werden kann. Mit einem einfachen Regelwerk können nicht nur alle bekannten Diagrammtypen, sondern auch eine nahezu unbegrenzte Anzahl neuer Visualisierungen encodiert werden. Dieses System kann als ein visueller Algorithmus verstanden werden. Mit MID können aber auch bestehende Visualisierungen analysiert und decodiert werden. Multidimensionales Informationsdesign ist toolunabhängig.

Stift und Papier und ganz unterschiedliche Software Tools können zur Um­­set­z­ung verwendet werden. Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung findet sich im fünften Kapitel.

11

1 Daten­ dimensionen Welche Einsichten in einen Datensatz werden benötigt, um zu ent­ scheiden, welche Datendimensionen für die Visualisierung ver­wendet werden sollen? Sind für die Beantwortung dieser Frage bereits Analysen oder statistische Verfahren notwendig? Kann ein Datensatz neutral mit Abstand betrachtet werden? Gibt es Zwischenstufen, die bereits visuelle Muster im Datensatz beziehungsweise in den einzelnen Dimensionen des Datensatzes erkennen lassen? In diesem Kapitel werden Ansätze aufgezeigt, die solche und ähnliche Fragen beantworten und einen fließenden Übergang von der Analyse zur Visualisierung zeigen. Dafür ist eine offene Grundhaltung nötig, was die konzeptionelle Betrachtung eines Datensatzes von seinen möglichen Zugangspunkten her betrifft. Dies ermöglicht eine disziplinübergreifende Zusammenarbeit und eine Kommunikation auf Augenhöhe.

15

2C Beziehung

Beziehungsdarstellungen zeigen die Verbindungen zwischen mehreren Punkten in einer bestimmten Logik auf. Beziehungen können netzwerkartig, hierarchisch und auch verschachtelt dargestellt werden.

Grundsätzlich bestimmt der spezifi­ sche Inhalt die Darstellungsform.

67

Netzwerk ohne Hierarchie

2C.1 Beziehung

Familie

Das Netzwerk ohne hierarchische Struktur (Richtung) ist das Grunddiagramm der Beziehungsdarstellung.

Es baut auf dem Prinzip auf, dass sich Elemente (Knoten) durch Kanten (Verbindungen) miteinander verbinden lassen. Eine Menge kann anhand der Anzahl von Verbindungen repräsentiert werden. Auch kann die Länge der Verbindungslinie eine Bedeutung haben.

Netzwerke sind in ganz vielen Gebieten im Einsatz, sind aber manchmal ab einer gewissen Datenmenge nicht mehr eindeutig lesbar.

1 Punkt = 1 Person

68

2C.2 Beziehung

Netzwerk Hierarchisch

Familie

Ein hierarchisches Netzwerk weist eine Verschachtelung oder eine Abfolge in der Beziehung auf. Das Prinzip ist dem von 2C.1 sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass es hier eine über­ geordnete Struktur, eventuell auch eine bestimmte Leserichtung gibt. Ein Stammbaum etwa ist ein Beispiel für den Diagrammtyp einer ungerichteten Hierarchie. Wenn die Linien eine Richtung (mit einem Pfeil) wiedergeben, wird der Hierarchie noch eine Prozessdarstellung hinterlegt.

1 Punkt = 1 Person

69

Netzwerk Linear

2C.3 Beziehung

Familie

Ein Netzwerk, welches linear dargestellt wird, enthält ähnlich einer Skala (2B.1) alle Punkte auf einer Achse.

Dadurch ergeben sich weitere Möglichkeiten, den Raum anders zu nutzen und eine neue Ordnung bei den Verbindungen (Knoten) zu schaffen. An­ wendungen mit festgelegter Hierarchie oder Reihenfolge sind hier jeweils denkbar. Überlagerungen von Linien zeigen Häufungen auf.

1 Punkt = 1 Person

70

Netzwerk Zirkulär

2C.4 Beziehung

Familie

Die Netzwerkdarstellung im Kreis zeigt die Beziehungen einer in sich ge­­schlos­senen Gruppe. Dabei sind die Punkte (Knoten) auf einer Kreislinie verortet. Ähnlich dem linearen Netzwerk 2C.3 werden hier Häufungen von Verbindungslinien ersichtlich. Im Fall von einer gerichteten Darstellung können auch wechselseitige Bewegungen in einem System dargestellt werden.

1 Punkt = 1 Person

71

Verschachtelung Schnittmengen

2C.5 Beziehung

Familie

Wagner

Beziehungen können auch ohne Verbindungslinien in einem definierten Raum dargestellt werden. Nach den Grund­ regeln der mathematischen Mengenlehre lassen sich Schnittmengen, Teilmengen und Verbindungsmengen bilden. Im Beispiel zeigen die verschiedenen Ebenen und Überlagerungen spezifische Informationen auf.

