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数据可视化传播效果的眼动实验研究

作者

徐向东,中国人民大学新闻学院副教授、中国人民大学新闻与社会发展研究中心研究员。

前言

众所周知,我们80%到90%的信息获取依赖于视觉,这是我们认识世界的主要方式。 同时,传统媒体和各种网络新媒体也离不开受众的视觉感官来完成传播过程。 心理学家发现,眼球的运动可以反映相应的心理活动。 通过考察眼球运动的特点和规律,以及眼球对视觉元素的刺激和反应,有助于揭示认知心理的加工机制和视觉信息的选择模式。 摄像技术、红外技术、微电子技术和计算机技术的发展推动了高精度眼动仪的研发。 眼动仪记录眼球运动轨迹并提取注视点记录长度、注视点计数、观察时间长度和注视计数等数据来研究人类认知和行为。 进入21世纪后,眼动仪的应用领域已从医学、心理学扩展到新闻、传播领域。 通过检索中国期刊网2000年以来有关眼动实验的学术论文,发现眼动仪在新闻传播领域的应用涉及报纸、网站、电视的版面、插图、网页、广告和照片等。等媒体,主要考察阅读心理、传播效果、用户体验等内容。

近年来,数据可视化不仅在西方媒体中流行,在中国媒体界也方兴未艾,成为当前新闻传播实践和研究的热点话题。 通过梳理中外文献发现,国内外学者主要关注数据可视化的呈现类型与应用价值、数据可视化工具的选择与应用、数据的媒体实践与发展趋势四个方面。可视化,以及数据可视化的缺点。 这些方面的研究基本上采用文献研究和案例研究的方法。 学者们的研究在广度和深度上都大大拓展,取得了丰硕的成果。 然而遗憾的是,目前关于数据可视化传播效果的研究还很少,尤其是实证研究方法的运用。 检测数据可视化作品的传播效果,除了问卷调查的方法外,还可以采用心理实验的方法,用客观的数据来支持和探究受众对视觉作品的理解、记忆、信任、喜爱和再传播。 因此,通过眼动实验研究数据可视化的传播效果既具有学术价值,又具有现实意义。

眼动实验采用瑞典Tobii公司自主研发的Tobii Studio眼动仪及其配套软件,记录受试者在阅读纯文本材料和数据可视化材料时的眼动数据,然后将数据可视化进行传播。 效果研究。

1. 眼动基本方法及眼动实验主要数据指标

实验前,研究人员查阅了大量文献,对眼动的概念和参数给出了明确的定义。

首先,人们观察事物时眼球运动的基本方式有以下三种(邓朱,2005):

注视:指眼睛中央凹瞄准物体100毫秒以上。 在此期间,被注视的物体在中央凹上成像,并经过更充分的处理以形成清晰的图像。

扫视:是注视点或注视方向的突然变化,个人通常没有意识到。 眼跳可以快速搜索视野并选择刺激信息。

跟随运动:当被观察物体与眼睛之间存在相对运动时,为了保证眼睛始终注视物体,眼球会跟随物体的运动。

上述三种眼动方法往往交织在一起,目的是选择信息,将要注意的刺激成像在中央凹区域,形成清晰的图像。

以下是本次眼动实验测试中记录的主要项目:

