Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

まだ可視化なんて言ってるの？
~人間中心型のデータ探索技術の潮流に向けて~伊藤貴之
お茶の水女子大学
理学部情報科学科 教授
2018年3月2日 可視化情報学会ビジュアリゼーションワークショップ

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

コンピュータ可視化の歴史

1

「可視化」という言葉は意味が広い
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

物理実験（例：流体計測）

コンピュータ可視化

電力利用状況

（図を削除しました）

捜査の可視化（図を削除しました）（図を削除しました）

現物化

可描化

本講演の対象可読化
2

2種類のコンピュータ可視化• Scientific Visualization(SciVis)– 主に科学技術系データ（物理計算、医療画像、分子…）– 主に物理空間

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• Information Visualization(InfoVis)– 科学に限らず一般的なデータ（金融、流行分析、セキュリティ…）– 主に論理空間

Scientific Visualization
Volume Rendering (1988)

Direct（図を削除しました）

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

Line Integral Convolution (1993)（図を削除しました）

ScalarVector（図を削除しました）（図を削除しました）

Indirect
Marching Cubes (1987)

Streamline4

Information Visualization
木構造・階層構造

ネットワークItoh Laboratory,
Ochanomizu University

多次元・多変量

時系列

The Eyes Have It (1996)(B. Shneiderman) による分類

5

計算機科学と可視化の歴史
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• コンピュータ可視化の歴史は計算機科学の歴史の半分弱• コンピュータ可視化の基本概念は20世紀に完成している• 我々は20年もコンピュータ可視化をバージョンアップしている

ENIAC (1946)

SketchPad (1963) SciVis (1980’s)

InfoVis (1990’s)(2018)（図を削除しました）6まだ可視化なんて言ってるの？
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

画面に情報を見せるなんて20世紀の課題じゃない？
この業界20年間もバージョンアップしかしてないの？
ひょっとして「可視化」という単語が古いのでは？
我々もう「可視化」より新しいことしてるのでは？
我々もう「可視化」より大きいことしてるのでは？
7

可視化を超えた大きなフレームワークへ
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

計算機

可視化

人間（ユーザ）

Visual Analytics

可視化

現実環境

Immersive Analytics

8Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

Visual Analytics～ビッグデータのための人間主導型の分析手法

9Visual Analytics

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• ビッグデータ分析の有効な一手段• 分析と可視化を反復することにより、ユーザ主導でデータを分析して知識を獲得するための方法論の総称

データ知見獲得

画像表示

初期分析

可視化

視覚操作分析次の分析
部分の特定

知識

仮説に基づく分析手段の選択
10

Visual Analyticsの典型例 (1)Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

Visual Analysis of Social Media Data … VAST Challenge 2011https://www.youtube.com/watch?v=nhoq71gqyXE

11

Visual Analyticsの典型例 (2)Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

Visual Analysis at DinoFun World … VAST Challenge 2015
https://www.youtube.com/watch?v=oENYm9wXkeM

12

ウェブのアクセス動向：単純な可視化
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

視覚属性への直接変換••

アクセス統計とディレクトリ構造を直接見せているに過ぎない
データの背後にある根拠を見ることは難しい

1ページ＝棒1本 アクセス数を高さと色で表現

講義資料
論文
研究室トップページ
13

ウェブのアクセス動向：Visual AnalyticsItoh Laboratory,
Ochanomizu University

アクセスパターン分析結果を色で表現 [Kawamoto2010]•

アクセスパターン＝複数の閲覧者によって同様に閲覧された一連のページ群

PapersTop of lab

Lecture list
Lecture A

Lecture B
Trip 2Top of Prof
Member

Trip1
14

ウェブのアクセス動向：Visual Analytics

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

アクセスパターン分析結果を色で表現 [Kawamoto2010]•

アクセスパターン＝複数の閲覧者によって同様に閲覧された一連のページ群

Lecture A

Trip 2
Trip1
15

ウェブのアクセス動向：Visual Analytics

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

アクセスパターン分析結果を色で表現 [Kawamoto2010]•

アクセスパターン＝複数の閲覧者によって同様に閲覧された一連のページ群

Lecture A
Lecture B

16

旧来の可視化に対するVisual Analyticsの強み

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

Visual Analytics旧来の可視化• データを生のまま描画する• 単純な操作を反復することでよい可視化結果を得る• 分析結果をスマートに見せる• 最適な分析を探す• 次の分析のために操作を行う

