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understanding data

Eine EtĂźdensammlung zur Visualisierung digitaler Daten durch ihre charakteristischen Eigenschaften. DorothĂŠe Stietz


Understanding Data ist eine Et端densammlung zur Visualisierung von Dateien durch ihre charakteristischen Eigenschaften. Grundintention ist die Herstellung visueller Nachvollziehbarkeit, die inhaltliche Anreicherung der Visualisierung sowie die daraus resultierende leichte Differenzierbarkeit zwischen den Daten. Die Herausforderung der Datenvisualisierung bestand in einer maximalen inhaltlichen Anreicherung bei minimalem, eindeutigen Design.


Inhalt

01 02

Problemstellung und Vorhaben Vorgehen

03

Formalisierung 1 - jede Metainformation isoliert

Dateigröße Dateialter Dateiaktivität Dateigebrauchsdauer Dateiaktualität Dateispeicherstände

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Formalisierung 2 - meherer Metainformationen kombiniert

Dateigröße + Dateialter + Dateiaktivität + Dateigebrauchsdauer Dateialter + Gebrauchshäufigkeit + Dateigröße Dateiaktivität + Zeit + Programm Dateialter + Dateigebrauchsdauer + Dateiaktivität + Dateispeicherstände Dateigröße + Dateialter


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Problemstellung und Vorhaben

Wir leben im Informationszeitalter, in dem Datenmengen rasant wachsen. Diese Entwicklung stellt neue Herausforderungen für die Strukturierung und Visualisierung von Dateien dar. Der Fokus der Dateiverwaltung liegt auf großen Datenmassen, wodurch eine einzelne Datei in der Visualisierung an Wichtigkeit verliert. Diese informationsarme Darstellung mündet in visueller Gleichwertigkeit und fehlenden visuellen Erscheinungsbildern. Nur sehr schwer kann man sich auf Dauer an die langen Dateipfade und minimalen visuellen Unterschiede zwischen den Dateien erinnern. Die visuelle Suche nach Parametern wie Name, Typ etc. reichen nicht mehr aus, um Daten aus derartigen Massen ausfindig zu machen. Auskunft über Inhalt, Nutzungsverhalten und Kontext von Dateien gewinnen angesichts der massiven Datenmengen zunehmend an Bedeutung. Solche Metainformationen können bei entsprechender Visualisierung zur Erscheinungsbildprägung beitragen. Dass das menschliche Gehirn Bilder leichter und schneller aufnehmen kann als geschriebene Wörter, ist wahrnehmungspsychologisch bewiesen. Darüberhinaus können Bilder Emotionen hervorrufen, durch die wir uns leichter an sie erinnern können.

In dieser Arbeit werden verschiedene nutzungsrelevante Metainformationen bei der Dateidarstellung getestet. Diese wurden in einer ausdrucksstarken Formsprache exemplarisch und begründet formalisiert und kombiniert. Grundintention ist die Herstellung visueller Nachvollziehbarkeit, die inhaltliche Anreicherung der Visualisierung sowie die daraus resultierende leichte Differenzierbarkeit zwischen den Daten. Die Herausforderung der Datenpräsentation bestand in einer maximalen inhaltlichen Anreicherung bei minimalem, eindeutigen Design. Understanding Data ist als Kompendium und Inspirationsquelle zu verstehen und bildet einen formalen Grundstock mit der Freiheit formaler Weiterentwicklungen sowie Interpretationsmöglichkeiten. Diese Arbeit ist im Rahmen meines Masterdesignstudiums unter der Leitung von Prof. Boris Müller an der Fachhochschule Potsdam entstanden.


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Vorgehen

Folgende nutzbringende Metainformationen wurden für die Visualisierung der Dateien ausgewählt: Dateigröße, Dateialter, Dateiaktivität, Dateigebrauchsdauer, Dateiaktualität, Dateispeicherstände. Diese wurden in zwei Formalisierungsschritten angewendet.

Im ersten Schritt wurde jede Metainformation für sich isoliert durch explizite Visualisierungen dargestellt. Ziel war eine kleinstmögliche, schlüssige Designlösung. In der Formalisierung 2 wurden die Metainformationen aus Formalisierung 1 kombiniert. Dabei sollte eine größtmögliche Informationsanreicherung bei ebenfalls minimalem, expliziten Design erreicht werden.