凝视时长:这是眼动实验中的一个重要数据指标。 注视时间不仅与受试者对测试材料的兴趣有关,还与受试者提取测试材料中信息的难度有关。

注视次数:这是该区域重要性的标志。 注视次数越多,受试者对该区域的关注就越多。

注视点序列:指注视点在感兴趣区域之间的过渡。

这涉及到第一个注视点、其停留时间和视觉运动轨迹。 主要衡量被摄者的视觉选择,进而考察关注程度和兴趣程度。

扫视距离:指阅读材料时受试者注视点之间的跳跃,反映阅读的感知广度。

回视次数:指主体的目光再次回到刚刚凝视、阅读的地方。 回头看可能是因为对阅读内容感兴趣,也可能是因为提取信息困难造成的。

本实验导出的注视点轨迹图和热力图,以及下载的数据,基本覆盖了上述主要指标。 轨迹图中的序列号反映了第一个注视点、注视点顺序和时间。 序列号中圆圈的大小反映了注视点停留的时间长度(圆圈越大,停留时间越长),连接线反映了返回测试和眼睛注视。 跳跃距离; 热图中区域块的颜色(从初始绿色到最终红色)反映了注视点的范围和停留时间。 区域块的颜色深度越深,停留时间越长。

2. 实验设计

(一) 主题

由于受试者本身条件的不同可能会影响实验结果,因此本次实验的受试者为年龄和学科背景相近的本科生和硕士生,以减少受试者变量的影响。 实验共有 40 名受试者。 他们的裸视力或矫正视力均在1.0以上。 他们没有色盲或色弱的症状。 他们身体健康,没有散光或失明。 实验采用对照实验方法,将受试者随机分为两组,每组20人,分别测试不同的内容。 一组受试者阅读纯文本材料,另一组阅读视觉材料。

(二)实验材料

本次实验的素材来自2017年9月12日网易新闻《数字阅读》栏目,作品标题为《我们分析了中国哪些传销最严重,结果令人震惊》。 本实验选择了同一报告内容的两种不同的呈现方式:文本报告和静态图表报告。 数据来自Openlaw网站上各级法院发布的“组织、领导传销罪”一审判决书。 统计数据为2010年至2017年。报告内容主要通过一审判决数量和涉案当事人个人信息,分析我国传销活动的地区分布、职业分布、受教育程度分布等。从而确定哪个地区传销活动最严重以及谁在从事传销活动。 其中职业和教育程度最为常见。 原作中有三张静态图表。 第一个是坐标图,以年份为横轴,以省份为纵轴。 反映了2010年至2017年一审判决中“组织、领导传销罪”数量的变化。 第二张是数据图。 为了清晰展示,分为两幅图。 全国地图反映了各省区“组织、领导传销”犯罪一审判决数量对比。 第二张图反映了一审数量排名前三的省区各城市的分布情况。 第三张图为传销案件当事人职业、学历统计分布。 图中还标明了数据来源、报道媒体及相关图例。 由于眼动仪接收到的实验材料主要是图片,因此本实验也将文本材料转为图片,以方便实验操作。

文字报告实验材料如下:

我们分析了中国传销最严重的地方,结果令人震惊。

传销年年都有,但今年好像特别多。 7月14日,东北大学毕业生李文兴遭遇传销,在天津静海区水坑里被发现溺亡; 不到一个月后,湖北女大学生林华蓉被传销控制,跳河身亡。 更准确地说,传销屡禁不止,但今年受到关注的案件特别多。 除了大学生身份备受关注外,被骗入传销组织的受害者最终死亡也让这些事件成为社会热点。

还有多少传销案件在公众视野之外被定罪? 为了回答这个问题,我们对2010年至今中国各省市传销案件中各级法院在OpenLaw网站上发布的《组织领导传销活动》一审判决书进行了分析。

国务院于1998年和2005年颁布了两项禁止传销的行政法规,并于2009年在刑法第七修正案中正式禁止传销。 2010年,我国“组织、领导传销”一审判决案件仅有26起,2014年猛增至359起,继2015年下降后,2016年达到峰值478起。

考虑到立案、提起诉讼、审理案件所需的时间,自2009年传销立法颁布以来,对传销的打击力度不断加大,相关判决数量也逐渐增多。

可见,传销活动在中国分布广泛,没有一个省份能逃脱传销的魔掌。 同时,传销活动在各省之间的分布也存在很大差异。 传销案件较多的省份多位于沿海和南方地区,城市多为大中城市。 2010年以来,江苏、广西、浙江三省“组织、领导传销”一审判决件数已超过100件,共计371件,占全国的29.3%。