Brown

1 Punkt = 1 Person

72

Verschachtelung Stapelung

2C.6 Beziehung

Geburtsort Familie Paris W

Wien

Wenn Beziehungen auf eine hierarchische Struktur hindeuten, aber keine Verbindungslinien haben (2C.2), dann ist die Stapelung eine geeignete Darstellungsform: Die Strukturen werden dadurch gut sichtbar und weisen auf jeder Ebene dieser Verschachtelung genauere Details auf.

London

W B

B

1 Punkt = 1 Person

73

Turm Alter als Linien­länge mit Um­ bruch, nach Alter auf linearer Achse gestapelt sortiert und nach Umzug gespiegelt gruppiert.

Otto (23) Hermann jr. (52)

James (65) Marie jr. (78) Umgezogen Nicht umgezogen

Marie (72)

Anna (83)

Emma (85)

Hermann (90)

Paul (97)

Elisabeth (99)

Die umgezogenen Personen sind im Durchschnitt älter geworden als jene, die nicht umgezogen sind.

170

Beispiel 4

Alter 2A.3

20 mm = 10 Jahre 1 Zeile = 25 Jahre

Familie

Geschlecht

Lebensort

3C.1

3C.3

3C.7

Wagner Brown

Weiblich Männlich

London München Paris Wien

Umzug 4A.8

4B.4

Sortiert nach Alter

Gruppiert nach Umzug

Verwendete Elemente 2A.3 3C.1 3C.3 3C.7 4A.8 4B.4

Menge. Linien­länge mit Umbruch Linie. Farbe Linie. Unterbrechung Linie. Detail. Anfang oder Ende Sortierung. Lineare Achse. Gestapelt Gruppierung. Spiegelung 171

Domino Alter als abzählbare Linien­ länge mit Umbruch, nach Alter auf einer linearen Achse mit Umbruch sortiert.

Otto (23) Hermann jr.

(52)

James (65)

Marie (72)

Marie jr.

(78) Anna (83)

Emma (85)

Hermann (90)

Paul (97) Elisabeth (99)

Die drei Personen, die am jüngsten verstorben sind, waren allesamt Männer.

172

Beispiel 5

Alter 2A.4

1 Punkt = 5 Jahre ½ Punkt = 2 ½ Jahre

Familie

Geschlecht

Umzug

3A.1

3E.2

3E.3

Wagner Brown

Weiblich Männlich

Ja Nein

4A.2

Sortiert nach Alter

Verwendete Elemente 2A.4 Menge. Linien­länge. Abzählbar mit ­Umbruch 3A.1 Farbe. Grundfarben 3E.2 Kontur. Unterbrechung 3E.3 Kontur. Stärke 4A.2 Sortierung. Lineare Achse mit Umbruch 173

Feuerwerk Alter als abzählbare Fläche, nach Alter radial gleichmäßig und frei ohne Achse oder Punkt angeordnet. Generation als Flächengröße.

Otto (23) James (65)

Marie (72)

Hermann jr.

(52)

Marie jr.

(78)

Emma (85)

Anna (83)

Hermann (90)

Paul (97)

Elisabeth (99)

Es gibt mehr Wagners als Browns.

174

Beispiel 6

Generation

Alter

2A.5

2A.6

kl. = Erste m. = Zweite gr. = Dritte

1 Linie = 5 Jahre

Familie

Geschlecht

Umzug

3C.1

3C.7

3A.2 3F.5

Wagner Brown

Weiblich Männlich

4A.4

4A.9

Alter

Sortiert frei ohne Achse oder Punkt

Ja Nein

Verwendete Elemente 2A.5 2A.6 3C.1 3C.7 3F.5 4A.4 4A.9

Menge. Flächengröße Menge. Flächengröße. Abzählbar Linie. Farbe Linie. Detail. Anfang oder Ende Isotype. Hintergrund / Vordergrund Sortierung. Radial im Winkel Sortierung. Frei ohne Achse oder Punkt 175

Impressum

Konzept und Inhalt Darjan Hil, Nicole Lachenmeier

Layout und Design Nicole Lachenmeier

Satz

Superdot • visualizing complexity

Lektorat

Ulrich Schmidt

Koordination

Baharak Tajbakhsh, Freya Mohr

Herstellung

Amelie Solbrig, Heike Strempel

Papier

Juwel Offset

Druck

Eberl & Kœsel GmbH & Co. KG Library of Congress Control Number: 2021953535

Bibliografische Information der Deutschen National­­bib­ liothek Die Deutsche Nationalbib­ liothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillier­ te bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar.

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ISBN 978-3-0356-2505-9 e-ISBN (PDF) 978-3-0356-2507-3 Englisch Print-ISBN 978-3-0356-2504-2 © 2022 Birkhäuser Verlag GmbH, Basel Postfach 44, 4009 Basel, Schweiz Ein Unternehmen der Walter de Gruyter GmbH, Berlin / Boston 9 8 7 6 5 4 3 2 1 www.birkhauser.com

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