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03

Formalisierung 1


Dateigröße repräsentiert die Menge an Bits und Bytes einer Datei.


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_Fläche

Größe lässt sich leicht nachvollziehbar über Größenverhältnisse darstellen. Flächige Rechtecke vermitteln in dieser Formalisierung ein Gefühl für Größe. Die Größe der Fläche dient dabei als Vergleichsindikator.

Als Visualisierungsschema zur Abtragung der Dateimengen wurde die Treemap gewählt (siehe nächste Seite). Diese ermöglicht das anschauliche Abtragen hierarchischer Ordnerstrukturen und erleichtert damit den Vergleich zwischen den Flächen bzw. Dateien.


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Dateigröße


Dateigröße

Abb. links - Größenspektrum der Dateiflächen Abb. rechts - unterschiedlich größe Dateien in einer hierarchischen Treemap Visualisierung

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Dateigröße

_Volumen

Neben flächigen Größenverhältnissen sind es Körpervolumen, die Größe auf sehr einfache Weise nachvollziehbar machen.

In dieser Visualisierung dient ein rechteckiger Körper bzw. dessen Körpertiefe als Dateigrößenindikator. Je tiefer der Körper umso größer ist sein Volumen und dementsprechend auch die Dateigröße.


Dateigröße

Abb. links - Größenspektrum der Dateivolumenkörper Abb. rechts - Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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Dateialter beschreibt die Existenzdauer von der Erstellung bis zum Lรถschen einer Datei.


Dateialter

_Zeitstrahl

Vergangenheit

Die wohl am häufigsten verwendete Zeitvisualisierung funktioniert mit Hilfe eines Zeitstrahls. Diese Gewohnheit wird mit dieser Visualisierung bedient. Die Dateien bzw. deren Existenzdauer wird horizontal auf einer Zeitachse abgetragen. Links ist der aktuelle Zeitpunkt und rechts die Vergangenheit. Die zu berücksichtigende Problematik dieser Visualisierung bestand in der Abtragung sehr alter, auf dem Zeitstrahl sehr lang ausgedehnter Dateien. Diese können gegebenenfalls den sichtbaren Screenausschnitt überschreiten.

Gegenwart

Eine zeitlich gut skalierbare Lösung stellt ein horizontaler Scroll dar. Er kann auch sehr lange Zeitstrahlen bedienen. Soll das Alter auf einen Blick bzw. Screen sichtbar gemacht werden, eignet sich zudem eine andere Variante. Die Zeiteinteilung auf dem Zeitstrahl kann sich mit zunehmenden Alter exponentiell verjüngen (siehe Abb. nächste Seite).

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Dateialter

Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung mit horizontaler, exponentiell verj端ngender Zeitleisteneinteilung (links - Vergangenheit, rechts aktueller Zeitpunkt)


Dateialter

_Altersringe

In Anlehnung an die Jahresringe zur Berechnung des Alters eines Baumes ist diese Visualisierung entstanden. Ein Ring stellt eine konkrete Zeit- bzw. Alterseinheit dar. Je mehr Ringe umso älter ist die Datei. Korrespondierend zu den nach Außen größer werdenden Zeitringen werden auch die Alterseinheiten größer: Angefangen vom kleinsten, innersten Ring, welcher einen Tag darstellt, über eine Woche, ein Monat,

drei Monate, sechs Monate, ein Jahr, drei Jahre, sechs Jahre, zehn Jahre bis hin zum äußersten Ring mit 15 Jahren. Darüberhinaus findet eine weitere konkretere zeitliche Differenzierung innerhalb eines Altersringes statt. Der Ring wächst im Uhrzeigersinn aus einem Punkt heraus bis er geschlossen ist und damit die nächst größere Zeiteinheit erreicht ist.

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Dateialter

Altersringe - Größe des Ringes verhält sich korrespondierend zum Alter

zeitl. Altersringunterteilung - wächst aus einem Punkt im Uhrzeigersinn heraus und findet auf jeder Altersringgröße statt


Dateialter

Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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Dateiaktivit채t generiert sich aus der Summe der Nutzeraktivit채t in einer Datei, d.h. die Summe der Mausklicks, die zur체ckgelegte Cursordistanz, die Menge an Interaktionen etc..