江苏省以163件判决居榜首。 其中,南京、无锡、南通传销案件数量位居全省前三名。 近六年来,这三个城市的传销案件数量占全省传销总数的三分之二以上。 广西壮族自治区南宁、北海、桂林、梧州,浙江宁波、金华、台州、杭州传销案件数量也位居本省前列。

这并不意味着江苏、广西、浙江已经成为中国的传销之都。 只能说,这些省份对传销的打击力度很大,很多地方对传销活动仍然视而不见。

那么从事传销活动的人有哪些呢? 我们对1810件“组织、领导传销活动罪”一审判决进行分析,筛选出有明确文化程度描述的人员422名,有明确职业背景的传销案件当事人369名。

结果显示,422名传销人员中,六分之一只有小学文化程度; 近一半的传销人员具有初中文化程度; 五分之一以上的传销人员完成了高中教育; 只有少数人拥有大学或以上学历。

(3)实验过程

本实验地点为中国人民大学新闻学院实验中心眼动实验室。 实验时间分为上午和下午两个时间段,每个时间段有20名受试者参与实验。 为了避免受试者之间相互干扰,实验室分为三个区域:眼动仪所在的实验区、实验后填写问卷区、受试者等待区。 第一组20名受试者阅读文本材料,第二组20名受试者阅读数据可视化材料(四个信息图表)。 为了让受试者有足够的时间读完实验材料的内容,每张图片的切换没有设定时间。 相反,受试者在完成阅读后向实验操作员发出信号以切换图片。 眼动实验开始前,被试会听一段实验指令:“你即将看到一张文字材料图片或四张视觉材料图片,请按照平时的阅读习惯进行阅读,不要刻意记忆单词画面中的内容。看完每张图片后,请示意操作员切换到下一张,视线不要离开屏幕。” 在受试者阅读实验材料之前,实验操作者首先校准受试者的眼球并验证其是否正确。 ,开始阅读实验材料,眼动仪同时记录眼球运动。 受试者完成实验后,前往问卷填写区填写问卷。 问卷内容与实验材料密切相关,衡量受试者对书面材料或视觉材料的理解、信任、喜欢、参与和记忆。

(4) 实验假设

基于前人研究,提出以下研究假设: 假设1:与文字报道相比,视觉作品更容易让受众关注关键信息。 假设2:与文本报道相比,受众更容易记住数据可视化作品中的关键信息。 假设3:与文字报道相比,视觉作品中包含的信息更容易被观众理解。 假设4:与文字报道相比,受众对视觉作品的信任度较低。 假设5:与文字报道相比,受众更喜欢视觉作品。 假设6:与文字报道相比,观众在阅读视觉作品后会更加投入。

3 研究结果与分析

(1) 眼动实验结果与分析

眼动追踪实验主要考察受众在阅读材料时的注意力分配情况,以及受试者是否注意到关键信息。 后测问卷作为眼动实验的补充和完善,采用定量的方法来衡量受众在阅读文字材料和视觉材料后的注意力。 记忆、理解、信任、喜好和参与度是否存在差异,以及差异的程度。

眼动实验中的轨迹图分析如下:

