1. معرفی
نقشههای جریان نوعی تجسم مورد استفاده در نقشهبرداری جغرافیایی هستند که قوانین یا پدیدههایی را نشان میدهند که حرکت اشیا یا افراد را از یک منطقه به منطقه دیگر توصیف میکنند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، تفاوت در مقدار یا مقدار مهاجرت در یک جریان معمولاً با تغییرات در ضخامت خطوط اتصال نشان داده می شود. درک ضخامت برای به دست آوردن دقیق اطلاعات کمی که در نقشه جریان نشان داده شده است ضروری است. مطالعات قبلی در مورد ادراک ضخامت بر شناسایی توهمات ضخامت [ 1 ] یا رتبه بندی اثربخشی عرض و سایر متغیرهای بصری، مانند مساحت، سایه و زاویه، در نمایش های عددی تمرکز کرده اند [ 2 ، 3 ، 4 ]]. با این حال، تا آنجا که ما میدانیم، مطالعات کمی به این سوال پرداختهاند که آیا متغیرهای بصری متعدد ممکن است اثر ترکیبی بر درک ضخامت خطوط جریان داشته باشند.
سه نوع اصلی نقشه جریان وجود دارد: شبکه، شعاعی و توزیعی. در نقشه جریان، معمولاً از یک “خط” برای نشان دادن جهت جریان استفاده می شود و ضخامت های مختلف اطلاعاتی در مورد بزرگی جریان نشان می دهد. شکل (خطوط و منحنی های مستقیم)، اندازه (طول و ضخامت)، جهت (افقی و عمودی)، و رنگ (رنگ، اشباع، و روشنایی) چهار متغیر بصری اساسی هستند که خطوط را در نقشه های جریان رمزگذاری می کنند [ 5 ، 6 ]]. هر متغیر بصری نوع خاصی از اطلاعات را رمزگذاری می کند. به عنوان مثال، روشنایی و رنگ به ترتیب برای تمایز بین انواع و جلوگیری از سردرگمی به طور گسترده استفاده می شود. زمانی که دادهها در دامنههای بزرگ قرار دارند، طراحان تجسم معمولاً از روشنایی و ضخامت برای نمایش مقدار جریان استفاده میکنند. همانطور که مشخص است، نمایش یک جریان شامل چندین متغیر بصری است، اما همه آنها برای نمایش عددی استفاده نمی شوند. مطالعات قبلی [ 7 و 8 ] نشان داده اند که برای یک کار معین، متغیرهای بصری مختلف با یکدیگر تعامل دارند. برتین معتقد بود که سبکی و اندازه جداکننده هستند. از آنجایی که این متغیرها روی نمایان شدن نماد تأثیر می گذارند، نادیده گرفتن تغییرات در آنها دشوار است [ 9 ]]. با این حال، این سوال که آیا چندین متغیر بصری که خطوط جریان را رمزگذاری میکنند، با ضخامتهای درکشدهشان به دلیل تفکیک تداخل میکنند، بیپاسخ باقی میماند.
انگیزه این مطالعه این واقعیت است که، در حالی که کاربران روابط متناسب بین جریان های مختلف را تخمین می زنند، آنها همچنین به طور مداوم مقایسه های جزئی به کل را بر اساس یک خط مرجع انجام می دهند. با این حال، خط مرجع یک خط ثابت نیست، و کاربران گاهی اوقات ضخیم ترین خط در جریان جهانی یا یک خط نزدیک به جریان هدف را به عنوان یک مرجع تعیین می کنند. بر اساس خطای تخمین گزارش شده در آزمایش عملی ما، ما گمان می کنیم که متغیرهای بصری که خط مرجع را رمزگذاری می کنند، بر مقایسه بین ضخامت ها تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، مطالعات قبلی تایید کرده اند که توهمات افقی-عمودی [ 10 ، 11 ] و اثرات اندازه رنگ [ 12 ]] بر درک کاربران از ضخامت خطوط تأثیر می گذارد. آیا استفاده از جهت ها یا رنگ های مختلف به عنوان لنگر مرجع باعث ایجاد خطا در تخمین ضخامت خط می شود؟ در این مطالعه، ما به درک کاربران از ضخامت خطوط با طول ها و جهت های مختلف علاقه مندیم. ما یک آزمایش روانی را گزارش میکنیم که ممکن است به عنوان مدرکی برای حمایت از توسعه دستورالعملهایی برای طراحی نقشههای جریان باشد.
ساختار باقی مانده این مقاله به شرح زیر است. در بخش 2 ، ما تحقیقات مربوط به درک بزرگی خطوط جریان، روان فیزیک و ادراک گرافیکی را مرور می کنیم. در بخش 3 ، طراحی و اجرای آزمایش را شرح می دهیم. بخش 4 معیارها و نتایج آزمایش ما را گزارش می کند. در بخش 5 ، ما نتایج تجربی را با توجه به اثرات طول خط و جهت گیری بر درک ضخامت تجزیه و تحلیل و بحث می کنیم. بخش 6 اهمیت یافته های ما را شرح می دهد و توصیه هایی را برای کار آینده ارائه می دهد.