Dateiaktivität

_Bewegung 1

Körperliche Aktivität ist beim Menschen besonders gut über dessen Körperhaltung und Bewegungsfrequenz ersichtlich. Ein liegender Mensch strahlt durch die Betonung der horizontalen Achse wenig Aktivität aus, wohingegen beispielsweise ein senkrecht stehender bzw. laufender Mensch durch seine vertikale Ausrichtung und Bewegung mehr Aktivität ausdrückt.

In der folgenden Visualisierung wurde diese einfache Körpersprache in eine Formsprache umgewandelt. Dies ist mit nur einer Linie in Verbindung mit verschiedenen Anstiegswinkeln gelungen. Bei Dateien mit wenig Aktivität ist die Linie horizontal bzw. annähernd horizontal ausgerichtet. Sie liegt und strahlt Ruhe aus. Fand in der Datei mehr Aktivität statt, richtet sich die Linie mehr Richtung Vertikale aus. Eine sehr aktive Datei wird in diesem System durch eine sichere und formal aufstrebende Senkechte (90°) dargestellt.

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Dateiaktivit채t


Dateiaktivität

Abb. links - AktivitätsausrichtungsmÜglichkeiten einer Datei (von wenig aktiv bis viel aktiv) Abb. rechts - Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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Dateiaktivit채t

_Bewegung 2

Der Aktivit채tsindikator Bewegung liegt auch dieser Visualisierung zu Grunde. In Anlehnung an die Bewegung organischen Atmens stehen pulsierende Kreise f체r die spezifische Aktivit채tsfrequenz einer Datei.

Je schneller ein Kreis pulsiert umso aktiver war bzw. ist der Nutzer mit der Datei und umgekehrt.


Dateiaktivit채t

wenig Aktivit채t viel Aktivit채t

sec.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

Abb. links - eine Kreisfl채che dient als Pulsiergrundform Abb. rechts - Die Tabelle zeigt zwei stark unterschiedlich aktive Dateien und ihre Pulsierfrequenz bzw. Pulsierzwischenschritte in Sekunden.

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Dateiaktivit채t

Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung


Dateiaktivität

_Bewegung 3

wenig Aktivität

In dieser Visualisierung wird die Aktivität zum einen durch eine quantitative Anhäufung und zum anderen durch die daraus resultierende Anmutung von Bewegung verdeutlicht. Je aktiver eine Datei ist umso mehr Segmente bekommt der konzentrisch aufgebaute Stern.

viel Aktivität

Durch die konzentrische Anordnung und Anhäufung entsteht die Anmutung einer Rotation, welche mit steigender Segmentanzahl verstärkt wird. Dateien mit wenig Aktivität besitzen nur eine kleine Anzahl von Segmenten - mit unter nur ein Segment - und wirken dementsprechend formal ruhiger.

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Dateiaktivit채t

Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung


Dateigebrauchsdauer beschreibt die Gesamtdauer des Nutzergebrauchs einer Datei.


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Dateigebrauchsdauer

_Helligkeit vs. Dunkelheit

seltener Gebrauch

In der analogen Welt wird Gebrauch häufig mit Gebrauchsspuren in Verbindung gebracht. Diese können sich mit der Zeit verändern bzw. verstärken. Eine Computertastatur verdeutlicht dieses Verhalten sehr gut. Tasten, die häufig genutzt werden sind abgenutzter und dunkler als jene, die seltener genutzt werden.

häufiger Gebrauch

Dieses Verhalten wurde in folgender Formalisierung auf ein Farbspektrum von weiß nach schwarz übertragen. Dateien, die selten genutzt werden, sind „unverbraucht“, “frisch“ und dementsprechend den weißen bzw. den hellen Grautönen zugeordnet. Häufig genutzte Dateien hingegen werden dunkler bis schwarz dargestellt.


Dateigebrauchsdauer

Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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Dateiaktualität wird aus der letzten Dateiöffnung generiert. Je kürzer diese in der Vergangenheit liegt umso aktueller ist die Datei.


