Edward Tufte’s Principles of Analytical Design

Beautiful Evidence, Principles of Analytical Design, Edward Tufte (2006)

Tufte illustreert de 6 Principles van analytische design aan de hand van Charles Joseph Minard’s Carte Figurative des pertes successives en hommes de l’Armée Française dans la campagne de Russie 1812-1813.

Minard’s datamap beschrijft de verliezen van manschappen in het Franse leger tijdens hun Russische invasie in 1812. Volgens Tufte, één van de betere statistische grafieken.
De breakdown:
– De titel gaat over het ontwerpmethode (figuratieve kaart) en het onderwerp (wat er gebeurde met het leger in Rusland)
– Een credential / kenteken van Minard (zijn handtekening)
– Een paragraaf van tekst legt de kleurcode, de 3 meetschalen en de methodes uit. Er zijn eveneens 5 bronnen van data genoemd.

Principle 1: Vergelijkingen, contrast & verschillen

De brede bruine lijn, een leger van 420.000 man steekt de Nieman over, gaat van links naar rechts en groeit en slinkt naarmate het rondbeweegt, de lijn wordt smaller bij sterftes.
Ook de beweging van andere legerlinies die de zijflanken en achterkant beschermen van het grote leger, zijn zichtbaar.

Ze bereiken Moskou met 100.000 manschappen, de terugkeer is de zwarte smalle lijn, die ook gelinkt is met het grafiek met de temperatuur & de data van toen. Soldaten stierven van de kou. Ze keren terug over de Nieman met enkel 10.000 soldaten, met een nota dat ze werden weggejaagd door de Cossacks te paard.
De vergelijking tussen de bruine en zwarte lijn, het verschil over tijd, en de paniekgolf in Bérézina, zijn volgens Tufte elementen van het eerste principe:
“Visual displays, if they are to assist thinking, should show comparisons.”

Principle 2: Causality, Mechanism, Structure, Explanation

Hoe?
De kaart toont waar, maar niet wàt de oorzaak is van de sterftes.
“To examine evidence is to understand causality, mechanism, dynamics, process or systematic structure”
Bij Minard (causal variable) is het de grafiek van temperatuur waar Reaumur, Celsius en Fahrenheit die worden vergeleken. Die grafiek begint bij vriespunt.
Een ander variabel is tijd, want elk temperatuur aangeving heeft ook zijn datum, van oktober tot december. Op de kaart is de analyse over de oorzaak heel klein en wordt vooral gelinkt met de extreme kou. Er is geen bewijs dat er een overeenkomst is tussen de lijn van de temperatuur en de terugkeerlijn van het leger aangezien ze parallel lopen. In Minard’s bronnen wordt er wel een link gelegd tussen de kou en de sterftes.

Principle 3: Multivariate Analysis

Minard beeldt de strijd uit van 1812 met 6 variabelen.
De grootte van het leger, de locatie in 2 dimensies (lengte en breedte), de richting waar het leger uit gaat en de temperatuur op verschillende data. Een ‘multivariate’ is wanneer er 3 of meer variabelen worden gebruikt. Het analyseren van oorzaak en gevolg (bivariabel) kan multivariabel worden met extra dimensies zoals de omstandigheden van de oorzaak, effecten, verschillen, meerdere oorzaken etc. Er zijn 2-dimensionale media, het vlakke blad en een scherm zijn vlak, ze moedigen gemakkelijk ‘flatlandy thinking’ aan, waar we volgens Tufte ons niet mogen laten vast steken, aangezien een mens multivariabel denkt (en niet enkel met 2 variabelen) wanneer hij naar data kijkt.
“Show multivariate data; that is, show more than 1-2 variables.”

Principle 4: Integration of Evidence

Minard gebruikt meerdere informatie methodes om de leger bewegingen te illustreren, en gevolgen van de oorlog te tonen; een paragraaf, een kaart met flow lines en een statistische grafiek. Bij de Nieman rivier zien ze hen in actie; het aantal manschappen voor & na de tocht, flow-lines die zich bewegen in 2D, temperatuur en datum, en zelfs de commentaar over de Cossack paarden die het leger verjagen. Het wijde gebruik van methodes hier is verschillend met boeken die beelden in krampachtige ruimte op elkaar hopen, zoals Tufte als voorbeeld geeft. De data is het belangerijkste en niet het medium, volgens hem. Minard gebruikte ook overlays, de bruine lijn is licht genoeg zodat de steden waar hij door flowt, nog zichtbaar zijn en zo ook horen bij de andere steden die buiten de lijn zichtbaar zijn. Kartografen hebben deze techniek gebruikt om diepte te creëren en informatie op verschillende lagen in te zetten.

Woorden, getallen, afbeeldingen, diagrammen, grafieken, charts & tables horen samen want ze leveren materiaal, informatie:
“Completely integrate words, numbers, images, diagrams”
Zo zijn tables met data de paragrafen met cijfers, en de meeste beelden hebben ook een woordje uitleg er onder zitten, tenzij men de data in eerst in zijn ‘rauwe’ vorm wilt innemen voor er andere informatie bij komt kijken. Maar lagen op goede manier neerleggen zouden hetzelfde moeten bereiken.
Het is vaak in academisch onderzoek dat er niet veel keuze is van media, vaak denkt men vanuit het medium en niet vanuit de data/ het probleem.
“Like good information displays, explanatory investigations, if they are to be honest and genuine, must seek out and present all relevant evidence regardless of mode.”

