La rappresentazione grafica dei dati o data visualization è l'attività di comunicazione realizzata tramite la proiezione di dati in una forma grafica strutturata. Questa proiezione è uno degli strumenti dell'analisi dei dati e della scienza dei dati e viene usata per incrementare l'usabilità dei dati, rendendoli più accessibili, comprensibili e utilizzabili.
La rappresentazione grafica dei dati utilizza vari elementi visivi come grafici statistici, diagrammi, tabelle e mappe. Per questo, è spesso sia una disciplina creativa, sia una pratica tecnica.
Panoramica
Con "rappresentazione grafica dei dati" si fa riferimento alle tecniche e competenze utilizzate per comunicare dati codificandoli come oggetti grafici (ad es. punti, linee o barre), con l'obiettivo di presentarli agli utenti in modo chiaro ed efficace.
Nella rappresentazione grafica, estetica e funzionalità devono integrarsi evidenziando approfondimenti, relazioni e aspetti chiave in modo intuitivo. L'estetica ha funzione di migliorare la percezione del messaggio senza mai compromettere aspetti funzionali.
Fernanda Viegas e Martin M. Wattenberg hanno suggerito che una rappresentazione ideale non dovrebbe solo comunicare in modo chiaro, ma stimolare il coinvolgimento e l'attenzione degli spettatori.
Esistono applicazioni di rappresentazione grafica dei dati, anche mirate e uniche per usi e pubblici specifici, e linguaggi di programmazione come D3, Python e JavaScript che aiutano a visualizzare graficamente i dati elaborati.
A livello scolastico esistono programmi per soddisfare la domanda di rappresentazione grafica dei dati finalizzata all'apprendimento e librerie di programmazione associate, compresi programmi gratuiti come The Data Incubator o programmi a pagamento come General Assembly.
Campi correlati La rappresentazione grafica dei dati si trova all'intersezione di diversi campi di attività.
Campi utilizzati o inclusi La rappresentazione grafica dei dati si basa su concetti e metodi sviluppati per altri campi di attività, tra cui:
Scienza dei dati e statistica: Metodi e attività, soprattutto statistici, di analisi dei dati, sono spesso la fonte dei dati rappresentati. Psicologia cognitiva: Permette di predire e progettare il flusso interpretativo dei dati rappresentati. Statistica descrittiva: Tratta i modi per rappresentare dati numerico/statistici, principalmente attraverso grafici. Architettura della rappresentazione dei dati: Progettare la rappresentazione grafica dei dati per integrarla efficacemente in una comunicazione più complessa e finalizzata. Visualizzazione dell'informazione: Si focalizza sulla rappresentazione di dati categoriali, relazioni e informazioni complesse.
Campi che utilizzano la rappresentazione grafica dei dati La rappresentazione grafica dei dati viene sfruttata in diversi campi di attività. Per esempio:
Analisi del modello di business: Attività quali determinazione degli obiettivi di business, raccolta dei requisiti e mappatura dei processi possono sfruttare le caratteristiche di filtraggio, evidenziazione e sintesi della rappresentazioni grafiche dei dati. Ottimizzazione dei processi: Si possono sfruttare adeguate rappresentazioni grafiche dei dati per ottimizzare i flussi delle azioni e delle decisioni finalizzate agli obiettivi del business. Progettazione software: L'uso di codifiche grafiche dell'informazione per specificare parti del sistema, quali ad esempio di flussi informativo/decisionali, utenti, interfacce grafiche, schemi dei dati, ecc. è comune in ambito software, dove esistono metodi rappresentativi standard (es. UML, schemi ER) e possono essere sfruttati anche metodi adattati all'esigenza. Giornalismo visivo e telegiornalismo: Spesso accompagna la storia narrata con rappresentazioni grafiche dei dati per agevolare la comunicazione o l'evidenziazione di informazioni in forma condensata e comprensibile. Divulgazione scientifica: Il dato rappresentato e semplificato graficamente può essere più comprensibile al pubblico.
