Visualització de la Informació

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
CS
Mail
L'objectiu del curs de visualització de la informació és donar als alumnes una sèrie de principis per a elaborar aplicacions de visualització de dades i guiar-los en l'aprenentatge de les eines que es necessiten per a realitzar aplicacions de visualització de forma eficient i eficaç.
Els continguts inclouran els fonaments teòrics de la visualització, teoria de la percepció, el pipeline de visualització, els diferents tipus de representació de la informació i els mètodes principals d'interacció.

Professors

Responsable

  • Pere Pau Vázquez Alcocer ( )

Altres

  • Marc Comino Trinidad ( )

Hores setmanals

Teoria
1.5
Problemes
0.5
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0.4
Aprenentatge autònom
4

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques

  • CE1 - Utilitzar amb destresa els conceptes i mètodes matemàtics subjacents els problemes de la ciència i l'enginyeria de les dades.
  • CE4 - Utilitzar els sistemes de computació actuals, inclosos els sistemes d'alt rendiment, per al procés de grans volums de dades des del coneixement de la seva estructura, funcionament i particularitats.
  • CE5 - Dissenyar i aplicar tècniques de processat de senyal, triant entre diferents eines tecnològiques, incloses les de visió artificial, de reconeixement del llenguatge parlat i de tractament de dades multimèdia.
  • CE7 - Demostrar coneixement i capacitat d'aplicació de les eines necessàries per a l'emmagatzematge, el processament i l'accés a les dades.
  • CE10 - Visualització d'informació per facilitar l'exploració i anàlisi de dades, inclosa l'elecció de la representació adequada d'aquests i l'ús de tècniques de reducció de dimensionalitat.

Competències Transversals

Transversals

  • CT3 - Comunicació eficaç oral i escrita. Comunicar-se de forma oral i escrita amb altres persones sobre els resultats de l'aprenentatge, de l'elaboració del pensament i de la presa de decisions; participar en debats sobre temes de la pròpia especialitat.
  • CT4 - Treball en equip. Ser capaç de treballar com a membre d'un equip interdisciplinari, ja sigui com un membre més o realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes amb pragmatisme i sentit de la responsabilitat, assumint compromisos tenint en compte els recursos disponibles.
  • CT7 - Tercera llengua. Conèixer una tercera llengua, preferentment l'anglès, amb un nivell adequat oral i escrit i d'acord amb les necessitats que tindran els titulats i titulades.

Bàsiques

  • CB3 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica.
  • CB4 - Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat.

Competències Tècniques Generals

Genèriques

  • CG2 - Elegir i aplicar els mètodes i tècniques més adequats a un problema definit per dades que representin un repte pel seu volum, velocitat, varietat o heterogeneïtat, inclosos mètodes informàtics, matemàtics, estadístics i de processament del senyal.

Objectius

  1. Introducció a la Visualització de la Informació
    Competències relacionades: CE4, CE10, CT3, CG2, CB3, CB4,
    Subcompetences:
    • Història
    • The Visualization Mantra
    • El procés de visualització de la informació
    • Conceptes bàsics
  2. Introducció a la percepció visual
    Competències relacionades: CE10, CT3, CG2,
    Subcompetences:
    • Marques i canals
    • Fonaments de la percepció humana
    • Color i percepció
  3. Disseny de sistemes de visualització d'informació
    Competències relacionades: CE7, CE10, CT3, CG2, CB3, CB4,
    Subcompetences:
    • Principis bàsics de visualització
    • Elements d'una visualització d'informació
    • Disseny de visualitzacions
  4. Anàlisi exploratòria de dades
    Competències relacionades: CE5, CE10, CT3, CG2, CB4,
    Subcompetences:
    • Data wrangling
    • Presentació de dades
    • Confirmació d'hipòtesis
  5. Visualització de dades de múltiples dimensions
    Competències relacionades: CE1, CE4, CE5, CE7, CE10, CT3, CT4, CT7, CG2, CB3, CB4,
    Subcompetences:
    • Vistes
    • Diagrames complexos: Trellis, SPLOM, PCP
    • Múltiples marques i canals
  6. Interacció i animació
    Competències relacionades: CE5, CE7, CE10, CT3, CT4, CT7, CG2, CB4,
    Subcompetences:
    • Navegació
    • Selecció
    • Filtrat
  7. Múltiples vistes i vistes coordinades
    Competències relacionades: CT3, CB3, CB4,
    Subcompetences:
    • Solapament i juxtaposició
    • Ús efectiu de l'espai
  8. Enfocament i context
    Competències relacionades: CE1, CE10, CT3, CT4, CG2, CB3, CB4,
    Subcompetences:
    • Superimposició d'informació
    • Eliminar informació
    • Distorsió
  9. Reducció d'ítems i atributs
    Competències relacionades: CE1, CE5, CE10, CG2, CB4,
  10. Validació de sistemes de visualització
    Competències relacionades: CE1, CE10, CT3, CB4,
    Subcompetences:
    • Validació de la representació
    • Validació de l'abstracció
    • Validació de l'algoritme
    • Validació del domini
  11. Implementació d'aplicacions de visualització
    Competències relacionades: CE1, CE4, CE5, CE7, CE10, CT3, CT4, CT7, CG2, CB3, CB4,
    Subcompetences:
    • Codificar visualitzacions
    • Processament de dades
    • Disseny de vistes coordinades
  12. Tècniques de visualització avançades
    Competències relacionades: CE4, CE7, CT3, CG2, CB3,