2. کارهای مرتبط
2.1. درک بزرگی خطوط جریان
اثربخشی درک بزرگی یک خط جریان به دقت درک ضخامت خط جریان بستگی دارد. میتوانیم ادراک ضخامت را معادل یک تخمین بر اساس طول مقایسه جزء به کل در نظر بگیریم [ 13 ]. نشانههای دیداری [ 13 ] در روانشناسی شناختی استفاده میشوند و نقشهای حیاتی در فرآیند تخمین دارند. مطالعات قبلی [ 13 ، 14 ] نشان می دهد که افراد از لنگرهای ادراکی به عنوان بخشی از فرآیند تخمین استفاده می کنند. اسپنس [ 15 ] پیشنهاد می کند که نمودارهای میله ای پشته ای دارای سه لنگر طبیعی (0٪، 50٪ و 100٪) و نمودارهای دایره ای دارای پنج لنگر طبیعی (0٪، 25٪، 50٪، 75٪ و 100٪) هستند. سیمکین و هستی [ 14] معتقد بود که طول به جز یک نقطه شروع و یک نقطه پایان، هیچ لنگر بصری قابل توجه دیگری را ارائه نمی دهد.
علاوه بر این، افراد می توانند از لنگرهای خارجی مانند اشیاء مرجع برای تخمین زدن استفاده کنند. در نظر گرفتن اشیاء مرجع که ویژگیهای بصری مختلف را رمزگذاری میکنند به عنوان نشانههای بصری بر اندازه درک شده یک شی هدف تأثیر میگذارد. جردن و اسکیانو [ 16 ] اثرات اندازه نسبی و جدایی فضایی را بر روی توهمات خط موازی مطالعه کردند. آنها دریافتند که تغییر جدایی فضایی (فاصله) بین دو خط تأثیر جذب کننده یا متضاد بر تخمین طول دارد. در مورد اندازه، قانون استیون [ 17] بیان می کند که وقتی یک شی با ارجاع به یک شی بزرگتر مشاهده می شود، خود شی بزرگتر به نظر می رسد. اثر معکوس زمانی حاصل می شود که یک شی با اشاره به یک شی کوچکتر مشاهده شود. با توجه به جهت گیری، تخمین ضخامت می تواند در معرض توهمات عمودی-افقی [ 18 ] و سوگیری ناهمسانگردی [ 11 ] باشد. در رابطه با رنگ، اثر اندازه رنگ [ 12 ] توضیح می دهد که چگونه اندازه درک شده یک شی تحت تأثیر رنگ ظاهری آن قرار می گیرد. K Xiao [ 19 ] رابطه ای بین اندازه ظاهری و سبکی را نشان داد که در آن محرک هایی با اندازه بزرگتر به نظر می رسد سبک تر باشند. تدفورد و همکاران [ 20 ، 21] تأثیر رنگ را بر اندازه ظاهری مطالعه کرد و به این نتیجه رسید که رنگ های گرم و روشن اشیا را بزرگتر نشان می دهند، در حالی که رنگ های سرد و تیره حس انقباض را ایجاد می کنند و اجسام را کوچکتر نشان می دهند. این اثرات ممکن است با این واقعیت توضیح داده شود که مخروط ها و میله ها به طور یکنواخت در سراسر شبکیه انسان توزیع نشده اند که منجر به تفاوت در ظاهر رنگ بین فووآ و شبکیه محیطی می شود [ 12 ]. افکت اندازه رنگ اغلب در طراحی فضاها برای به دست آوردن تعادل بصری استفاده می شود. با این حال، باید با احتیاط در تجسم داده ها استفاده شود، زیرا اصل اساسی تجسم داده ها نشان دادن صادقانه اعداد بدون ایجاد سردرگمی یا سوء تفاهم است.
مطالعات تجربی کمی برای تأیید اینکه آیا خطوط مرجع و محرک با طولها و جهتهای مختلف بر ضخامتهای درک شده این خطوط تأثیر میگذارند، انجام شده است. ما یک مطالعه روانی فیزیکی بر روی درک ضخامت خطوط با درجه بالایی از جزئیات انجام دادیم. به طور خاص، مواد آزمایشی ما طیفی از خطوط و وظایف درک را نشان میدهند که معمولاً در نقشههای جریان استفاده میشوند.