Campi affini La rappresentazione grafica dei dati ha aspetti in comune con molti altri campi di attività, tra cui:
Architettura dell'informazione: Hanno in comune l'organizzazione e la ricombinazione dei dati, al fine di renderli più fruibili e idonei. Design dell'interazione e usabilità: Molti dei principi di fruizione sono condivisi tra le due discipline. Design grafico: L'arte di comunicare e impressionare attraverso grafiche, simboli e forme estetiche è comune.
Storia Non esiste una trattazione completa della rappresentazione grafica dei dati, né ci sono resoconti che abbraccino l'intero sviluppo del pensiero visivo e della rappresentazione grafica dei dati.
Storia antica La rappresentazione grafica dei dati non è un'attività moderna. Dati stellari o informazioni come la posizione delle stelle sono stati rappresentati sulle pareti delle grotte (come quelle trovate nelle Grotte di Lascaux nel sud della Francia) fin dal Pleistocene.
Vari manufatti tridimensionali storici, quali i segnaposto quantitativi di argilla della Mesopotamia (5500 a.C.) o i quipu degli Inca sono rappresentazioni concrete di dati. Queste tipologie di rappresentazioni non documentali sono anche state usate fino ai tempi più recenti o sono tuttora in uso: per esempio gli abachi (rappresentazioni quantitative), le mappe di bastoncini delle isole Marshall (mappe tematiche) o le mappe tattili degli Inuit (mappe tridimensionali).
Le prime forme documentali di rappresentazione grafica dei dati sono state mappe, ideogrammi e geroglifici diversi che hanno fornito e permesso l'interpretazione delle informazioni illustrate.
Una delle più antiche rappresentazioni grafiche dei dati è il Papiro delle miniere, realizzato in Egitto nel 1160 a.C., che illustra la distribuzione di risorse geologiche e fornisce informazioni sull'estrazione delle stesse. Una mappa di questo tipo può essere considerata una carta tematica, che è un tipo di rappresentazione grafica dei dati che presenta e comunica dati e informazioni specifici attraverso un'illustrazione geografica progettata per mostrare dati di un tema particolare connessi a specifiche aree geografiche.
Medioevo La rappresentazione grafica dei dati in Europa, Africa settentrionale e Oriente si è evoluta con l'invenzione della pergamena prima e della carta poi, che hanno facilitato lo sviluppo e la diffusione delle rappresentazioni bidimensionali dei dati nel corso della storia meno antica.
Il grafico di Monaco di Baviera Il più antico tentativo noto di rappresentare cambiamenti di valori nel tempo in modo paragonabile a quello dei moderni grafici si trova in un manoscritto realizzato nel X o nell'XI secolo conservato nella Bayerische Staatsbibliothek di Monaco di Baviera e forse realizzato per l'uso nelle scuole monastiche. Il manoscritto include una breve appendice intitolata De cursu per zodiacum ('Sui movimenti nello zodiaco') che descrive appunto i movimenti apparenti del Sole, della Luna e dei pianeti nella fascia dello zodiaco. Al suo interno si trova un grafico che, anche se non è oggi comprensibile in tutti i suoi aspetti, probabilmente intendeva rappresentare gli scostamenti degli astri dall'eclittica in funzione del tempo.
Lungo l'asse orizzontale il grafico è diviso in 30 settori consecutivi; tali settori probabilmente rappresentano il tempo e il loro valore deve essere diverso per i singoli astri. Lungo l'asse verticale è invece rappresentata la fascia dello zodiaco: una linea orizzontale centrale rappresenta l'eclittica mentre sei caselle superiori e sei inferiori rappresentano l'estensione della fascia di scostamento. Il grafico mostra quindi, anche se solo in modo impreciso e schematico, il modo in cui i diversi astri si allontanano dall'eclittica durante i loro spostamenti.