观众在阅读纯文字报道时,基本按照文章的顺序,从标题到正文,从左到右,从上到下。 不过,也有几次回头看的时候,目光停留时间较长的地方往往是靠近段落开头的地方。

在阅读可视化作品时,大多数读者的视线是从标题到最大值到图例再到其他内容。 在四张可视化图表中,受试者对每张图片的标题投入的时间较多,其中有一些是第一眼看到的,证明了标题对于可视化工作的重要性。 当受试者阅读“2010年至今各省传销活动犯罪一审判决数”图表时,受试者首先关注的区域是各省区八年来传销活动犯罪总数。右,最后一行为每年各省区合计; 其次,受试者关注的地区是2016年和2017年的省区总数、几个数值较大的以及对应的省区(广西、湖北、江苏)。 2010年至2014年各省区的数值,特别是图表左侧中下区域的数值不太明显。 《组织、领导传销活动罪一审判决数》为方便展示,分为两张图(一张是全国地图,一张是江苏、广西、浙江省地图) ),都是通过灰度变化(颜色越深判断次数越多)来呈现数值的大小。 全国地图上,华中、华南、华东地区视点较为集中(亮度较暗),视点面积较大(表示视线停留时间较长)。 这一现象在江苏、广西、浙江等省份地图上也有所体现。 在“传销人员学历与职业”的轨迹图中,除了标题之外,最集中的点是“学历”中的“初中”、数据源“OPENLAW”和“职业”中的“失业” 》。《网易新闻〡数字阅读》也因其字体较大而引起了一些关注。在视觉图表中,观点主要集中在已强调的最大值上(强调使用颜色等核心信息) 、区域、位置等),不仅更早被受试者注意到,而且比其他区域在视觉上停留的时间更长。数据源“OPENLAW”和“网易新闻〡数读”均在视觉中出现了3次但在轨迹图中,很多受试者更关注字体较大、颜色较深的单词,在《网易新闻〡数字阅读》上,证明了字体大小和字体颜色深浅影响概率被盯着看。

眼动实验中的热图分析如下:

本实验中的热力图使用颜色的深浅(从浅绿色、深绿色、浅黄色、深黄色、橙色、浅红色、深红色)来标记不同的关注程度。 注视点停留时间较长,可以体现被摄者的注意力。 如果你对这里的信息感兴趣,也可以证明这里的信息很难提取。

在纯文本素材的热力图上(如图1所示),黄色和红色多位于标题、段落开头和整个文本的上部。 这说明主体的视角在这些地方停留的时间较长,后半部分停留的时间较短,尤其是在文章的结尾处,往往被忽视。

在视觉素材的热力图上(如图2所示),黄色和红色大多位于标题、最大值、暗区(将值与亮度映射)、图例和数据源。 其中,靠近标题和最大值的颜色多为红色,这证明主体的视角在这里停留的时间最长,其次是黑暗区域,图例等内容停留的时间较短。 可以推断,受试者阅读纯文本材料和视觉材料的方式不同。 阅读文本材料是顺序阅读。 阅读视觉材料时,视觉更容易受到刺激点的影响。 颜色、面积、甚至标题(强调字体和字号)等视觉元素都会成为视觉闪点。

(2)眼动与问卷结果的方差分析

本研究将后测问卷中的所有问题按照记忆、理解、信任、喜欢和参与的程度进行划分。 记忆程度对应问卷的问题1至12。 例如,素材中传销案件数量最多的省份、最多传销人员的受教育程度等; 理解对应问卷13个问题; 信任度对应调查问卷的第14至20个问题,如材料是否准确、全面地表述事实、数据来源是否可信等; 喜欢对应问卷的第21至23题,参与程度对应问卷的第24题,询问受试者是否愿意在社交媒体上分享这份报告。

为了量化问卷,主要采用的编码方法如下:第1至10题回答正确得1分,回答错误得0分; 第11题有两个正确答案,任何正确答案得1分,两个正确答案得2分。 计分(排名不分先后),没有则0分; 第12题回答正确得1分,否则得0分; 问题 13 至 24 的选项范围从“非常同意”到“非常不同意”,评分范围为 5 到 1。 将40名受试者的各项指标得分相加,最后将数据导入SPSS软件进行分析。 根据阅读材料的差异,有一组受试者阅读文本材料,两组受试者阅读数据可视化材料。 比较两组被试在记忆、理解、信任、喜欢、参与等方面是否存在显着差异,以及眼动实验的指标——注视记录长度平均值和注视点数量。 分析结果如表1所示:

