Variable visual

Una variable visual , en diseño cartográfico , diseño gráfico y visualización de datos , es un aspecto de un objeto gráfico que puede diferenciarlo visualmente de otros objetos y puede controlarse durante el proceso de diseño. El concepto fue sistematizado por primera vez por Jacques Bertin , cartógrafo y diseñador gráfico francés, y publicado en su libro de 1967, Sémiologie Graphique. ^[1] Bertin identificó un conjunto básico de estas variables y brindó orientación para su uso; el concepto y el conjunto de variables se han ampliado desde entonces, especialmente en cartografía, donde se ha convertido en un principio central de la educación y la práctica. ^{[2] [3]}

Las técnicas gráficas se han utilizado en mapas y gráficos estadísticos para representar información no visual desde el siglo XVII, y la visualización de la información floreció en el siglo XIX, resaltada por el trabajo de William Playfair y Charles Joseph Minard . Sin embargo, el estudio directo de este uso abstracto de la apariencia gráfica comenzó con el surgimiento de la cartografía como disciplina de investigación académica a mediados del siglo XX. En The Look of Maps (1952), a menudo considerado el génesis de la teoría cartográfica estadounidense, Arthur H. Robinson analizó el papel del tamaño, la forma y el color en el establecimiento del contraste en los mapas. ^[4] Al mismo tiempo, en Francia, Jacques Bertin publicó una versión temprana de su lista de variables visuales: forma, valor y "brillo" (grano). ^[5] Robinson, en su libro de 1960 Elements of Cartography , que rápidamente se convirtió en el libro de texto dominante sobre el tema, analizó el tamaño, la forma, el color y el patrón como las cualidades de los símbolos de los mapas que establecen el contraste y representan la información geográfica. ^[6]

Bertin fue cartógrafo en la École pratique des hautes études (EPHE) de París, donde creó mapas y gráficos para profesores de varias disciplinas utilizando una amplia variedad de datos. Al ver patrones recurrentes, creó un sistema para simbolizar información cualitativa y cuantitativa, aparentemente inspirado en las ciencias de la semiótica , la visión humana y la psicología de la Gestalt (a veces es difícil decirlo porque sus primeros trabajos rara vez citan fuentes), que culminó en Sémiologie Graphique . ^[5] A pesar de tener experiencia en cartografía y derivar muchas de sus ideas mediante la evaluación de mapas, pretendía que Sémiologie Graphique se aplicara a todas las formas de diseño gráfico y visualización de información . Pronto la idea estaba ganando aceptación internacional; en 1974 Joel Morrison presentó un sistema muy similar en el contexto de la generalización cartográfica , sin citar ni a Bertin ni a Robinson, pero diciendo que era una "categorización tradicional", lo que sugiere su naturaleza generalizada en ese momento. ^[7] Se propusieron varios términos para este conjunto de categorías, incluidas las "variables retinianas" de Bertin (usadas para distinguirlas de sus dos variables de ubicación espacial), así como "Variables gráficas", ^[8] "Dimensiones de los símbolos", ^[7] y "Elementos gráficos primarios", antes de decidirse finalmente por "Variables visuales", como se usa casi universalmente (en inglés) hoy en día.

A Bertin se le ha dado en gran medida el crédito por el sistema de variables visuales; aunque no fue el primero en mencionar la idea, Sémiologie Graphique fue el primer tratamiento sistemático y teórico, y su enfoque general de la simbolización gráfica todavía se usa hoy en día con solo modificaciones menores. A pesar del título de la obra de Bertin, en realidad contenía poca referencia al conocimiento científico en el campo de la semiótica o cualquier otro, y fue principalmente una suma práctica de patrones que encontró en la práctica. La "verdad" del concepto de variables visuales fue establecida en gran medida por su aceptación generalizada y duradera. Treinta años después, MacEachren conectó el apoyo científico para este y otros aspectos del diseño cartográfico en How Maps Work , reuniendo la investigación en semiótica (especialmente la teoría semiótica de Charles Sanders Peirce ), la psicología de la Gestalt , la visión humana y 40 años de investigación cartográfica. ^[9]

Las primeras listas sugerían comúnmente seis variables: tamaño de la ubicación, forma, valor, tono, orientación y grano (espaciado entre patrones). A esta lista se han sugerido varias adiciones, algunas de las cuales se incluyen en las listas canónicas que se encuentran en los libros de texto, mientras que otras sugerencias se han descartado en gran medida en la cartografía. Con el auge de la multimedia como herramienta cartográfica, también se han presentado conjuntos análogos de variables de comunicación no visual.

