From d574461a56408d919dbb568f2ff07e92b8cc6c5e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Jan Grewe Date: Sat, 7 Nov 2015 00:21:35 +0100 Subject: [PATCH] plotting part 1, examples --- plotting/lecture/plotting.tex | 117 +++++++++++++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 114 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/plotting/lecture/plotting.tex b/plotting/lecture/plotting.tex index 81c6bf5..7e121b2 100644 --- a/plotting/lecture/plotting.tex +++ b/plotting/lecture/plotting.tex @@ -2,10 +2,121 @@ \section{Graphische Darstellung von Daten} +Die ad\"aquate Darstellung wissenschaftlicher Daten darf man durchaus +zu den notwendigen Kernkompetenzen z\"ahlen. Wir brauchen sie um +unsere Daten optimal darstellen zu k\"onnen und unsere Aussagen zu +unterstreichen. - -\begin{figure} +\begin{figure}[hb!] \includegraphics[width=0.9\columnwidth]{convincing} \caption{Die Folgen schlecht annotierter Plots. \url{www.xkcd.com}} \label{xkcdplotting} -\end{figure} \ No newline at end of file +\end{figure} + +\subsection{Was soll ein Plot leisten?} +Graphen sollen dem geneigten Leser wissenschaftlicher Arbeiten +erm\"oglichen die Daten zu erfassen und die beschriebenen Effekte zu +begutachen, zu hinterfragen und zu validieren. Eine der obersten +Regeln ist die vollst\"andige Annotation von Plots +(\ref{xkcdplotting}). Eine weiteres Prinzip, an das man sich halten +sollte ist die \textbf{ink minimization}. Sie besagt, dass das +Verh\"altnis aus Tinte, die f\"ur die Darstellung der Daten gebraucht +wird und der Menge Tinte, die f\"ur die Graphik ben\"otigt wird sollte +m\"oglichst gro{\ss} sein. Mit anderen Worten \"uberfl\"ssiger +Schnickschnack sollte sich in Datenplot nur selten finden lassen. Ein +Ausnahme kann vielleicht gemacht werden, wenn der Plot z.B bei einer +Pr\"asentation genutzt wird. + +\subsection{Dinge, die vermieden werden sollten.} + +Bei der Darstellung wissenschaftlicher Daten sollte drauf geachtet +werden suggestive oder gar fehlleitende Darstellung zu vermeiden. +Ablenkung durch \"uberm\"a{\ss}ige Effekte lassen eine Plot unruhig +und unseri\"os wirken. Comicartige Effekte wie z.B. in Abbildung +\ref{comicexamplefig} sind in der Regel nicht zul\"assig. Ausnahme ist +hier allerdings der Einsatz im didaktischen Kontext wo es um die +Illustration (z.B. einer Methode) geht und keinen Anspruch auf +Korrektheit besteht. + +\begin{figure} + \includegraphics[width=0.35\columnwidth]{images/one_d_problem_c} + \caption{\textbf{Comicartige Darstellung.} Ist f\"ur die Darstellung + wissenschaftlicher Daten nicht geeignet. }\label{comicexamplefig} +\end{figure} + +\subsection{Beispiele suggestiver oder fehlleitender Darstellungen} +Im folgenden werden einige Beispiele fehlleitender oder suggestiver +Darstellungen angesprochen. Einiger dieser Effekte sind deutlich +\"uberzeichnet die beschiebenen Tricks werden, etwas dezenter, +allerdings 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}). + +\paragraph{Fehlleitende Darstellung} + +Man kann durch graphische Tricks wie Perspektive (Abbildung +\ref{misleadingpiefig}) oder auch gezielte Achsenskalierungen +(Abbildung \ref{misleadingscalingfig}) den Eindruck des Betrachters +steuern. Insbesondere wenn die Gr ß''o{\ss}e von Symbolen zur +Darstellung einer Quantit\"at eingesetzt werden, muss man mit Vorsicht +vorgehen um Unterschiede nicht zu \"uberproportional zu verzerren +(Abbildung \ref{misleadingsymbolsfig}). + +\begin{figure} + \begin{minipage}[t]{0.4\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{images/misleading_pie} + \end{minipage} + \begin{minipage}[t]{0.4\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{images/sample_pie} + \end{minipage} + \caption{\textbf{Perspektivische Verzerrungen beeinlfu{\ss}t die + Gr\"o{\ss}enwahrnehmung.} Durch die geeignete Wahl der + Perspektive erscheint das hervorgehobene Segment (C) des + Tortendiagramms als mindestens gleichwertig zum 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} +\end{figure} + +\begin{figure} + \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{images/line_graph1} + \end{minipage} + \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{images/line_graph1_3} + \end{minipage} + \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{images/line_graph1_4} + \end{minipage} + \caption{\textbf{Wahl der Zeichenfl\"ache kann den visuellen + Eindruck beeinflu{\ss}en.} 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: + \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}}\label{misleadingscalingfig} +\end{figure} + +\begin{figure} + \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth} + \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/improperly_scaled_graph} + \end{minipage} + \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth} + \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/comparison_properly_improperly_graph} + \end{minipage} + \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth} + \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/properly_scaled_graph} + \end{minipage} + \caption{\textbf{Die Skalierung von Symbolen kann problematisch + sein.} In diesen Graphen werden Symbole eingesetzt um zwei + Kategorien zu vergleichen. Im linken Fall wird das einzelne Symbol + proportionsgerecht skaliert. Dies scheint auf den ersten Blick + richtig f\"uhrt aber dazu, dass das Symbol der Kategorie B nicht + dreifach sondern neunfach gr\"o{\ss}er geworden ist. Der Plot + rechts zeigt die Korrekte Verwendung von Symbolen. Quelle: + \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}} \label{misleadingsymbolsfig} +\end{figure} + +\newpage + +\subsection{Plottingsystem in \matlab{}}