2.2. سایکوفیزیک و ادراک گرافیکی
سایکوفیزیک یک زمینه تحقیقاتی است که بر اندازه گیری رابطه بین اندازه درک شده (P) و اندازه فیزیکی (Π) یک شی تمرکز دارد. برای اشیاء با ابعاد مختلف، رابطه روانی معمولاً غیرخطی است، و P = Π e ، که در آن شارحهای ( e ) به عنوان توانای قانون استیون نامیده میشوند [ 22 ، 23 ، 24 ]. خطوط مورد خاصی هستند که در آن رابطه تقریباً خطی است. اسپنس [ 25 ] ابعاد ظاهری و مؤثر بازنمایی اشیا را مورد مطالعه قرار داد. کلیولند و مک گیل [ 26] کار پیشگامی در ارزیابی ادراک گرافیکی انجام داد. آنها ادراک گرافیکی 10 رمزگذاری گرافیکی ابتدایی را ارزیابی کردند و یک رتبه بندی ایجاد کردند. نتایج آزمایش جمعسپاری شده توسط هیر و بوستوک [ 3 ] کار قبلی را تأیید کرد.
از بین همه روشهای روانفیزیکی که در ارزیابی تجسم استفاده میشوند، مرتبطترین روشها به تحقیق ما تخمین بزرگی و تولید بزرگی است [ 27 ]. تخمین بزرگی کاری است که در آن یک فرد نسبت یک جزء به کل یک جسم را تخمین می زند. روش تولید بزرگی از کاربران میخواهد که شدت یک رمزگذاری گرافیکی را متناسب با شدت هدف تنظیم کنند. مطالعات قبلی از این دو روش برای اندازهگیری توانایی کاربر برای درک بصری یک نمایش عددی رمزگذاریشده توسط گرافیکهای مختلف استفاده کردهاند (به عنوان مثال، [ 2 ، 25 ، 26 ، 27 ، 28 ، 29]). یکی از مطالعاتی که بیشترین ارتباط را با تحقیقات ما دارد این است که توسط Saket و Srinivasan [ 4 ] انجام شده است. آنها اثربخشی 12 رمزگذاری گرافیکی تعاملی مختلف را با استفاده از یک وظیفه تولید بزرگ رتبه بندی کردند. در آزمایش خود، از شرکت کنندگان خواسته شد تا از ماوس برای تنظیم مقدار رمزگذاری های گرافیکی به مقدار هدف استفاده کنند. در مقایسه با روش پلکانی [ 30 ]، که یکی دیگر از روشهای رایج ارزیابی روانفیزیکی است، کار تولید بزرگی کارآمدتر است. تولید بزرگی یک روش اولیه برای کار تخصیص اعداد متناسب با بزرگی محرک است [ 4 ، 31 ]]. برای اندازهگیری اثربخشی درک ضخامت تحت سطوح مختلف محرک، از یک تکلیف تولید بزرگی بر اساس مقیاس آزمایش استفاده کردیم.
3. روش ها
3.1. طراحی تجربی
این آزمایش با هدف کمک به ما در دستیابی به درک بهتری از مسائل مطرح شده در بالا و ارائه شواهد علمی موافق یا مخالف اثربخشی درک ضخامت خطوط در نقشه های جریان بود. در این آزمایش، ما اندازهگیری کردیم که کاربران چقدر ضخامت خطوط جریان را در سناریوهایی که خطوط محرک طولها و جهتگیریهای متفاوتی نسبت به خط مرجع داشتند، تخمین زدند. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده استدو مجموعه از مواد آزمایشی برای اندازه گیری اثرات این دو عامل بر درک ضخامت استفاده شد. مواد آزمایشی که روی صفحه نمایش داده شد دو خط بود. خط در بالا خط مرجع بود. خط پایین خط محرک بود. هر دو گروه از مواد آزمایشی دارای یک گروه کنترل متناظر بودند که در آن خطوط محرک و مرجع دارای طول (2:2) و جهت (0 درجه) یکسان بودند. برای تعیین اینکه آیا طول و جهت بر درک ضخامت تأثیر میگذارند، چهار گروه آزمایشی دیگر را تشکیل دادیم و آنها را با گروه کنترل مقایسه کردیم. تمام خطوط محرک دارای ضخامت اولیه مشابه خطوط مرجع مربوطه خود بودند. هر شرکت کننده موظف بود ضخامت یک خط محرک را به مقدار هدف بر اساس خط مرجع تنظیم کند.
برای کاهش تعداد آزمایشهای مورد نیاز، در حالت ایدهآل از یک طرح آزمایشی متعامد استفاده میکردیم. با این حال، با توجه به این احتمال که اثرات این دو عامل ممکن است با سایر اثرات بالقوه تعامل داشته باشد، آزمایش را با استفاده از یک طرح درون موضوعی انجام دادیم. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، شرکت کنندگان ابتدا وظایف را در گروه طول انجام دادند و سپس وظایف را در گروه جهت گیری مطابق با الزامات تکمیل کردند. وظایفی که شرکت کنندگان در مطالعه انجام دادند مشابه یک کار تولیدی بزرگ [ 27 ] بود (همانطور که در بخش 2.2 توضیح داده شد.). در طول هر کارآزمایی، از شرکت کنندگان خواسته شد ضخامت یک خط محرک را به مقدار هدف (مثلاً 200٪ ضخامت مرجع) تغییر دهند، و ما سه مقدار هدف مختلف (50٪، 150٪ و 200٪) را تعیین کردیم. شرکت کنندگان عملیات تنظیم را با استفاده از کلیدهای جهت دار بالا و پایین روی صفحه کلید انجام دادند.