Continguts

  1. Introducció a la visualització
    En aquest tema es parlarà de la necessitat de la visualització de dades i dels objectius de les eines de visualització.
  2. Percepció i color
    La percepció visual és un factor molt important a l'hora de crear visualitzacions, ja que el sistema visual és el que rep la major quantitat d'informació que percebem. En aquest tema es parlarà del sistema visual, i algunes teories de la percepció del color i les formes.
  3. Representacions visuals de les dades
    Hi ha un gran nombre de mètodes de representació de dades: taules, grafs, arbres, etc. En aquest tema els visitarem i acabarem donant algunes guies per a la selecció de la representació més adequada per a cada problema.
  4. Visualització de múltiples dades
    En molts casos, la informació que volem representar serà altament complexa i moltes vegades ens trobarem en la situació d'haver de representar múltiples variables. Aquí parlarem de diferents possibilitats que seran detallades en temes posteriors.
  5. Animació i interacció
    Per a explorar les dades, cal poder treballar sobre les representacions visuals. En aquest tema es veuran canvis de les dades en diferents dimensions: temps, punt de vista...
  6. Manipulació de vistes
    Per a explorar les dades, cal poder treballar sobre les representacions visuals. En aquest apartat es veuran canvis de les dades en diferents dimensions: temps, punt de vista...
  7. Sistemes avançats de representació de dades
    Sistemes avançats de representació de dades

    - Mapes

    - Visualització del temps

    - Visualització de dades 3D

    - Altres dades científiques
  8. Implementació d'aplicacions de visualització d'informació
    Existeixen moltes eines i tecnologies desenvolupades recenment que fan més fàcil la creació de visualitzacions, com Tableau, Vega, Lyra o emprant llenguatges de programació i llibreries com D3 per JavaScript o Bokeh per Python. L'objectiu d'aquest tema és que els alumnes siguin capaços de realitzar aplicacions de visualització utilitzant algunes de les eines més modernes.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Introducció als sistemes de visualització de dades

Desenvolupament del tema: Introducció a la visualització
  • Teoria: El valor de la visualització. Introducció als sistemes de visualització.
  • Laboratori: Introducció als sistemes de visualització.
  • Aprenentatge autònom: Introducció als sistemes de visualització.
Objectius: 3 1
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Percepció i color

Desenvolupament del tema: percepció i color Rànquing de Mackinlay Atenció preatentiva Tipus de dimensions Principis de percepció Marques i canals Color
  • Teoria: El sistema visual humà Conceptes de percepció Percepció preatentiva
  • Aprenentatge autònom: Repàs conceptes de percepció i color. Marques i canals.
Objectius: 2 3 4
Continguts:
Teoria
3h
Problemes
1h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Disseny de sistemes de visualització de la Informació

Desenvolupament del tema 3: Disseny de sistemes de visualització de la Informació
  • Teoria: Taules i grafs Small multiples Arbres i xarxes
  • Problemes: Taules i grafs Small multiples Arbres i xarxes Elecció de representacions
  • Aprenentatge autònom: Principis de visualització Elements d'una visualització Disseny de visualitzacions
Objectius: 3 4 5
Continguts:
Teoria
2.5h
Problemes
1.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
3h

