GT Visualisation

Présentation

Le GT visualisation est un nouveau groupe de travail du GDR I3. Ce groupe a été créé en 2001 et est animé par M.Hascoët (mountaz@lirmm.fr)

Contexte:

La visualisation d'information est un thème de recherche visant à faciliter l'analyse, l'interprétation et la supervision de phénomènes complexes, en facilitant l'exploration d'informations disponibles en très grand nombre. Bien que la représentation graphique des données ne soit pas un domaine récent le couplage entre représentation graphique et interaction s'est révélé extrêmement fécond. Depuis le début des années 90, de nombreux modes de visualisation couplés à de l'interaction ont été utilisés très efficacement dans des tâches d'analyse et d'exploration de données inconnues - les filtrage dynamique de Christopher Ahlberg et Ben Shneiderman ou l'explorateur hyperbolique de Ramana Rao (et al.) sont maintenant exploités commercialement. Ces modes de visualisation et d'interaction avec l'information ont permis de dépasser les limitations imposées par les interfaces classiques dite de type WIMP (Window, Icon, Menu, Pointer). Les interfaces déformables , les interfaces zoomables à l'infini, ou encore l'interaction bi-manuelle sont d'autres illustrations de ces nouveaux paradigmes de visualisation et d'interaction qui modifient profondément la manière avec laquelle l'individu peut accéder à l'information.

Historiquement, ce domaine de recherche est né d'une convergence entre des thèmes de recherche issus de domaines plus généraux: visualisation scientifique, recherche d'information, interaction homme-machine ou hypermédia. La visualisation d'information est désormais devenu un domaine de recherche à part entière et ce domaine connaît une forte croissance au niveau international. On peut regretter qu'il soit encore assez peu développé en France. Néanmoins, cette situation évolue: depuis quelques années déjà, plusieurs équipes travaillent dans ce domaine (EMN, ENST, IMAG, LRI, LIRMM, etc) et effectuent des travaux de renommée internationale. La création d'un GT Visualisation pourrait permettre de rapprocher les équipes Françaises travaillant sur ce thème en jouant un rôle fédérateur. Par ailleurs, les recherches en matière de visualisation d'information et d'interaction avancées ont des applications certaines dans des domaines comme les entrepôts de données, les systèmes d'extraction de connaissances ou de recherche d'information. Nous pensons donc que ce groupe pourrait trouver un écho favorable auprès des autres groupes du GDR I3. Outre son rôle fédérateur, le GT Visualisation pourrait permettre d'assurer une bonne visibilité des recherches menées en France dans ce domaine.

Objectifs du groupe

Dans le contexte du GT Visualisation, nous proposons d'étudier les problèmes posés par l'élaboration de systèmes de visualisation et d'interaction dans le cadre de nouveaux espaces de travail (information workspaces) permettant de gérer des informations de toutes natures. La différence fondamentale de ces nouveaux espaces de travail avec l'existant provient du paradigme d'interaction : l'individu a la sensation d'interagir avec l'information elle-même et non plus avec ses contenants. Il s'agit d'une mutation aussi importante que celle rencontrée lors du passage des langages de commande à la manipulation directe. Pour démarrer ce nouveau groupe de travail nous proposons de partir des axes de recherche suivants:

Les types d'interaction et de représentation préconisés pour les nouveaux espaces de travail ont besoin de métaphores spécifiques pour exprimer et gérer les propriétés des informations sous-jacentes. Les modèles conceptuels et métaphores qui permettent aux individus d'interagir directement avec les informations doivent être développés et/ou analysés.

La construction de vues d'ensemble permettant de montrer des relations entre informations, de faire apparaître différents systèmes de classifications structurant l'information (qu'ils soient construits ou donnés), de visualiser des annotations, ainsi que de nombreux autres attributs de ces informations (type de média, type d'informations, changement, etc) nécessite le développement de nouveaux algorithmes et structures de données. La plupart des algorithmes et structures de données proposés en visualisation doivent permettre d'appréhender les problèmes liés à la prise en compte du facteur d'échelle dans la mesure où les quantités d'information visées peuvent être très importantes.

Les interfaces zoomables à l'infini reposent sur le couplage entre une transformation graphique élémentaire et une modélisation multi-dimensionnelle des informations ou données. Ces interfaces reposent ainsi sur le fait que chaque élément d'information qui peut être décliné selon des niveaux de détails différents. Alors que le facteur de zoom est l'élément graphique tangible, il reste à établir la correspondance entre l'élément tangible et la forme multi-dimensionnelle des informations. Les interfaces déformantes posent le même problème. Par rapport aux interfaces zoomables à l'infini, elles permettent par contre d'intégrer à un instant donné des informations à des niveaux de détails différents en prenant en compte le point de vue de l'utilisateur. Ce point de vue sert de point cible dans une déformation qui permettra de concilier détails et vue d'ensemble dans un même espace de visualisation.