3.2. طراحی مواد محرک
هر محرک حاوی دو خط خاکستری (100 cd/m2 ) در زمینه سیاه (<0.5 cd/m2 ) بود. نمونه هایی از مواد آزمایشی در شکل 2 نشان داده شده است. خط مرجع دارای طول 600 پیکسل و طرح افقی بود. در دو گروه آزمایشی برای طول، طول خطوط محرک به ترتیب نصف و دو برابر خط مرجع بود. ما این دو طول را برای نشان دادن خطوط کوتاه و بلند انتخاب کردیم. در دو گروه آزمایشی جهت جهت گیری، زاویه بین محرک ها و خطوط مرجع به ترتیب 45 درجه و 90 درجه بود. خط محرک 120 پیکسل از خط مرجع فاصله داشت و در مرکز قرار داشت.
برای اینکه بتوانیم نتایج خود را تعمیم دهیم، مواد محرک مورد نیاز آن ضخامت هایی را پوشش می دهند که اغلب در نقشه های جریان استفاده می شوند. با این حال، در حال حاضر هیچ دستورالعملی وجود ندارد که محدوده ضخامت های مورد استفاده در نقشه های جریان را مشخص کند. ما توصیف ویژگیهای “minThickness” و “maxThickness” را در نقشههای جریان از Tableau، Power BI و D3 بررسی کردیم. این توصیفات حداقل/حداکثر ضخامت خطی را که نشان دهنده جریان است بیان می کند. بررسی نشان داد که minThickness 1 px است و حداکثر ضخامت بین 40 تا 50 px است. در این مطالعه، ما 4، 20 و 40 پیکسل را برای نشان دادن سه کلاس ضخامت معمولی (به ترتیب نازک، متوسط و ضخیم) انتخاب کردیم. این سه کلاس محدوده خوبی از ضخامت خطوط، از ≈10٪ تا 90٪ را نشان می دهند. این روش برای گرفتن مقادیر مشابه روشی است که در ردموند استفاده می شود [13 ].
3.3. شركت كنندگان
شرکت کنندگان دانشجویان کارشناسی یا کارشناسی ارشد بودند که از یک دانشگاه تحقیقاتی استخدام شده بودند. در مجموع 30 دانش آموز در مطالعه شرکت کردند (M = 25.8، SD = 3.1). هجده شرکت کننده زن و 12 نفر مرد بودند. همه شرکت کنندگان استفاده مکرر از اینترنت و مهارت در رایانه را گزارش کردند. 80 درصد از شرکت کنندگان در مورد تجسم ها می دانستند و 73 درصد گهگاه از نقشه ها استفاده می کردند. همه شرکت کنندگان دید طبیعی یا اصلاح شده بدون کوررنگی یا ضعف رنگ داشتند. از آنجایی که پژوهش ما بر این موضوع متمرکز بود که چگونه متغیرهای بصری متعدد بر ادراک ضخامت تأثیر میگذارند، نه اینکه چگونه اعضای مختلف جامعه کاربر ضخامت را درک میکنند، انتخاب یک گروه همگن قابل قبول در نظر گرفته شد.
3.4. دستگاه
محرک های گرافیکی با استفاده از جاوا اسکریپت تولید شدند. این آزمایش در یک آزمایشگاه تعامل انسان و کامپیوتر در شرایط نوری معمولی (حدود 300 لوکس) انجام شد. کامپیوترهایی که ما ارائه کردیم از سیستم عامل Mac OS استفاده می کردند و از یک پردازنده Core i7 اینتل با فرکانس 2 گیگاهرتز استفاده می کردند. صفحه نمایش 23.8 اینچی LCD (Dell u2414 h) بود. این آداپتور گرافیکی دارای وضوح تصویر 1920×1080 پیکسل و نرخ فریم 60 هرتز بود. با تنظیم ارتفاع صندلی، صفحه نمایش عمود بر خط دید شرکتکننده و در فاصله تقریباً 95 سانتیمتری از چشمها ساخته شد.