Età moderna Nel XVI secolo, le tecniche e gli strumenti per l'osservazione, la misurazione precise delle quantità fisiche, delle posizioni geografiche e celesti erano ben sviluppati. Particolarmente importanti sono stati lo sviluppo della triangolazione e altri metodi per determinare accuratamente le posizioni nelle mappature.
René Descartes e Pierre de Fermat hanno sviluppato la geometria analitica e due sistemi di coordinate tridimensionali che hanno fortemente influenzato i metodi pratici di rappresentazione e calcolo dei valori
Il lavoro di Fermat e Blaise Pascal sulla statistica e la teoria delle probabilità ha gettato le basi per la moderna concettualizzazione dei dati.Secondo l'Interaction Design Foundation, questi sviluppi hanno aiutato William Playfair, che ha sviluppato il potenziale della comunicazione grafica per i dati quantitativi, generando e sviluppando metodi grafici per la statistica.
Età contemporanea Nel corso dell'Ottocento le tecniche di visualizzazione sono diventate ancora più sofisticate.
Uno storico diagramma di Charles Joseph Minard mostra il numero di perdite subite dall'esercito di Napoleone nel periodo 1812–1813.
Vengono tracciate, in modo sintetico e percepibile, sei variabili: la dimensione dell'esercito, i nomi di alcune posizioni geografiche, la strada percorsa, il tempo, la direzione del movimento e la temperatura.
Il diagramma permette un confronto visivo immediato tra dimensioni dell'esercito, direzione, temperature e tappe del percorso.
Questa rappresentazione su una superficie bidimensionale racconta molteplici aspetti di una storia, che possono essere compresi immediatamente creando credibilità sulle relazioni di causa.
Rivoluzione digitale Dopo la rivoluzione digitale, la rappresentazione grafica dei dati è diventata un'area attiva di ricerca, insegnamento e sviluppo. L'introduzione degli elaboratori di dati digitali ha portato nuove possibilità, tra cui:
analizzare quantità di dati molto superiori rispetto al passato, in una frazione del tempo necessario in precedenza creare facilmente visualizzazioni animate, che consentono di visualizzare evoluzioni temporali dei dati generare visualizzazioni in tempo reale, che consentono di rappresentare automaticamente un nuovo dato aggiornato senza intervento dell'utente (monitoraggio), di approfondire un sottoinsieme di dati (zoom) o di visualizzarne un insieme alternativo (filtri, spostamenti, ecc..) gestire rappresentazioni multimediali, che consentono l'uso potenziale di audio o di altre interazioni guidate dal computer per enfatizzare o per rappresentare dati a pubblici diversamente abili trasmettere rappresentazioni immediatamente a distanza e su larga scala
L'elaborazione, l'analisi e la rappresentazione dei big data trovano supporto nella rappresentazione grafica dei dati soprattutto digitale, per rappresentare i risultati delle analisi della scienza dei dati.
In generale, le tecnologie digitali aumentano le possibilità di rappresentazione grafica dei dati. Tuttavia, non è detto che queste possibilità siano sfruttate e avere troppa disponibilità di dati può produrre effetti controproducenti.
Principi generali Gli utenti dei grafici eseguono, consciamente o inconsciamente, compiti analitici, come ad esempio fare confronti ed estrapolare relazioni, quindi una rappresentazione efficace aiuta gli utenti a comprendere meglio e a ragionare meglio sui dati.
Il "principio di progettazione" di ogni grafico informativo dovrebbe quindi supportare l'attività analitica.
Una rappresentazione può avere diversi compiti, evidenziando ad esempio specifici valori, relazioni, dimensioni, causalità o altre caratteristiche dei dati; la progettazione della rappresentazione grafica dei dati dovrà eseguire al meglio possibile questi compiti.
A partire dagli stessi dati e scopi possono essere più o meno efficaci diversi tipi e stili di grafici.