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@ -1,6 +1,6 @@
\chapter{Graphical Representation of Scientific Data}
We may count the ability of adequatly presenting scientific data to
We may count the ability of adequately presenting scientific data to
the core competences needed to do science. We need to present data in
a meaningful way that fosters understanding of the data and the
results.
@ -47,42 +47,41 @@ didactiv purposes and sometimes for presentations.
\section{Things that should be avoided.}
Bei der Darstellung wissenschaftlicher Daten sollte drauf geachtet
werden suggestive oder fehlleitende Darstellungen zu vermeiden.
Ablenkung durch \"uberm\"a{\ss}ige Effekte lassen einen Plot unruhig
und unseri\"os wirken (Versto{\ss} gegen das Prinzip \enterm{ink
minimization}). Comicartige Effekte wie z.B. in
\figref{comicexamplefig} sind nicht geeignet um Daten darzustellen. Im
didaktischen Kontext hingegen kann dieser Stil hilfreich sein, um zu
betonen, dass es sich um illustrative Beispiele handelt bei denen es
nicht auf die genaue Lage der Datenpunkte ankommt.
When plotting scientific data we should take great care to avoid
suggestive or misleading presentations. Unnecessary additions and fancy
graphical effects make a plot frivolous and also violate the \emph{ink
minimization principle}. Illustrations in comic style
(\figref{comicexamplefig}) are not suited for scientific data in most
instances. For presentations or didactic purposes, however, using a
comic style may be helpful to indicate that the figure is a mere
sketch and the exact position of the data points is of no importance.
\begin{figure}[t]
\includegraphics[width=0.7\columnwidth]{outlier}\vspace{-3ex}
\titlecaption{Comicartige Darstellungen.}{Sie sind f\"ur die Darstellung
wissenschaftlicher Daten nicht geeignet. F\"ur illustrative Beispiele
k\"onnen sie aber helfen, die wesentlichen Aspekte zu betonen.}\label{comicexamplefig}
\titlecaption{Comic-like illustration.}{Obviously not suited to
present scientific data. In didactic or illustrative contexts they
can be helpful to focus on the important
aspects.}\label{comicexamplefig}
\end{figure}
Im Folgenden werden einige Beispiele fehlleitender oder suggestiver
Darstellungen gezeigt. Einiger dieser Effekte sind deutlich
\"uberzeichnet, sie werden aber, etwas dezenter nat\"urlich, mitunter
mit voller Absicht eingesetzt, um die Wahrnehmung in die gewollte
Richtung zu beeinflussen. Auf Wikipedia gibt es weitere Beispiele
(\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}).
The following figures show examples of misleading or suggestive
presentaions of data. Several of the effects have been axaggerated to
make the point. A little more subtlely these methods are employed to
nudge the viewers experience into the desired direction. You can find
more examples on \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}.
\begin{figure}[p]
\includegraphics[width=0.35\textwidth]{misleading_pie}
\hspace{0.05\textwidth}
\includegraphics[width=0.35\textwidth]{sample_pie}
\titlecaption{Perspektivische Verzerrung beeinflusst die
Gr\"o{\ss}enwahrnehmung.}{Durch die Wahl der perspektivischen
Darstellung erscheint das hervorgehobene Segment C des
Tortendiagramms als mindestens gleichwertig zu Segment A. Die
2-dimensionale Darstellung rechts macht deutlich, dass die
scheinbare Gleichwertigkeit der Segmente A und C eine reine
Illusion ist. Quelle:
\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}}\label{misleadingpiefig}
\titlecaption{Perspective distortion influendes the perceived
size.}{By changing the perspective of the 3-D illustration the
highlighted segment \textbf{C} gains more weight than it should
have. In the left graph segments \textbf{A} and \textbf{C} appear
very similar. The 2-D plot on the right-hand side shows that this
is an
illusion. \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}}\label{misleadingpiefig}
\end{figure}
\begin{figure}[p]
@ -95,11 +94,11 @@ Richtung zu beeinflussen. Auf Wikipedia gibt es weitere Beispiele
\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{line_graph1_4}
\end{minipage}
\titlecaption{Die Wahl der Zeichenfl\"ache beeinflusst den visuellen
Eindruck.}{Alle drei Plots zeigen die gleichen Daten. Allein die
Skalierung der Zeichenfl\"ache unterscheidet sich und beeinflusst,
wie stark der Zusammenhang zwischen den Gr\"o{\ss}en auf der x-
und y-Achse wahrgenommen wird. Quelle:
\titlecaption{Chosing the figure format influences the erceived
strength of a correlation.}{All three subplots show the same data.