Dateiaktualität

_Zeit

sehr aktuell

Der Parameter zur Visualisierung der Aktualität ist in diesem Beispiel die Zeit. In Anlehnung an eine Uhr, bei der die Zeit abläuft wird in dieser Visualisierung die Aktualität über die Ausdehnung des ausgefüllten Ringsegments dargestellt. Je weiter der Ring geschlossen ist umso aktueller ist die Datei und umgekehrt.

wenig aktuell

Dieses formale Verhalten birgt Vorteile für die meist wichtigeren, aktuellen Dateien. Die Aufmerksamkeit richtet sich im ersten Moment auf jene Ringe, die eine Fläche umschließen, als die offenen Ringe. Geschlossene bzw. nahezu geschlossene Ringe erscheinen als flächige Figuren und heben sich deshalb deutlicher vom Hintergrund ab.

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Dateiaktualit채t

Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung


Dateispeicherst채nde sind die Abspeicherungen einer Datei.


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Dateispeicherstände

_Anhäufung

Abspeicherungen sind klar differenzierbare und zählbare Ereignisse in der Existenzdauer einer Datei. Aufbauend auf diese Erkenntnis ist folgende Visualisierung entstanden. Die Abspeicherungen einer Datei werden mit Linien visualisiert. Je mehr Abspeicherungen umso größer wird die Linienanhäufung bzw. -gruppierung einer Datei.

Wichtige Dateien, die länger bearbeitet und häufiger abgespeichert wurden (z.B. Layoutdateien) treten aufgrund der Menge ihrer Linienanhäufung visuell in den Vordergrund, als jene die nur einmal abgespeichert wurden (z.B. Fotos).


Dateispeicherstände

Abb. links - unterschiedlich große Abspeicherungsanhäufungen (von wenig nach viel) Abb. rechts - Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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Dateispeicherstände

_Flächenteilung

In dieser Formalisierung werden die Abspeicherungen nicht exakt zählbar, wie in der vorhergehenden Visualisierung dargestellt, sondern leicht abstrahiert durch eine quantitative Anmutung. Die Datei wird durch eine quadratische Untergrundfläche dargestellt. Diese wird mit wachsenden Abspeicherungen immer wieder durch eine Linie geteilt. Wichtig ist, dass nicht bei jeder hinzukommenden Abspeicherung eine Linie gezeichnet wird.

Mit jeder neuen Linie findet ein wachsender, exponentieller Anstieg statt, welcher mit der Anzahl der Abspeicherungen erreicht werden muss, bis die nächste Linie gezeichnet wird. Erklärungsbeispiel: eine Abspeicherung = eine Linie, drei Abspeicherungen = zweite Linie, sechs Abspeicherungen = dritte Linie, zehn Abspeicherungen = vierte Linie usw.. Auf diese Weise können auch sehr große Abspeicherungsmengen abgebildet werden und mit kleineren verglichen werden.


Dateispeicherstände

Abb. links - mÜgliche Flächenunterteilungen Abb. rechts - Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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04

Formalisierung 2


Dateigröße + Dateialter + Dateiaktivität + Dateigebrauchsdauer


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Dateigröße + Dateialter + Dateiaktivität + Dateigebrauchsdauer

_Skelett

Diese Dateivisualisierung kombiniert vier wichtige Dateimetainformationen: Dateialter, Gebrauchsdauer, Speicherstände und Dateiaktivität. (Die Dateiaktivität generiert sich in dieser Visualisierung aus der Anzahl von Mausklicks in einer Datei.) Jede der vier Information wurde auf einem kreuzformatigem Untergrundskelett eine Richtung zugeteilt.

Dieses Kreuz bzw. dessen vier Segmente dienen als System zur Abtragung der Metainformationen und weisen jeweils ein eigenes Unterteilungssystem auf. Je nach Merkmalsintensität entstehen mit diesem System zur Abtragung der Metainformationen, charakteristische Dateisinnbildnisse mit Wiedererkennungswert. Die vier Metaachsen sind auch durch andere Metadaten austauschbar.