Principle 5: Documentation

Een presentatie van data wordt geloofwaardiger met bronnen die worden genoemd, en nog meer wanneer ze kwaliteitsvol zijn. Documentatie, volgens Tufte, is in weze een kwaliteitscontrole, grondige documentatie is een teken dat er moeite is gekropen in het onderzoek.
Minard’s werk beantwoordt vele vragen met zijn paragraaf uitleg en andere notaties langs de visualisaties, zoals wat zijn veronderstellingen over mogelijke connecties, of wie of waar dit werk werd gemaakt. Of de schaal, en andere metingen moeten ook worden weergegeven.
“Thoroughly describe the evidence. Provide a detailed title, indicate the authors and sponsors, document the data sources, show complete measurement scales, point out relevant issues.”

Principle 6: Content counts most of all

Als ingenieur, bruggenbouwer en ontwerper, was Minard technisch sterk aangelegd om goede data grafieken te maken. Het is pas bij zijn pensioen dat hij kaarten gaat laten, over allerlei onderwerpen die hij door zijn carrière heen had gezien.
Hij had ook een hart voor degenen die gestorven zijn voor een oorlog, op het einde van zijn leven heeft hij 2 bekende werken geleverd.
De kaart over de invasie in in Rusland en de kaart over de reis van Hannibal in de Alpen.

Minard, in zijn kaart over het Franse leger, heeft hij het nooit over Napoleon, want de kaart gaat over de verloren manschappen. Minard heeft er veel over gelezen en gezien in zijn carrière, hij geeft om het verhaal en dat is wat je volgens Tufte nodig hebt voor een goede analytische grafiek. In weze was Minard’s werk een anti-oorlog poster.
“Analytical presentations ultimately stand or fall depending on the quality, relevance, and integretiy of their content.”
Dit suggereert dat om op efficiënte manier een presentatie van data te verbeteren, heb je betere inhoud nodig. Suggereert ook dat design gimmicks geen enkel slechte inhoud kan redden.
De eerste vraag die men zich moet stellen bij het bouwen van een analytische grafiek, is, wat zijn de inhoudelijke taken waarmee dit grafiek, de content zou moeten helpen?

Relevance of Principles of Analytical Design

Het doel van deze soort presentatie, is om te helpen met denken. Het zou moeten gemaakt zijn om deze soort vragen/ taken uit te voeren:
– Beschrijf de data
– Maak multivariabele vergelijkingen
– Begrijp de oorzaak-gevolg situatie
– Introduceer een plethora van bronnen en data
– De analyse documenteren

De principes zijn gebaseerd op de principes van analytisch denken.
Dit is ‘the Grand Principle‘ en het helpt van de vraag te beantwoorden; hoe zijn de principes van design afgeleid?
Deze principes zijn zo oud als 6000 jaar, wat Tufte beschrijft als wanneer de eerste kaart in steen werd gekerfd. We gaan ervan uit dat meeste mensen deze principes kennen, omdat deze principes gevestigd zijn in cognitief denken, wat fundamenteel is. Ze zijn relevant in het maken en het absorberen van data presentaties. Consumenten zouden moeten zoeken in wat de principes zouden moeten resulteren;
Kijk & zoek naar vergelijkingen, is er goed gebruik gemaakt van data dat het relevant was, etc.
In de fysieke wetenschappen & de sociale wetenschappen observeerde Tufte ook het gebruik van visuele en verbale presentaties, bij de fysieke wetenschappen méér visuele dan de sociale wetenschappen. Maar ze kwamen wel overeen, in een samenvatting van Bernard Berelson, dat er 3 pijlers als samenvatting kan tellen over de kennis van sociale wetenschappen.
1) Some do, some don’t. (→ causality)
2) The differences aren’t very great. (→ comparison)
3) It’s more complicated than that. (→ multivariate)
Omdat menselijke activiteiten in vergelijkende en multivariabele contexten gebeuren (interventies, doelen, verantwoording, gevolgen, uitleg, intenties, acties, preventies, diagnose, strategie, besluit, invloeden, planning)
Dus deze fundamentele principes zijn volgens Tufte relevant voor presentaties over het menselijk gedrag, net zoals Minard dat deed met de Franse invasie in Rusland.

Deze blogpost is er voor mij als een samenvatting van de Principles, aangezien ik deze principles wil gebruiken om mijn tijdslijnen te maken.

One thought on “Edward Tufte’s Principles of Analytical Design”

  1. > ik begrijp dat je deze ‘fundamentele principes’ zult gebruiken om je eigen visualisatie te evalueren.
    ik vind de samenvatting nogal warrig (soms te veel detail waar niet nodig)
    ! wel goed: de vergelijking met Bernard Berelsons inzichten

    hieronder mijn super-korte samenvatting van ‘TUFTE’
    The principles of analytical design are derived from the principles of analytical thinking. Cognitive tasks are turned into principles of evidence presentation and design. [UNIVERSALISM]

    + CONCREET: Wat moet een visualisatie volgens TUFTE ‘doen’ > wat moet jouw visualisatie ‘doen’?
    1 Show comparisons, contrasts, differences.
    2 Show causality, mechanism, explanation, systematic structure
    3 Show multivariate data; that is, show more than 1 or 2 variables.
    4 Completely integrate words, numbers, images, diagrams. (layering & seperation)
    5 Thoroughly describe the evidence. Provide a detailed title, indicate the authors and sponsors, document the data sources,
    show complete measurement scales, point out relevant issues.
    6 Analytical presentations ultimately stand or fall depending on the quality, relevance, and integrity of their content.

    nu is het echt de hoogste tijd om aan je werkstuk te beginnen!!!
    Ik vraag me trouwens nog steeds af of je de thesis van de paper de je voor het vak van BB schreef al dan niet kan toepassen voor je ‘tijdlijn’.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *