Type of Publication: | Dissertation |
Publication status: | Published |
URI (citable link): | http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:352-0-338780 |
Author: | Mader, Martin Julius |
Year of publication: | 2014 |
Summary in another language: |
Aufgrund des zunehmenden Interesses von Netzweranalysten an komplexen Netzwerken gibt es einen großen Bedarf an Netzwerkvisualisierungen, die visuelle Analyse und Exploration derselben ermöglichen. Dies gilt insbesondere für dynamische Netzwerke, die abstrakt gesehen aus einer Abfolge von Graphen bestehen. Die Schwierigkeit in der Visualisierung dynamischer Netzwerke besteht darin, eine kohärente Representation aufeinanderfolgender Graphen zu bestimmen, die den gängigen qualitativen Kriterien genügt, und gleichzeitig die mentale Struktur erhält, welche die betrachtende Person aus der vorhergehenden Netzwerkdarstellung aufgebaut hat.
Um das Kriterium dieser Stabilität zwischen individuellen Netzwerken zu erfüllen, müssen existierende Layout-Algorithmen für statische (also einzelne) Graphen entsprechend modifiziert werden. In dieser Arbeit wird Stress-Minimierung, ein gängiges und erwiesenermaßen leistungsstarkes Layoutverfahren, erweitert, um verschiedene Strategien zum Zeichnen dynamischer Graphen zu realisieren: Aggregation erzeugt ein globales Layout für alle individuellen Graphen der Sequenz. Verankerung schränkt dieWegbewegung eines Knotens von dessen Position in einem Referenzlayout, zum Beispiel dem Vorhergenden, ein, während Verkettung diese Einschränkung simultan zwischen allen Instanzen eines Knotens realisiert. Es werden dabei technische, und - anhand von exemplarischen Illustrationen - auch qualitative Aspekte beleuchtet. Diese fundamentalen Strategien werden dann systematisch bezüglich ihrer Fähigkeit untersucht, einen guten Kompromiss zwischen genauer und lesbarer Darstellung einzelner Graphen und dem Erhalt der mentalen Struktur zwischen Graphen zu erlangen. Bisher wurde die Effektivität dieser Abwägung beinahe ausschließlich durch qualitative Illustrationen demonstriert, oder aber in Nutzerstudien, welche die kognitive Perzeption solcher Darstellungen betrachten, untersucht. Hier wird die bisher große Lücke zwischen diesen beiden Evaluationsansätzen geschlossen, in dem die Durchführung der Algorithmen als technisches Experiment angesehen wird, so dass eine quantitative Bewertung von Hypothesen über das Verhalten der Algorithmen möglich wird. Um die Experimente durchführen zu können, wird ein Generator für dynamische Graphen entwickelt, der auf der Basis von realen Daten zufällige, aber dennoch strukturierte Sequenzen erzeugt. Darüberhinaus wird ein Messapparat vorgestellt, mit dem sich die Ausgaben der Algorithmen quantifizieren lassen. Insgesamt erlaubt es die Implementation der verschiedenen Strategien durch Stress-Minimierung somit, durch Verwendung traditioneller experimenteller Methodologie nachzuweisen, inwieweit die realisierten Strategien den Erwartungen entsprechen, und inwieweit der Kompromiss zwischen individueller Layoutgüte und dynamischer Stabilität gesteuert werden kann. |
Examination date (for dissertations): | May 28, 2014 |
Dissertation note: | Doctoral dissertation, University of Konstanz |
Subject (DDC): | 004 Computer Science |
Keywords: | dynamic graph, visualization, stress minimization |
Link to License: | In Copyright |
Bibliography of Konstanz: | Yes |
MADER, Martin Julius, 2014. Drawing Dynamic Graphs by Stress Minimization [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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