Quantitative Evaluation of Reading Times and Error Rates When Interpreting Visual Content

Autor: Tuscher, Michaela
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
DOI: 10.34726/hss.2023.95045
Popis: Statische Visualisierungen wie beispielsweise Diagramme, Landkarten oder Zeichnungen spielen heutzutage eine immer größere Rolle im täglichen Leben. Daher ist es wichtig herauszufinden, wie hilfreich sie wirklich sind - besonders im Vergleich zu Texten. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob Visualisierungen oder Texte schneller von Menschen erfasst werden können, und welche Darstellungsform im Besonderen besser verständlich ist. Zu diesem Zweck führten wir eine explorative Studie durch, in der Verarbeitungszeit und Fehlerrate bei der Interpretation von Texten und Visualisierungen gemessen wurden. Durch eine Vorstudie, bei der die Testpersonen jeweils vier Visualisierungen in ihren eigenen Worten beschreiben mussten, fanden wir heraus, worauf Leute in Visualisierungen am meisten achten. In den beschreibenden Texten der Testpersonen lag der Fokus einerseits auf Extremwerten der Visualisierungen, andererseits aber auch auf interessanten anderen Werten, die keine Extremwerte darstellten. Darüber hinaus wurden in den Texten oft verschiedene Werte verglichen um die Visualisierung zu beschreiben. Durch diese Erkenntnisse aus der ersten Studie konnten wir die Texte für unsere darauffolgende vergleichende Studie bestmöglich verfassen. Für die eigentliche explorative Studie zum Erfassen von Verarbeitungszeit und Fehlerrate im Interpretieren von visuellen Inhalten verwendeten wir 15 Visualisierungen und Texte, die jeweils die gleichen Informationen enthielten. Jede Testperson erhielt mindestens sechs Aufgaben, davon mindestens drei Visualisierungen und drei Texte, zu denen die Testperson jeweils drei Fragen beantworten musste. Während der Bearbeitung der Beispiele wurde die Zeit gemessen. Ein interessantes Ergebnis war, dass die Testpersonen beim Bearbeiten von Aufgaben mit Visualisierungen durchschnittlich um etwa 1,3 mal schneller waren als mit Texten. Dabei handelt es sich um einen statistisch signifikanten Unterschied. Allerdings konnten wir keine signifikanten Unterschiede bei der Fehlerrate zwischen Aufgabenmit Texten und Aufgaben mit Visualisierungen feststellen. Außerdem stellten wir bei den Beispielen mit Texten Korrelationen zwischen Textlänge und Bearbeitungsgeschwindigkeit sowie Textlänge und Fehlerrate fest. Wir konnten keinen Einfluss der Inhalte der Visualisierungen und Texte auf die Geschwindigkeit oder Fehlerrate feststellen. Allerdings fanden wir Fälle, in denen Beispiele mit Visualisierungen um mehr als 50 % schneller bearbeitet wurden als die dazugehörigen Texte. Unsere Ergebnisse bieten nun eine solide Basis zur Definition weiterer Hypothesen hinsichtlich der Lesbarkeit von Visualisierungen im Vergleich zu Text. In dieser Arbeit präsentieren wir die finalen Hypothesen, welche aus unserer explorativen Studie hervorgehen. Wir betrachten diese als äußerst interessant für die Visualisierungsforschung, da viel darauf hindeutet, dass visuelle Informationen schneller verarbeitet werden können als Text. Wobei hier durchaus zu erwähnen ist, dass die tatsächliche Leistungssteigerung weitaus geringer sein dürfte als in den Medien oft behauptet wurde (z.B. `60.000 mal schneller als Text'). Außerdem deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass hinsichtlich der Fehlerquote bei der Beantwortung abschließender Fragen keine wesentlichen Unterschiede zwischen visuellen Informationen und Texten festgestellt werden können.
As static visualizations like diagrams, maps, charts, or drawings get more and more important in everyday life, it is crucial to find out how helpful they actually are, especially in comparison to text. This diploma thesis outlines if visualizations or texts are processed faster by humans and which representation is better comprehensible. For this purpose, we conducted an exploratory study in which we measured processing times and error rates when interpreting either texts or visualizations. In a pre-study, in which each participant had to describe four visualizations in their own words, we found out which parts of a visualization are deemed most important by people. The focus of the participants was on extrema, as well as on certain other values. Furthermore, the participants often compared different values in order to describe the visualization. The pre-study gave us valuable insights which we used for writing the texts for our study. For our exploratory study, where we wanted to find out more about whether visualizations or text can be interpreted more easily, we used 15 visualizations and texts that contained the same information. Each participant had to work on at least six topics, thereof at least three by using visualizations and three by using texts, and had to answer three questions per topic at the end. The time was measured while the participants worked on the topics.We could see that the participants solved topics by using visualizations on average about 1.3 times faster as compared to when they used texts. This difference was statistically significant. We could not find significant differences between the error rates for topics, when participants used visualizations or texts. When texts were used, we found correlations between text lengths and processing speeds, as well as text lengths and error rates. The content of visualizations or texts did not seem to play a role for processing speed or error rates. However, we found cases in which topics with visualizations were solved more than 50 % faster as compared to topics with texts. Our results provide a solid basis for defining further hypotheses regarding the readability of visualizations compared to text. In this thesis, we present the final hypotheses that emerge from our exploratory study. We consider these to be extremely interesting for visualization research, as there is much evidence that visual information can be processed faster than text. Whereby it is worth mentioning that the actual increase in performance may be much lower than often claimed in the media (e.g. `60,000 times faster than text'). Furthermore, our results indicate that no significant differences can be found between visual information and text with regard to the error rate in answering final questions.
Databáze: OpenAIRE
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