A partir de Robinson y Bertin, un conjunto básico de variables visuales se ha vuelto en gran medida canónico y aparece en libros de texto de cartografía y visualización de información, y se incorpora de alguna forma a la mayoría del software de diseño.

El tamaño de un símbolo es la cantidad de espacio que ocupa. ^[2] Esto se refiere comúnmente al área de los símbolos de puntos y al grosor de los símbolos de línea. Las diferencias de tamaño son relativamente fáciles de reconocer, lo que lo convierte en una variable útil para transmitir información, como una cantidad cuantitativa de algo o una importancia relativa. Los estudios han demostrado que los humanos son mejores para juzgar las diferencias relativas en la distancia lineal (por ejemplo, una carretera que tiene el doble de grosor que otra) que las diferencias relativas en el área (por ejemplo, un círculo que tiene el doble del área de otro). Tales estimaciones son las más precisas a partir de cuadrados. Las diferencias de área de los círculos generalmente se subestiman, pero existe una gran variación entre las personas en la capacidad de estimar el tamaño bidimensional. ^[10] Estimar correctamente el volumen relativo ha demostrado ser aún más difícil.

Dado que las características geográficas tienen un tamaño real en la Tierra, esto no siempre se puede controlar y, a veces, va en contra de los deseos del cartógrafo; por ejemplo, puede resultar difícil hacer un mapa del mundo en el que Rusia no destaque. En un cartograma, el tamaño de las características se distorsiona deliberadamente para representar una variable distinta del área.

Una forma es un diseño simple que se utiliza para simbolizar un atributo en un mapa. ^[11] La forma se asocia más comúnmente a las características puntuales en los mapas. Algunas formas son simples por naturaleza y, por lo tanto, son más abstractas, mientras que otras formas son más pictóricas y son fáciles para el lector de comprender lo que se intenta transmitir. ^[12] Algunos aspectos de la forma son inherentes al fenómeno y pueden no ser fácilmente manipulables, especialmente en símbolos de línea y región, como la forma de una carretera o un país. ^[13] Sin embargo, la forma aún puede desempeñar un papel en los símbolos de línea y región, como una región llena de símbolos de árboles o una punta de flecha en una línea. Además, la forma de una característica puede distorsionarse deliberadamente mediante la generalización cartográfica , especialmente al crear representaciones esquemáticas como muchos mapas de tránsito , aunque esta distorsión rara vez se usa para transmitir información, solo para reducir el énfasis en la forma y la ubicación.

El tono es la propiedad perceptiva visual que corresponde en los seres humanos a las categorías llamadas rojo , verde , azul y otras. Los mapas suelen utilizar el tono para diferenciar categorías de variables nominales, como los tipos de cobertura terrestre o las capas geológicas. ^[14] El tono también se utiliza a menudo por sus connotaciones psicológicas, como el rojo que implica calor o peligro y el azul que implica frío o agua.

Como aspecto del color, el valor se refiere a qué tan claro u oscuro se ve un objeto. El valor connota efectivamente "más" y "menos", una medida ordinal; esto lo convierte en una forma muy útil de simbolismo en mapas temáticos , especialmente mapas coropléticos . El valor contribuye fuertemente a la jerarquía visual ; los elementos que más contrastan con el valor del fondo tienden a destacarse más (por ejemplo, negro sobre una hoja de papel blanca, blanco sobre una pantalla de computadora negra).

La saturación de un color es su pureza o intensidad, creada por la variedad de luz que lo compone; una sola longitud de onda de luz es la de mayor saturación, mientras que el blanco, el negro o el gris no tienen saturación (al ser una mezcla uniforme de todas las longitudes de onda visibles). De los tres aspectos psicológicos del color, este es el menos eficaz para transmitir información específica, pero es muy eficaz para establecer la relación figura-fondo y la jerarquía visual , y los colores brillantes generalmente resaltan más que los tonos apagados o los matices de gris.

Bertin menciona la saturación en su análisis del "color" (tono), pero no la incluye como variable diferenciada. Sin embargo, se la ha incluido en casi todas las listas desde la década de 1970 ^{[7] [8]}

La orientación se refiere a la dirección en la que se encuentran las etiquetas y los símbolos en un mapa (a veces llamada "dirección" o "ángulo"). Aunque no se utiliza con tanta frecuencia como muchas de las otras variables visuales, puede ser útil para comunicar información sobre la orientación de las características en el mundo real. Algunos ejemplos comunes incluyen la dirección del viento y la dirección en la que fluye un manantial.