Anàlisi exploratòria de dades

Desenvolupament del tema: Anàlisi exploratòria de dades
  • Teoria: Desenvolupament del tema: Visualització de dades espacials
  • Problemes: Desenvolupament del tema: Visualització de dades espacials
Objectius: 3 5 6
Continguts:
Teoria
1h
Problemes
0.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Visualització de múltiples dimensions

Desenvolupament del tema: Visualització de múltiples dimensions Múltiples marques i canals Diagrames complexos: Trellis, SPLOM, PCP Vistes
Objectius: 2 3 4 5 6
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Disseny de visualitzacions en una eina comercial

Disseny de visualitzacions senzilles en una eina tipus QlikView
  • Laboratori: Introducció a D3
Objectius: 4 5 11
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
6h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
6h

Interacció i animació

Desenvolupament del tema: Interacció i animació
  • Teoria: Manipulació de vistes: Animació, enfocament i context...
Objectius: 3 4 7 8
Continguts:
Teoria
3h
Problemes
1h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Múltiples vistes

Desenvolupament del tema: Múltiples vistes
  • Teoria: Múltiples vistes: vistes coordinades, vistes juxtaposades...
  • Problemes: Múltiples vistes: vistes coordinades, vistes juxtaposades...
Objectius: 5 6 7 8
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Enfocament i context

Tècniques d'enfocament i manteniment del context de les dades: - Eliminar informació - Superimposició d'informació - Distorsió
  • Teoria: Sistemes d'enfocament i de manteniment del context.
  • Problemes: Sistemes d'enfocament i de manteniment del context.
Objectius: 2 3 7 8
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Reducció de dades

Desenvolupament del tema: Reducció de dades
  • Teoria: Desenvolupament del tema: Reducció de dades
  • Problemes: Desenvolupament del tema: Reducció de dades
Objectius: 3 5 8 10 9
Continguts:
Teoria
1h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Tècniques avançades de visualització

Tècniques avançades de visualització: Mapes, visualització del temps, visualitació de dades 3D, altres dades científiques
Objectius: 3 4 5 12
Continguts:
Teoria
3h
Problemes
1h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
3h

Validació de sistemes de visualització de la informació

Avaluació i validació de sistemes de visualització de dades
  • Teoria: Avaluació i validació de sistemes de visualització de dades
  • Problemes: Avaluació i validació de sistemes de visualització de dades
Objectius: 3 4 10
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Examen parcial

Examen parcial
Objectius: 2 3 4 5 6 7
Setmana: 7
Tipus: examen de teoria
Teoria
1h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Pràctica de laboratori

Pràctica de laboratori
Objectius: 3 4 11
Setmana: 8
Tipus: entrega
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
4h

Desenvolupament d'aplicacions de visualització de dades

Desenvolupament d'aplicacions de visualització de dades
Objectius: 3 4 5 11
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
22h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
20h

Examen final

Examen final
Objectius: 2 3 4 5 6 7 8 10 9
Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Metodologia docent

S'impartiran classes amb el recolzament de transparències i articles.
Durant les classes, es proposaran i resoldran exercicis.

Per la part de laboratori, es desenvoluparan pràctiques dirigides en les hores de laboratori.

Hi haurà una entrega parcial de laboratori i un projecte final.

Mètode d'avaluació

Durant el curs es realitzaran dues pràctiques de laboratori (Labo1 i Labo2). A més, hi haurà un examen parcial (Parcial) i un examen final (Final).

La nota final es calcula com:

Nota Final = 0.15 Labo1 + 0.3 Labo2 + max(0.15 Parcial + .4 Final, 0.55 Final)

La prova de reevaluació substituirà a la part teòrica de la nota, els laboratoris no es veuran afectats.

Bibliografia

Bàsica:

Capacitats prèvies

Els estudiants han de saber programar.

Addenda

Continguts

No hi ha modificacions.

Metodologia docent

No hi ha modificacions.

Mètode d'avaluació

No hi ha modificacions.

Pla de contingència

Si és necessari, les classes passaran a ser a través de videoconferència. Serà responsabilitat dels alumnes assistir a les sessions. S'intentarà mantenir els exàmens de forma presencial. Si això no es pot fer, s'habilitaran mitjans per a realitzar-los amb les millors garanties possibles, que podrien incloure fer-los de forma oral, a través d'Atenea, o substituir-los per una pràctica individual.