3.5. روش
شرکت کنندگان در طول دوره آزمایش در یک اتاق ساکت و بدون تداخل قرار گرفتند. قبل از انجام آزمایش، شرکت کنندگان با هدف مطالعه و حقوق خود در رابطه با شرکت در آن آشنا شدند. به منظور آشنایی هر یک از شرکتکنندگان با عملکردها و تعاملات سیستم آزمون، به شرکتکنندگان 1 تا 3 دقیقه فرصت داده شد تا دستورالعملهای نمایش داده شده روی صفحه را بخوانند و چهار کار تمرینی را تکمیل کنند. وظایف شامل تنظیم ضخامت یک خط محرک به مقدار هدف بود.
برای جلوگیری از تأثیر ترتیب، ترتیب کارآزماییها را در هر گروه تصادفی کردیم. به شرکت کنندگان اجازه داده شد تا در نقطه میانی آزمایش استراحت کنند تا آرام بمانند. هر شرکت کننده باید 45 کارآزمایی (5 گروه × 9 کارآزمایی) را در آزمایش اصلی تکمیل کند. کل آزمایش حدود 20 دقیقه به طول انجامید و شرکت کنندگان پس از تکمیل تمام آزمایشات، 30 یوان جایزه دریافت کردند. برای هر آزمایش، سیستم تست مقدار هدف و مقدار پاسخ را ثبت کرد. در نهایت، ما اثرات طول و جهت را بر درک ضخامت بر اساس نتایج ارزیابی کردیم.
4. نتایج
در این بخش، معیارهایی را که در این مطالعه استفاده کردهایم شرح میدهیم و سپس یک نمای کلی از دادهها و تحلیلهای آماری ارائه میکنیم. داده هایی که جمع آوری کردیم شامل 1350 پاسخ (45 کارآزمایی × 30 شرکت کننده) بود.
مشابه مطالعات تخمین بزرگی قبلی [ 2 ، 29 ، 32 ]، ما از معیارهای خطای مطلق (AbsErr) و خطای سوگیری ادراک (BiasErr) در تحلیل خود استفاده کردیم. AbsErr درصد مطلق خطای درک شده در یک مقدار واقعی است و برای اندازه گیری دقت استفاده می شود. AbsErr به صورت زیر تعریف می شود:
BiasErr معیاری است که سوگیری ادراک را می سنجد. یعنی تمایل به دست کم گرفتن یا دست کم گرفتن مقدار و به چه میزان. به این صورت تعریف می شود:
BiasErr > 0 زمانی که ضخامت بیش از حد تخمین زده می شود. BiasErr < 0 زمانی که ضخامت کمتر برآورد شود.
4.1. عملکرد وظیفه: تجزیه و تحلیل داده ها
ابتدا، پردازش نقاط پرت با استفاده از نمودارهای جعبه در SPSS بر اساس 1.5 برابر محدوده بین چارکی (IQR) انجام شد و هیچ نقطه پرت مستثنی نشد. متغیرهای مستقل در این آزمایش طول، جهت و ضخامت ظاهری بودند. سپس آزمونهای مجذور کای را انجام دادیم تا بررسی کنیم که آیا جهتهای تنظیم مختلف (به عنوان مثال، کاهش به 50٪ یا افزایش به 200٪) تأثیری بر سوگیری ادراک دارند ( جدول 1 را ببینید).). آزمون Chi-square فراوانی تخمین بیش از حد را با فراوانی کم برآورد مقایسه می کند. هنگامی که از شرکت کنندگان خواسته شد مقدار ضخامت را در گروه طول کاهش دهند، نتایج تفاوت معنی داری بین دو جهت با توجه به سوگیری ادراک نشان داد. با توجه به BiasErr، پاسخ های شرکت کنندگان در معرض دست کم گرفتن بود. این نتیجه شواهد ساکت و همکاران را تایید می کند. [ 4 ]؛ با این حال، علل این سوگیری ها نیاز به مطالعه بیشتر دارد.
برای آزمایش اثر ترکیبی طول/جهت و ضخامت ظاهری، ما یک تحلیل واریانس فاکتوریل دو طرفه (ANOVA) انجام دادیم. قبل از انجام آزمون، بررسی کردیم که آیا داده های جمع آوری شده با مفروضات آزمون های آماری مطابقت دارد یا خیر. ما از آزمون Shapiro-Wilk برای آزمایش نرمال بودن داده ها و آزمون Levene برای بررسی همگنی واریانس استفاده کردیم. نتایج دو گروه ANOVA به ترتیب در بخش 4.2 و بخش 4.3 توضیح داده شده است.
4.2. اثر طول
شکل 4 نمای کلی از نتایج تحلیل عملکرد وظیفه را نشان می دهد. ما نتایج را بر حسب AbsErr و BiasErr در نظر می گیریم.