Aunque la terminología para este aspecto todavía varía un poco hoy en día, la textura o el patrón en este contexto generalmente se refieren a un símbolo agregado compuesto de subsímbolos recurrentes. Esto puede incluir áreas (como un bosque lleno de pequeños símbolos de puntos de árboles) y símbolos de línea (como un ferrocarril con tramas cruzadas recurrentes). Estos subsímbolos pueden ser creados por cualquiera o todas las variables visuales anteriores, pero algunas variables se aplican al patrón general:

La cantidad de espacio en blanco entre los subsímbolos del patrón. El término francés de Bertin, " grano ", se tradujo como "textura" en la edición inglesa de 1983 ^[1] y apareció con frecuencia como tal en listas posteriores, pero otros han sugerido que granularidad o simplemente grano es una mejor traducción.

El orden en que se ubican los subsímbolos en el patrón, generalmente espaciados regularmente en filas y columnas (lo que a menudo indica una construcción humana, como un huerto), o espaciados aleatoriamente (lo que a menudo indica una distribución natural). Esta variable aparece por primera vez en la lista de Morrison de 1974 ^{[7] .}

En ocasiones se han sugerido otras variables adicionales. Algunas son propuestas recientes impulsadas por la tecnología, mientras que otras son propuestas anteriores que han caído en desuso.

La ubicación absoluta del símbolo en el diseño, especificada como coordenadas (x,y) . Esta era una parte fundamental del modelo de Bertin, quien distinguió estas "variables de imposición" de las otras "variables retinianas". Los cartógrafos la han eliminado en gran medida de la mayoría de las listas posteriores, ya que la ubicación en un mapa está predeterminada por la geografía. Sin embargo, es crucial para representar información en gráficos y otras visualizaciones de datos; por ejemplo, la posición es el método principal para visualizar valores cuantitativos en un diagrama de dispersión . Incluso en cartografía, la posición se convierte en una variable al etiquetar y diseñar los elementos que no son mapas en la página. También es relevante al representar campos ; por ejemplo, la ubicación de una isolínea es una visualización abstracta de una propiedad, no la ubicación de una característica lineal del mundo real.

En una disposición regular, la dirección en la que se disponen los subsímbolos. Bertin consideró que esto era solo la versión de área de la variable principal de orientación, pero Morrison lo incluyó como una variable separada, ^[7] probablemente porque la orientación de los subsímbolos individuales puede ser diferente del ángulo en el que están dispuestos. En los últimos años, rara vez se ha incluido, probablemente debido a la disminución general en el uso de patrones de relleno en la era de la cartografía digital.

Estos términos corolarios se refieren al grado en que un símbolo se mezcla con otros símbolos en la misma ubicación, dando la ilusión de que el símbolo que está al frente es translúcido. El control de la opacidad, una incorporación bastante reciente, se ha vuelto común en la cartografía digital. ^[2] Si bien rara vez se utiliza para transmitir información específica, es eficaz para reducir el contraste o retener información subyacente. A pesar de su uso generalizado, rara vez se menciona en los libros de texto.

Este es el grado en el que un símbolo se dibuja con bordes nítidos o difusos. Brevemente mencionado en el libro de texto Elements en 1978, ^[15] el concepto fue desarrollado más completamente por Alan MacEachren en 1992 como una herramienta para representar la incertidumbre de ubicación; ^[16] primero lo llamó foco , luego eligió nitidez , que ha sido el término más común en listas posteriores.

Se trata de una técnica que consiste en pixelar deliberadamente un símbolo o una característica como forma de generalizarlo y ocultarlo, generalmente para comunicar algún tipo de incertidumbre sobre la característica. MacEachren también introdujo esta técnica por primera vez en ese contexto ^[16] , pero no se utiliza habitualmente y rara vez se ha mencionado desde entonces. ^[2] Por extensión, también puede referirse al nivel general de detalle de un símbolo, que se utiliza con más frecuencia que la pixelación, especialmente en el contexto de la generalización cartográfica .

En los mapas de perspectiva tridimensionales, es común extruir formas en la dirección z, de modo que la altura represente una propiedad. ^[17]

Siguiendo la utilidad generalizada de las variables de Bertin, los cartógrafos han propuesto conjuntos análogos de variables controlables para medios más allá de los mapas de papel estáticos:

• Mapas dinámicos/animados : duración, orden/secuencia, velocidad de cambio, tiempo de visualización, frecuencia de cambio, sincronización (de varias series). Muchos de estos se han convertido en algo habitual. ^{[18] [19]}
• Mapas hápticos (táctiles) : vibración, aleteo, presión, temperatura, resistencia, fricción, ubicación, altura/elevación y análogos de la mayoría de las variables visuales principales. ^{[20] [21]}
• Sonido : ubicación, volumen, tono, registro, timbre, duración, tasa de cambio, orden (secuencial), ataque/decaimiento. ^[22] Hasta la fecha, el sonido rara vez se ha utilizado para codificar información en mapas y pantallas de información.