Dateigröße + Dateialter + Dateiaktivität + Dateigebrauchsdauer

Größe

Gebrauchsdauer

Alter

Aktivität

40


Dateigröße + Dateialter + Dateiaktivität + Dateigebrauchsdauer

≤ 2 St

≤ 5 St

≤ 10 St

≤ 20 St

Größe > 80 St ≤ 80 St ≤ 55 St ≤ 35 St

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> 500 gb ≤ 500 gb ≤ 100 gb ≤ 10 gb ≤ 1 gb ≤ 100 mb ≤ 1 mb ≤ 100 kb

Gebrauchsdauer

Alter ≤ 100 ≤ 500 ≤ 1000 ≤ 1500 ≤ 2000 ≤ 5000 ≤ 10000 > 10000 > 10 Jahre ≤ 10 Jahre ≤ 5 Jahre ≤ 2 Jahre

≤ 6 Monate

≤ 1 Monat

≤ 1 Woche

≤ 1 Tag

Aktivität (Mausklicks)


Dateigröße + Dateialter + Dateiaktivität + Dateigebrauchsdauer

Abb. links - Skaleneinteilung der vier Metaachsen Abb. rechts - Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung

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Dateialter + Dateigebrauchshäufigkeit + Dateigröße


Dateialter + Gebrauchshäufigkeit + Dateigröße

_History

Dateigröße (Farbe/Helligkeit)

Gebrauchshäufigkeit (Y-Achse)

Dateialter (X-Achse)

In dieser Visualisierung werden Dateialter, Gebrauchshäufigkeit sowie die Dateigröße kombiniert. Eine Zeitachse dient als Basis zur Abtragung der Metainformationen. Darauf wird das Dateialter durch die Länge eines Stranges horizontal abgebildet. Dieser Strang dient als Grundelement zur Abtragung der zwei weiteren Informationen.

Die unterschiedlich dicke Ausdehnung auf der Y-Achse des Stranges verdeutlicht die Gebrauchshäufigkeit der Datei zu bestimmten Zeitpunkten. Die Dateigröße als dritte Metainformation wird durch ein Farbspektrum von weiß nach schwarz abgebildet. Je dunkler der Strang umso größer ist die Datei. Diese Visualisierung eignet sich besonders gut um Zeit mit dem Nutzungsverhalten einer Datei in Verbindung zu setzten (z.B. für Musikbibliotheken).

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Dateialter + Gebrauchshäufigkeit + Dateigröße

kleine Datei

große Datei

Abb. links & rechts - Farbspektrum von weiß nach schwarz dient als Dateigrößenindikator Abb. rechts - Visualisierungsumsetzung in der Dateiansammlung


March

April

May

June

July

August

September

Oktober


Dateiaktivit채t + Zeit + Programm


Dateiaktivität + Zeit + Programm

_Activitymeter

Diese Formalisierung setzt die Aktivität in einer Datei mit dessen Erstellungs- bzw. Bearbeitungsprogramm in Verbindung. Die Aktivitätsvisualisierung basiert auf der von Formalisierung 1 (siehe Seite 18 -20). Die Ausrichtung der Linie gibt Auskunft über die Aktivitätsmenge in einer Datei: Je senkrechter die Linie umso mehr Aktivität - je waagerechte umso weniger.

Jedem Programm ist ein Dateistrahl zugeordnet, auf welchem sich die Dateien in zeitlicher Reihenfolge und spezifischer Aktivitätsausrichtung anordnen. Auf dieses Weise können Dateien mit dessen Ursprungsprogramm bezüglich ihrer Aktivität gut analysiert und verglichen werden. Ferner werden die Dateimengen durch die Abtragung auf einer quantitativen Zeitleiste sehr gut ablesbar sowie vergleichbar.