By choosing a certain figure size we can pronounce or to reduce
the perceived strength of the correlation in th data. Techincally
all three plots are correct.
\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}}\label{misleadingscalingfig}
\end{figure}
@ -113,28 +112,29 @@ Richtung zu beeinflussen. Auf Wikipedia gibt es weitere Beispiele
\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
\includegraphics[width=0.7\textwidth]{properly_scaled_graph}
\end{minipage}
\titlecaption{Die Skalierung von Symbolen kann problematisch sein.}
{In diesen Graphen werden Symbole eingesetzt um Messgr\"o{\ss}en in
zwei Kategorien zu vergleichen. Die Messgr\"o{\ss}e in Kategorie B
ist dabei 3-fach so gro{\ss}. Im linken Fall wird das einzelne
Symbol f\"ur Kategorie B proportional auf die 3-fache H\"ohe
skaliert (die Seitenverh\"altnisse bleiben erhalten). Dies scheint
auf den ersten Blick korrekt, f\"uhrt aber dazu, dass das Symbol
der Kategorie B nicht nur dreifach gewachsen ist sondern nun die
neunfache Fl\"ache besitzt. Der Plot rechts zeigt die korrekte
Verwendung von Symbolen. Quelle:
\titlecaption{Scaling of markers and symbols.} {In these graphs
symbols have been used to illustrate the measurements made in two
categories. The measured value for category \textbf{B} is actually
three times the measured value for category \textbf{A}. In the
left graph the symbol for catergory \textbf{B} has been scaled to
triple heigth while maintaining the porpotions. This appears jusst
fair and correct but leads to the effect that the covered surface
is not increased to the 3-fold but the 9-fold (center plot). The
plot on the right shows how it could have been done correctly.
\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}} \label{misleadingsymbolsfig}
\end{figure}
Durch perspektivische Effekte k\"onnen Gr\"o{\ss}enverh\"altnisse
verzerrt dargestellt werden (\figref{misleadingpiefig}). Ver\"anderung
der Achsenskalierungen kann die Wahrnehmung des Betrachters in die
eine oder andere Richtung lenken. Ein Zusammenhang kann so
verschleiert oder \"ubertrieben werden
(\figref{misleadingscalingfig}). Insbesondere wenn die Gr\"o{\ss}e
von Symbolen zur Darstellung einer Quantit\"at eingesetzt wird, muss
mit Vorsicht vorgegangen werden, um Unterschiede nicht \"uberproportional
darzustellen (\figref{misleadingsymbolsfig}).
By using perspective effects in 3-D plot the perceived size can be
distorted into the desired direction. While the plot is correct in a
strict sense it is rather suggestive
(\figref{misleadingpiefig}). Similarly the choice of figure size and
proportions can lead to different interpretations of the
data. Stretching the y-extent of a graph leads to a stronger
impression of the correlation in the data. Compressing this axis will
lead to a much weaker perceived correlation
(\figref{misleadingscalingfig}). When using symbols to illustrate a
quantity we have to take care not to overrate of difference due to
symbol scaling (\figref{misleadingsymbolsfig}).
\section{Das Plottingsystem von \matlab{}}