Dans le cadre de l'exploitation des nouveaux espaces de travail, la collaboration n'est plus perçue en termes de droits sur des fichiers ou en termes d'échange d'informations mais en termes de points de vue sur l'information et de responsabilité. Elle est appréhendée à la fois par le propriétaire qui rend disponible un de ses points de vue sur l'espace de travail et par le partenaire qui observe son espace de travail coloré par le point de vue d'autres personnes. Un individu doit pouvoir combiner des points de vue pour exprimer sa relation à une information.

Par ailleurs, l'information gérée individuellement ou collectivement est hétérogène à bien des niveaux: diversité des sources (externes ou internes), diversité des médias (images, textes, vidéo), diversité des types de partage (information individuelle ou partagée), diversité des types de données (information structurée ou non). Cette hétérogénéité ne doit pas être un frein à l'intégration des informations dans l'espace de travail des individus ou des groupes. Le recours à des techniques de visualisation avancées ainsi qu'à de nouveaux modèles d'interaction peut-être envisagée pour réussir cette intégration du point de vue de l'utilisateur.

Dans le domaine de la visualisation interactive d’information, l’évaluation des systèmes est problématique parce qu’il n’existe pas de consensus autour de mesures de référence qui permettraient d'évaluer un système de visualisation. La diffusion et l’exploitation des avancées en matière de visualisation interactive est freinée par ce manque de cadre d’évaluation. Ainsi, les nouvelles techniques sont elles mal connues, et mal appréhendées par les concepteurs qui pourraient en tirer parti. Ce problème est particulièrement d'actualité, et des efforts sont actuellement en cours aussi bien au niveau international que Français (projet Cigogne). Dans ce contexte, nous espérons que le GT visualisation pourra participer à l’établissement de benchmarks permettant la réalisation d'expérimentations contrôlées reproductibles. Par ailleurs, le groupe pourra également s'intéresser au problème sous une perspective d’évaluation analytique: l'élaboration de critères représentatifs de la qualité d’une technique de visualisation pourrait s'envisager en construisant des modèles analytiques de performances. Pour établir ces modèles la participation de cogniticiens serait particulièrement bienvenue.

Relation avec les autres GTs

Le thème de ce groupe de travail est lié à d'autres thèmes abordés dans d'autres groupes. D'un côté, les travaux effectués par certains groupes du GDR I3 (ou du GDR ALP) peuvent profiter au groupe visualisation. Il s'agit par exemple du GT 2.2 (ALF) qui a déjà accompli des travaux pertinents pour la visualisation d'information (par exemple sur les architectures orientées document). Le thème du GT 4.1 (interaction multi-modale) est également très important pour le GT Visualisation dans la mesure où les nouveaux paradigmes de visualisation et d'interaction mentionnés plus haut ne se satisfont pas toujours du trio clavier-souris-écran comme mode ultime de gestion des entrées-sorties et certains des nouveaux paradigmes de visualisation et d'interaction développés dans ce domaine exploitent de nouveaux dispositifs d'interaction et/ou d'affichage.

D'un autre côté, les champs d'application de la visualisation interactive d'informations ne manquent pas. En effet, les avancées en matière de visualisation et d'interaction permettent d'intégrer l'utilisateur dans des processus semi-automatique d'extraction de connaissances, de classification automatique, d'exploration de documents ou de recherche d'information. Ainsi par exemple, les groupes GT 7.1 (Document Multi-Média), ou le GT 3.2 (Modélisation des Systèmes d'information) pourraient-ils trouver auprès du GT visualisation des modèles d'interaction et de visualisation pertinents au sein même de leur problématique. D'autres applications telle par exemple que la supervision de systèmes complexes, ou la visualisation d'algorithmes permettraient également de susciter des collaborations avec d'autres groupes.

Enfin, le projet de création d'un GDR SHS nous parait également intéressant notamment pour les aspects conception et évaluation du GT Visualisation et nous permettrait de concilier des perspectives différentes sur ces problèmes. Par ailleurs, certains des sous-thèmes abordés dans le cadre du GT Visualisation comme par exemple les modèles de représentation d'objets à plusieurs niveaux de détails dans les interfaces infiniment zoomables ou la modélisation des objets spatiaux pourraient susciter des collaborations avec le GT 7.2 (modèles spatiaux temporels) qui approche ce type de problématique dans une perspective différente.

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