AbsErr. ما یک تعامل قابل توجه بین طول و ضخامت ظاهری برای دقت شناسایی کردیم (F (4801) = 5.840، p <0.001، η2 = 0.028). نتایج تجزیه و تحلیل اثرات اصلی نشان میدهد که طول (F (1801) = 14.644، p <0.001، η2 = 0.035) و ضخامت ظاهری (F (1801) = 14.644، p <0.001، η2 = 0.035) معنیدار بود. اثر بر AbsErr
برای بررسی بیشتر نتایج تجزیه و تحلیل اثر اصلی برای هر دسته، ما مقایسههای پساوفرونی اصلاح شده را انجام دادیم. اول، گروه خط محرک نازک AbsErr به طور قابل توجهی نسبت به دو گروه دیگر داشتند. برای گروه خط محرک متوسط، مقایسههای زوجی نشان داد که AbsErr گروه خط محرک کوتاه (M = 7.41٪، SD = 5.31٪) به طور معنیداری بیشتر از گروه کنترل بود (M = 5.01٪، SD = 4.26٪). و گروه خط محرک طولانی (M = 4.58٪، SD = 4.32٪). برای گروه خط محرک ضخیم، AbsErr گروه خط محرک کوتاه (M = 6.56٪، SD = 4.41٪) به طور قابل توجهی بالاتر از گروه کنترل بود (M = 4.37٪، SD = 2.95٪).
BiasErr. نتایج تجزیه و تحلیل تعامل معنیداری را بین طول و ضخامت هدف برای BiasErr نشان داد (F (4801 ) = 18.010، p <0.001، η2 = 0.083). اثر اصلی طول (F (1801) = 14.644، p <0.001، η2 = 0.035) و ضخامت ظاهری (F (1801) = 14.644، p <0.001، η2 = 0.035) بر BiasErr از نظر آماری معنی دار بود. میانگین حاشیهای بدون وزن خطوط نازک، با ضخامت متوسط و خطوط ضخیم به ترتیب 96/7 ± 50/94 درصد، 12/8 ± 30/100 درصد و 85/7 ± 83/104 درصد بود.
مقایسههای زوجی برای تعیین تفاوت در BiasErr بین خطوط محرک با طولهای مختلف در هر گروه انجام شد. نتایج در جدول 2 نشان داده شده است. جالب توجه است که تفاوت معنی داری در BiasErr در همه گروه ها مشاهده شد. در مقایسه با گروه کنترل، خطوط محرک بلند BiasErr بالاتر و خطوط محرک کوتاه BiasErr کمتری داشتند. در شکل 4 می توان روند واضحی را مشاهده کرد که با افزایش طول خط محرک، پاسخ های شرکت کنندگان به سمت تخمین بیش از حد سوگیری می شود. برای آزمایش همبستگی بین طول خط محرک و BiasErr، ما تحلیل همبستگی پیرسون را انجام دادیم. نتایج نشان داد که بین این دو عامل همبستگی مثبت و معناداری وجود دارد (001/0p<).
4.3. اثر جهت گیری
شکل 5 عملکرد شرکت کنندگان در آزمون را بر روی ضخامت درک شده خطوط با جهت گیری های مختلف نشان می دهد.
AbsErr. تأثیر اصلی جهتگیری روی AbsErr برای هر دو خط محرک نازک (F (2178) = 1.035، p = 0.418) و متوسط (F (2،178) = 1.089، p = 0.366) معنیدار نبود. اثرات قابل توجه جهت گیری بر روی AbsErr برای خطوط محرک ضخیم (F (2،178) = 4.157، P <0.05، η2 = 0.293 ) شناسایی شد. در گروههای خط محرک نازک و متوسط، نتایج مقایسههای زوجی نشان داد که خطوط 45 درجه و 90 درجه AbsErr بالاتری نسبت به خطوط 0 درجه داشتند.
BiasErr. نتایج آزمون اثر درون آزمودنی ها نشان داد که برای گروه خط محرک نازک (F (2178) = 54.194، p <0.001، η2 = 0.378)، گروه خط محرک با ضخامت متوسط (F (2،178) = 56.571، p <0.001، η2 = 0.389)، و گروه خط محرک ضخیم (F (1.864،165.893) = 58.323، p <0.001، η2 = 0.396)، یک اثر اصلی مهم جهت گیری بر BiasErr وجود داشت.
برای بررسی بیشتر تأثیر جهتگیری بر ضخامت درکشده، مقایسههای زوجی خطوط محرک با جهتگیریهای مختلف را بهطور جداگانه برای هر یک از سه ضخامت انجام دادیم. نتایج، که در جدول 3 ارائه شده است ، نشان می دهد که برای خطوط محرک تمام ضخامت های ظاهری، ضخامت گزارش شده خطوط عمودی در مقایسه با خطوط افقی به طور قابل توجهی بیش از حد برآورد شده است. این نتایج با نتایج مشاهده شده در مطالعات قبلی مطابقت دارد [ 1 ، 11]، و نشان می دهد که یک توهم ضخامت وجود دارد: خطوط در جهت افقی ضخیم تر از خطوط در جهت عمودی درک می شوند. ادراک ضخامت خطوط 45 درجه به سمت تخمین بیش از حد سوگیری دارد و به نظر می رسد درجه سوگیری بین درجه سوگیری برای خطوط افقی و درجه سوگیری برای خطوط عمودی قرار می گیرد. با این حال، ما تفاوت های قابل توجهی را در همه مقایسه ها بین خطوط 45 درجه و خطوط در جهات دیگر تشخیص ندادیم.