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11.06

10.06

09.06

Ind esi g Psd n Illu str at Tex or tE d it Ac rob at Ke yn ot Fl a e sh Wo rd IM ovi e Pro ces Fri sing tzin g Ar du ino Pre mi ere Bu ild er Ex el iPh oto Aft ere ff Fre ects em ind Po we rpo in Dr eam t we Fir ave ew r o Ca rks tal yst Ex el


Dateialter + Dateigebrauchsdauer + Dateiaktivit채t + Speicherst채nde


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Dateialter + Dateigebrauchsdauer + Dateiaktivität + Speicherstände

_Informationstiefen

Speicherstand ( lineare Unterteilungen) Info.tiefe 1

Info.tiefe 2

= Gebrauchsdauer + Aktivität (Farbwert)

Dateialter (X-Achse)

Diese Kombination verbindet die Metainformationen Alter, Gebrauchsdauer, Aktivität und Speicherstände. Das Besondere dieser Visualisierung sind zwei Informationstiefen, welche auf zwei verschiedenen Dateiansichten abgetragen werden. Die erste Informationsebene zeigt die Gebrauchsdauer und Dateiaktivität über ein Farbspektrum vom weiß nach schwarz an. Je länger und aktiver der Nutzer die Datei gebraucht hat umso dunkler ist deren Fläche und umgekehrt. In der zweiten Informationsebene findet eine Informationsdetaillierung von Informationstiefe 1 statt sowie eine Informationsanreicherung durch weitere Metainformationen.

Dateigebrauch & Aktivität (mit Helligkeitswert partiell auf Dateistrang verteilt)

Auf einer Zeitachse fächert sich die Informationsebene eins auf einer Zeitachse auf. Darauf wird zum einen das Dateialter durch einen horizontalen Strahl abgetragen. Die dunkleren Flächen auf der Zeitachse präsentieren die aktiven Gebrauchszeitabschnitte der Datei. Je dunkler diese sind umso aktiver war der Nutzer in dieser Zeit mit der Datei. Die Speicherstände als vierte Metainformtion werden in Form von vertikalen weißen Einschnitten ebenfalls zeitlich auf dem Dateistrang abgetragen. Dieser View bietet mit minimalen formalen Mittel eine sehr hohe Informationsdichte. Je nach Bedarf kann zwischen Informationsebene eins und zwei gewechselt werden.


Dateialter + Dateigebrauchsdauer + Dateiaktivit채t + Speicherst채nde

Visualisierungsumsetzung von Info.tiefe 1 in der Dateiansammlung. Die unterschiedlich langen, vertikalen Dateistr채nge stellen Ordner.

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Dateialter + Dateigebrauchsdauer + Dateiaktivit채t + Speicherst채nde

=

17.06

Visualisierungsumsetzung von beiden Informationstiefen. Ein Ordnerstrang aus Info.tiefe 1 wurde ausgew채hlt und in Info.tiefe 2 auf einer Zeitleiste aufgef채chert.

18.06

19.09


Dateialter + Dateigebrauchsdauer + Dateiaktivit채t + Speicherst채nde

20.06

21.06

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22.06


Dateigröße + Dateialter


Dateigröße + Dateialter

_Koordinatensystem

Größe

Alter

In dieser Kombination werden zwei Metainformationen über ein Koordinatensystem abgetragen: Das Dateialter auf der horizontalen X-Achse - die Dateigröße auf der vertikalen Y-Achse. Die Abstände der Skala des Dateialters (X-Achse) verjüngen sich exponentiell mit jedem größer werdenden Dateigrößenwert. Auf diese Weise lassen sich auch Dateien, die größenspezifisch sehr weit auseinander liegen, auf einen Blick vergleichen. Die horizontale Zeitachse des Dateialters wächst mit der Zeit und kann unendlich lang sein.

Die exponentielle Verjüngung der Dateigrößenachse, die Unendlichkeit der Zeitachse sowie die platzsparende, exakte Abtragung der Datei auf dem Schnittpunkt von X und Y-Achse, machen diese Visualisierung zu einer sehr gut skalierbaren Dateiabtragungsmethode. Damit können sehr große Dateimengen abgebildet und verglichen werden. Als Navigationselement sind horizontale bzw. vertikale Slider einsetzbar.

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17.06

18.06

19.06

20.06


21.06

22.06

23.06

24.06


understanding data Eine Etüdensammlung zur Visualisierung digitaler Daten durch ihre charakteristischen Eigenschaften.

Dorothée Stietz Design Masterstudentin - Interface Design Fachhochschule Potsdam Betreuung: Herr Prof. Boris Müller July 2010



Unterstanding Data - Graphical Research