こんなときこそVisual Analytics
大規模で複雑なデータ仮説検証型の分析

複合的なデータを統合した分析
定量評価の難しい問題

意思決定

17

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

Immersive Analytics～現実世界にデータ分析を還元する

18

前提技術：VR（仮想現実）とAR（拡張現実）
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University••

実体は計算機上の架空の世界現実のシーンであるかのように思わせる演出と技術※東北大学流体科学研究所による撮影••

現実世界の拡張現実のシーンに架空の物体や情報を付加する演出と技術

https://gigazine.net/news/20170620-ikea-apple-ar-app/

19

(大衆産業としての) VR元年
• 2016年にVR産業が爆発的に伸びる

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

VR関連ビジネス規模の予測
VR– 安価デバイスの安定供給– ソフトウェア開発環境の普及– エンタテインメントの再構築

AR2016

2017

2018

2019

2020

（図を削除しました）（図を削除しました）

VR元年を支えるデバイスの例
https://tech-camp.in/note/8526/

VR元年を支えるソフトウェア開発環境の例
20

Immersive Visualization (没入型可視化)

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• 立体視ディスプレイなどの没入型技術を前提とした可視化• 可視化技術全般を対象とする課題として再定義される
https://www.youtube.com/watch?v=ar-LQmJrCDo&t=1s

https://www.youtube.com/watch?v=LQYamaU8OvA

https://www.youtube.com/watch?v=n6pTdAnedIs

21

Immersive Visualization (没入型可視化)

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• 物理空間を対象としない情報可視化にも適用される• Augmented Reality (拡張現実) にも対応
旧来から発達している
Immersive Visualization

3次元CG＋ VR

情報可視化
＋ VR

3次元CG＋ AR

情報可視化
＋ AR

今後の拡張が期待される
Immersive Visualization
22

Immersive Analytics (没入型解析)

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• 視覚以外の要素も含めて総合的にVR/AR技術を応用してデータ解析を進めるための新しい技術

K. Marriott, et al.,Immersive Analytics, Springer(to be published in 2018)23

Immersiveな可視化アプリケーションの例

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

東京ディズニーランド周辺でのTwitterの時空間分布と代表ツイート表示の例[Okada2018]24

Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

ヒトと可視化技術はこれからどうありたいか25

仕事の多くは機械で代用可能？
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• オックスフォード大学の予想では20年後に現代の仕事の47%が機械に置き換わると発表をした• Googleの幹部も同様な発言をした

煽り要素の高い発言であるが、一理ある面もある
http://164s.net/3954.html
26計算機は何が得意／苦手なのか
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

主観的
ここが比較的弱い• 主観的な問題• 正解のない問題

対話型最適化
情報推薦⇒人間がこれからも能動的に介在するべき問題
正解や前例を与える

正解や前例を与えない

教師あり問題教師なし問題客観的27

「人間中心型のデータ探索」を目指して
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University• Visual Analytics → 可視化を用いて計算機を駆動する• Immersive Analytics →現実世界の中でデータを可視化する28

「可視化」という枠を超えたい
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

研究者を目指す皆さんへ• 「見せる」ことに満足してはいけない• 「見た」ことで人間は何をできるかを考えよう• 人間は将来どこで中心的役割になるかを考えよう

研究者を目指さない皆さんへ• 「見る」ことに満足してはいけない• 「見た」ことで自分は何をできるかを考えよう• 自分は将来どこで中心的役割になるかを考えよう29

告知1: 本を出します
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

意思決定を助ける 情報可視化技術- ビッグデータ・機械学習・VR/ARへの応用 1. 情報可視化の定義・歴史・展開
2. データ構造と情報可視化手法
3. 情報可視化の操作と評価
4. 視覚特性から考える情報可視化デザイン
5. 情報可視化の適用事例
6. ビッグデータと情報可視化
7. 機械学習と情報可視化
8. VR/ARと情報可視化
9. 情報可視化の研究開発の展望

http://www.coronasha.co.jp/np/isbn/9784339028836/

30

告知2: 国際会議を開きます
Itoh Laboratory,
Ochanomizu University

IEEE Pacific Visualization Symposium 20182018年4月10～13日 神戸大学

早期参加登録期限が3月10日に迫っています!!!
いますぐ参加登録をhttp://itolab.is.ocha.ac.jp/pvis2018/31