5. بحث
5.1. بحث در مورد اثر طول
آزمایش در این مطالعه چندین یافته را به همراه داشته است. اول و مهمتر از همه، نتایج به جز در گروه خط محرک نازک، اثر قابل توجهی را بر روی دقت و سوگیری ادراک نشان داد. زمانی که شرکتکنندگان مجبور شدند ضخامت یک خط محرک را با خط مرجع تنظیم کنند، مقدار پاسخ آنها برای خطوط محرک طولانی به طور قابلتوجهی بیشتر از خطوط محرک کوتاه بود. وظایف تولید بزرگ نیاز به پردازش آگاهانه از بالا به پایین دارند و خطوط کوتاه ضخیمتر از خطوط طولانی تلقی میشوند. مشاهده روند پاسخ آزمودنیها در شرایط مختلف تحریک از نمودار خطی در شکل 6 آسانتر استآ. ما هشدار می دهیم که این یک مطالعه کیفی با چند نمونه نماینده انتخاب شده در نقشه های جریان است. علاوه بر این، یک پیش فرض این نتیجه گیری این است که همه محرک ها در یک میدان بینایی قرار دارند. به عبارت دیگر، یک خط محرک و یک خط مرجع باید همزمان با چشم مشاهده شوند. برای محرکهایی که بسیار بزرگ یا بسیار کوچک هستند، مانند محرکهایی که روی نمایشگرهای کاشیشده، بهاندازه دیوار یا در محیطهای واقعیت مجازی (VR) نشان داده میشوند، این نتیجهگیری ممکن است صدق نکند. این توهم ممکن است با تداخلی توضیح داده شود که زمانی رخ می دهد که یک سیستم بینایی هم ضخامت ظاهری و هم عرض خطوط را پردازش می کند. ضخامت ظاهری که با طول و عرض خطوط جریان تعیین میشود، به دلیل افزایش طول خطوط جریان، نازکتر میشود. با این حال، تا به امروز، و با بهترین دانش ما، هیچ مطالعه تجربی برای تأیید این توهم انجام نشده است. ممکن است یک رابطه عملکردی بین ضخامت ظاهری و ضخامت درک شده فراتر از یک رابطه خطی ساده وجود داشته باشد. عوامل دیگری مانند فاصله و آستانه بینایی انسان باید در نظر گرفته شوند.
علاوه بر این، گروه خط محرک نازک دقت ضعیفی داشت. توضیح احتمالی برای این نتیجه ممکن است قانون وبر [ 33 ] باشد. قانون وبر بیان می کند که تغییر در یک محرک که فقط قابل توجه است، نسبت ثابتی از محرک اصلی است. با این حال، نشان داده شده است که برای انواع محرک های شدید، مانند لمس، شنوایی، و بینایی صادق نیست [ 34 ، 35]، که خیلی قوی یا ضعیف هستند. در این مطالعه، اعضای گروه خط محرک نازک ممکن است متعلق به دسته محرک های شدید در نظر گرفته شوند، زیرا این خطوط بسیار نازک بودند و شرکت کنندگان در مطالعه قادر به تشخیص حداقل تفاوت بینایی در شدت محرک نبودند. از طرف دیگر، هنگام محاسبه خطای نسبی، هر چه ضخامت هدف نازکتر باشد، مخرج کوچکتر است. از این رو، همان مقدار خطای فیزیکی نسبت به سایر گروه ها ممکن است باعث دقت ضعیف در گروه خط محرک نازک شده باشد.
5.2. بحث در مورد تأثیر جهت گیری
در این آزمایش، ضخامت پاسخ خطوط عمودی به طور قابل توجهی ضخیم تر از خطوط افقی بود. ضخامت پاسخ خط 45 درجه در جایی بین ضخامت پاسخ خطوط افقی و ضخامت پاسخ خطوط عمودی قرار دارد. شکل 6 ب روند سوگیری پاسخ در جهت گیری را نشان می دهد. این آزمایش وجود یک توهم ضخامت را تأیید کرد که در آن خطوط در جهت افقی ضخیمتر از خطوط در جهت عمودی درک میشوند. این نتایج این مطالعه با نتایج مطالعات قبلی مطابقت دارد [ 1 ، 10 ، 11]. با این حال، نمونه ما جامع نبود و فقط شامل سه جهت بود. نتیجه گیری کمی مبنی بر اینکه ضخامت درک شده در جهت گیری های مختلف توزیع شده است هنوز تأیید می شود. Howe و Purves [ 36 ] طول دو بعدی و سه بعدی خطوط موجود در یک تصویر را با استفاده از فاصله یاب لیزری محاسبه کردند. جالب توجه است، آنها دریافتند که هنگام تنظیم یک خط افقی به عنوان مرجع، بزرگترین تخمین ضخامت در خط عمودی اتفاق نمی افتد، بلکه در خطی با فاصله 20 تا 30 درجه از خط عمودی رخ می دهد.
