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Jorge Puente Verdin
ice_dragon@acm.org
En los últimos años, los avances en la tecnología
de la información han facilitado la obtención de
grandes cantidades de información, tanto a la gente "común"
como a los centros de investigación, sin embargo, estos
datos por si solos no son útiles, es necesario que el usuario
tenga una forma fácil y eficiente de interpretarlos y analizarlos.
¿Qué es visualizar? En forma estricta visualizar es crear
una representación visible de algo, ya sea un concepto,
idea, un grupo de datos o de algún objeto que por pequeño,
enorme o distante, no lo podemos abarcar o alcanzar a ver por
métodos comunes. Visualizar es representar de manera gráfica
un fenómeno, ya sea estática (como por ejemplo,
con una gráfica de barras) o dinámicamente, (por
ejemplo, el cubo de Rubick, que fue ideado para representar las
soluciones a problemas espaciales) haciendo uso de medios artificiales
para representar uno o más comportamientos.
¿Por qué usar la visualización? Existe una frase
popular que justifica el uso de la visualización: "Una
imagen vale más que mil palabras". Se estima que 50% de
las neuronas está dedicado a la visión, además,
la densidad de información por unidad de área es
notablemente mayor a la de un texto. Por otro lado la visualización
nos permite ver lo que no es posible ver, es posible reconocer
patrones de comportamiento de los datos, ver en una sola imagen
o en una secuencia de imágenes (animación) una gran
cantidad de datos y nos facilita la comprensión de algunos
conceptos, sobre todo de tipo abstracto.
Por ejemplo, supongamos una serie de datos, obtenidos de un
proceso industrial, al mostrar la tabla no se distingue alguna
relación entre los datos, al hacer una gráfica de
los valores vemos que siguen cierto patrón de comportamiento.
¿Qué ventajas tiene? Entre sus ventajas, está
el poder representar datos de varias dimensiones o variables,
lográndose por algunos métodos representar cuatro
o más variables al mismo tiempo. Por ejemplo, el plano
cartesiano puede mostrar dos variables, si agregamos otro plano,
podremos ver 3 variables o dimensiones, si agregamos colores,
tendremos 4 variables, si se hace alguna animación de la
gráfica podremos apreciar una quinta variable. Otra gran
ventaja es la independencia del lenguaje, si a un alemán
le tratan de explicar en español la forma en que se hacen
estudios de flujos de contaminantes en la ciudad de México,
muy posiblemente no entienda una sola palabra, en cambio si se
le muestra una simulación en video, hecho con datos reales
tomados de estaciones atmosféricas en la Ciudad de México,
ya solo sera necesario explicarle que eso se hizo en México.
Historia de la visualización.
Uno de los primeros pasos dentro de la visualización
es la creación de gráficas y modelos en dos dimensiones,
estas han evolucionado, como lo mencionamos antes, en modelos
de 3, 4, 5 ó más dimensiones. Los modelos de tres
dimensiones se iniciaron como objetos de líneas o alambre,
posteriormente se les dió volumen por medio del rendereo,
el cual consiste en la creación de una superficie sólida
por la interpolación de puntos existentes en la red. Más
tarde se diseñaron métodos para manipular, modificar
y animar estos modelos. Algunos métodos gráficos
permiten, mediante la manipulación del plano, el representar
mas de 2 variables en un solo plano, como en el caso de las cartas
de Smith usandas en el diseño y análisis de antenas
y las coordenadas paralelas. Los métodos de relación
de datos crecen en complejidad conforme aumenta el númerode
variables a tomar en cuenta. Se vuelve común es usar una
computadora de gran capacidad y rendimiento para el proceso o
generación de grandes cantidades de datos y después
el usar una estación de trabajo para la presentación
gráfica de los resultados, de esta forma se pueden tomar
las ventajas de ambos equipos. Posteriormente, las imágenes
obtenidas pueden almacenarse en discos o grabarse en videos para
facilitar su distribución y presentación [esta es
una de las formas o servicios que ofrece el laboratorio de visualización
de la UNAM].
Uno de los últimos avances en visualización es
el uso de la realidad virtual. Por medio de ésta se puede
generar "fácilmente" [como muchos de ustedes lo habran
visto o experimentado] una representación tridimensional
de objetos o lugares que no se podría lograr con una computadora
y una pantalla de video normal. Por ejemplo se pude ver el funcionamiento
de órganos o sistemas animales desde dentro del mismo,
o se pueden tener representaciones en tres dimensiones de objetos
de cuatro dimensiones, sin que se vean reducidos a dos al presentarlos
en una pantalla normal.
Aplicaciones de la visualización. Entre las aplicaciones
más comunes de la visualización están el
análisis exploratorio y confirmatorio [los cuales incluyen
el análisis estadístico], la simulación y
la educación. Dentro del área de análisis
existen aplicaciones para control de calidad, análisis
y proyecciones financieras, análisis de esfuerzos, etc.
Está última podría considerarse dentro del
área de simulaciones, junto con las simulaciones y modelos
atmosféricos. En cuanto a educación se tienen desde
demostraciónes matemáticas, hasta modelos de física
cuántica y planetarios.
Las coordenadas paralelas. Puesto que vivimos en un universo
en el que se tienen tres dimensiones que se consideran ortogonales,
estamos acostumbrados a ese tipo de representaciones gráficas
y prestamos poca atención a otros formas de mostrar un
grupo de datos. Una de las principales ventajas de este tipo de
representación es el poder ver [visualizar] una cantidad
mucho mayor de variables y sus relaciones, que con métodos
tradicionales (2 ó 3 dimensiones). Cada uno de los ejes
verticales de un sistema de coordenadas paralelas puede tener
su propia escala o definirse todos con una sola escala, la primera
forma nos permite la visualización de hipersuperficies
y el análisis del funcionamiento del conjunto de datos,
con la segunda podemos hacer un análisis de las relaciones
entre las variables.
En apariencia la visualización se está aplicando
únicamente en la investigación, y en la educación,
pero eso está cambiando, cada vez más gente está
usando las computadoras personales y están generando imágenes
con las que se expresan y representan la información con
la que trabajan. A manera de conclusiones, podemos decir que las
sociedades están cambiando de tener una gran influencia
de los textos, a una sociedad que se comunica principalmente por
medio de imágenes. Nosotros somos quienes estamos generando
ese cambio, quienes están generando esas imágenes,
por lo tanto podemos moldear ese futuro.
Fuentes de información en Internet:
Bibliografía:
- Chomut, T. (1987), "Exploratory data analysis in parallel
coordinates" IBM Los Angeles Scientific Center
- Pánel: "Information visualization: The next frontier""
Chair: Nahum D. Gershon, The MITRE Corp. Computer Graphics Proceedings,
Annual Conference Series, 1994 pp. 485-486 SIGGRAPH Conference
1994
- Pánel: "Is visualization really necessary: The role
of visualization in science and medicine" Chair: Nahum D. Gershon,
The MITRE Corp. Computer Graphics Proceedings, Annual Conference
Series, 1994 pp. 499-500 SIGGRAPH Conference 1994
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