Según Bertin, cada una de las variables visuales sugiere su propio modo de percepción e interpretación, que MacEachren vincula con la teoría cognitiva del esquema de la imagen (por ejemplo, tamaño: grande-pequeño ~ más-menos). ^[9] Estos modos hacen que cada variable sea mejor para representar ciertos tipos de información y servir a ciertos propósitos que otras. Específicamente, Bertin introduce cuatro propiedades de estas variables, que las vinculan directamente con su papel en la jerarquía visual y con su capacidad para representar datos en cada uno de los niveles de medición de Stevens .

• Las variables asociativas tienen variaciones que se pueden atenuar mentalmente, de modo que se las puede agrupar fácilmente, sin que ninguna se destaque naturalmente de las demás, por lo que no contribuyen mucho a la jerarquía visual. Bertin incluyó Forma, Orientación, Color (Tono) y Grano (Espaciado entre patrones) en esta lista; de las variables posteriores a 1967, Orientación y Disposición de patrones también son asociativas, mientras que la Saturación de color es una posibilidad. Estas son adecuadas para representar variables nominales.
  • Por el contrario, las variables disociativas tienen variaciones que son más difíciles de ignorar, porque algunos valores se destacan mucho más que otros; por lo tanto, juegan un papel importante en la jerarquía visual. El tamaño y el valor son los miembros originales de este grupo; la altura 3D, la saturación del color, la transparencia, la nitidez y la resolución también son disociativas.
• Las variables selectivas son aquellas con una variación lo suficientemente fuerte como para que el lector pueda aislar un valor de todos los demás (por ejemplo, "¿dónde están todos los puntos azules?" entre puntos de varios tonos). Todas las variables disociativas también son selectivas, además del espaciado de patrones y el tono (y la disposición de patrones posterior a 1967). Estas son generalmente mejores para representar información precisa que las variables no selectivas (orientación y forma, aunque incluso ellas pueden volverse selectivas si se las distingue lo suficiente).
• Las variables ordenadas muestran un orden lineal claro entre los distintos valores. Bertin indicó que Tamaño, Valor y Grano estaban ordenados; más tarde, las variables ordenadas incluirían Altura, Saturación, Transparencia, Nitidez y Resolución. Este orden las hace útiles para representar datos ordinales y de intervalo. El tono y la orientación están ordenados; no en una típica metáfora de "más-menos", sino en un orden cíclico. Por lo tanto, se pueden utilizar para representar datos cíclicos.
• Las variables cuantitativas tienen valores que se pueden medir directamente y, por lo tanto, son las mejores para representar propiedades cuantitativas, especialmente las de nivel de proporción. Bertin solo incluyó el tamaño en esta variable, aunque algunos argumentarían que el valor es cuantitativo, aunque es menos fácil de medir que el tamaño.

La clasificación de Bertin rara vez se menciona como tal, pero las preferencias de aplicabilidad resultantes forman una parte central de la simbolización , incluido el poder del tamaño, el valor, la saturación y la resolución para establecer una jerarquía visual , y los siguientes vínculos con los niveles de medición de Stevens ^[2].

Cada una de estas variables puede emplearse para transmitir información, proporcionar contraste entre diferentes características y capas, establecer un contraste entre figura y fondo y una jerarquía visual clara , o aumentar el atractivo estético del mapa.

Los símbolos de los mapas suelen emplear múltiples variables visuales simultáneamente. Esto se puede utilizar para reforzar la representación de una sola propiedad; por ejemplo, una ciudad capital que tiene un símbolo que es más grande y de una forma diferente a otras ciudades, o una progresión de color en un mapa coroplético desde amarillo pálido a verde oscuro, utilizando tanto el tono como el valor. Alternativamente, se pueden utilizar diferentes variables visuales para representar diferentes propiedades; por ejemplo, los símbolos de las ciudades se pueden diferenciar por tamaño para indicar la población, y por forma para indicar las capitales provinciales y nacionales. Algunas variables visuales se pueden combinar armoniosamente para hacer que un mapa sea más claro y más informativo, mientras que otras combinaciones tienden a agregar más confusión que utilidad. Por ejemplo, los primeros experimentos con el uso de caras de Chernoff en mapas han sido criticados por ser difíciles de interpretar correctamente. ^[23]