5.3. مشاوره در مورد طراحی نقشه های جریان
در این مطالعه، ما تأثیر طول و جهت، دو متغیر بصری که اطلاعات را در خطوط جریان رمزگذاری میکنند، بر درک ضخامت تعیین کردیم. بر اساس نتایج ما، سه توصیه زیر را در مورد طراحی نقشه های جریان ارائه کردیم.
-
استفاده از ارجاعات متناقض به عنوان لنگرهای ادراکی برای به دست آوردن اطلاعات در مورد بزرگی یک جریان ممکن است باعث بروز خطاهای اساسی شود. ما به طراحان نقشه توصیه می کنیم که به توهماتی که توسط متغیرهای بصری استفاده می کنند توجه کنند. ما پیشنهاد می کنیم که طراحان نقشه حالت خواندن نقشه را استاندارد کنند و مرجع و مقیاس یکسانی را ارائه دهند.
-
طراحان نقشه باید به دقت توزیع بزرگی داده ها را بررسی کنند، به ویژه مقدار حداکثر/حداقلی که یک جریان می تواند بگیرد. اگر دامنه داده ها بیش از مقادیر زیاد است، که در سناریوهای پیش بینی شده ممکن است باعث شود مقادیر کوچک به صورت نامعتبر نمایش داده شوند، ما استفاده از تکنیک های فیلتر را پیشنهاد می کنیم. مقادیر کوچک را می توان به صورت سلسله مراتبی در مقیاسی متفاوت تجسم کرد. ما یک طرح تطبیقی برای دادههای پویا پیشنهاد میکنیم که قبل از تجسم قابل بررسی نیستند.
-
هنگام مواجهه با موارد شدید که در آن مجموعه دادهها در مقادیر زیاد متغیر است، توصیه میکنیم یک توضیح یا یک نقشه جزئی با مقیاسهای مختلف اضافه کنید تا از انتقال دقیق همه اطلاعات در نقشه جریان اطمینان حاصل شود.
6. نتیجه گیری و کار آینده
مطالعه حاضر به منظور تعیین تأثیر طول و جهت بر درک ضخامت خطوط در نقشههای جریان و ارائه دستورالعملهایی برای طراحی نقشههای جریان طراحی شده است. این مطالعه نشان داده است که هم طول و هم جهت خطوط جریان در معرض یک سوگیری درک ضخامت هستند. به طور خاص، ما دریافتیم که وقتی خطوط در یک میدان بصری مشاهده میشوند، جهت افقی ضخیمتر از جهت عمودی و یک طول کوتاه ضخیمتر از طول بلندتر درک میشود. با این حال، این نتیجهگیری ممکن است در موارد شدید که خطوط آنقدر نازک هستند که تفاوتها قابل تشخیص نیستند، اعمال نشود. نتایج این مطالعه از یافته های مطالعات قبلی حمایت می کند. این مطالعه ممکن است به درک ما از عوامل موثر بر ادراک ضخامت خطوط در نقشه جریان کمک کند. با توجه به اینکه متغیرهای بصری طول و جهت هر دو برای نقشه های جریان ضروری هستند، پتانسیل تخمین نادرست باید در مرحله طراحی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. در نهایت، چندین پیشنهاد برای بهبود طراحی نقشههای جریان ارائه کردیم.
با توجه به کار آینده خود، ما علاقه مند به درک چگونگی تعامل ضخامت درک شده با تغییرات طول یک خط هستیم، و نه تنها از نظر کیفی اثر توهم ضخامت را اثبات کنیم. یک مطالعه مبتنی بر وب و جمع سپاری برنامه ریزی شده است تا به ما در جمع آوری نمونه غنی تر کمک کند. چندین سوال نیز باقی مانده است که باید پاسخ داده شود. اول، آیا انحنای خط جریان بر درک ضخامت آن تأثیر می گذارد؟ دوم اینکه با استفاده گسترده از صفحه نمایش های بزرگ و منحنی، آیا رابطه ای کاربردی بین ضخامت های دو بعدی و سه بعدی خطوط در صحنه های طبیعی وجود دارد؟ در نهایت، خطوط جریان در محیط های واقعیت افزوده (AR) و VR چطور؟ برای حل این مسائل باید کار روانی بیشتری انجام شود.
بدون دیدگاه