第一组受试者的记忆力、信任度、好感度和参与度均值均低于第二组受试者(如表1170所示),仅理解力高于第二组的主题,表明与书面报告相比,受众对视觉作品的记忆、信任、喜爱和参与程度更高。

从表2可以看出,两组受试者的记忆力和喜好存在显着差异(ps视觉阅读组比文字材料阅读组成绩更好。在参与度方面,两组的差异为边际显着(p0.05)。

通过对两种阅读方式的记忆力进行定量统计分析,发现视觉材料的平均记忆力高于书面材料的平均记忆力。 这一结果表明,信息表达的形式会影响受众对信息记忆的有效性。 视觉材料比纯文本材料更有效,并且具有更高的记忆稳定性。 结合之前的轨迹图和热力图,我们可以看到,视觉图表突出了关键信息和极值,观众对这些关键信息给予了更多的关注和停留时间,自然让印象更加深刻,而关键信息报告正文的重点是“淹没”,在一般信息中并没有强调,特别是在形式上,核心信息和一般信息没有明显的区别。 因此,受众在阅读文字材料时注意力通常分布均匀,导致后测问卷中文字材料的得分低于视觉材料,记忆力也不如视觉材料。

通过对两种阅读方式的理解程度进行定量统计分析,发现视觉材料的平均理解程度与纯文本材料的平均理解程度相差不大,说明两种不同类型的材料所传达的信息受试者之间存在差异。 理解程度是差不多的。 这个结果表明,无论是文本还是可视化,受众在理解信息时与信息的表达形式关系不大。 一般来说,视觉作品似乎比文字报道更容易让观众理解。 但实际上,数据可视化的过程也是一个重新构造要传达的信息的过程,这需要以特殊的方式对信息进行编码。 当观众阅读可视化时,他们需要对其进行解码。 有两种完全相反的可能性:一是视觉作品的设计科学合理,实现了信息传递的易读性;二是视觉作品的设计科学合理,达到了信息传递的易读性; 二是可视化设计不合理,无法实现信息的流畅传递,反而增加了受众提取信息的难度。 困难。 这两种情况同样适用于文本报告。 另外,信息内容的复杂程度也会影响理解程度。 如果要传达的信息专业性很强,而读者是普通人,那么从理解效果上来说,纯文字表达和视觉呈现可能没有明显区别。

通过对两种阅读方式的信任度进行定量统计分析,发现视觉作品的信任度均值与纯文本报道的信任度均值相差不大,说明受试者对视觉材料和文本所传达的信息具有不同的信任程度。纯文字材料。 更近一些。 这一结果表明,受众对信息的信任度与信息的表达形式关系不大。 信任的研究假设是,文字报道一般会标明新闻来源,而视觉作品中的图形、图表更吸引眼球,导致受众忽视数据来源; 或者因为数据结果出乎意料,与受众不一致。 与现有认知存在差异,导致观众对数据来源​​产生怀疑。 此外,视觉作品往往会突出显示部分信息,给人留下信息不完整的印象。 另外,用图形来表达信息很容易让人感觉不够严谨,导致观众对视觉作品的信任度较低。 眼动追踪实验中的轨迹图和热图表明,受众会注意到图表中数据的来源,而问卷结果也表明信息呈现方式不会影响信任。 考虑到各种因素,关于信任的研究假设虽然没有得到验证,但也是合理的。

通过对两种阅读方式的喜爱度进行定量统计分析,发现视觉作品的平均喜爱度明显高于纯文字报道的平均喜爱度。 这一结果表明:信息的表达形式会影响受众对信息的喜爱程度。 视觉作品比纯文字报道更受观众喜爱,喜爱的稳定性高。 文本是一种严格的、抽象的、规范的语言符号。 它传播信息准确,但阅读速度较慢,需要读者具备一定的文化知识。 相比之下,视觉作品直观、一目了然,阅读门槛较低。 。 在信息快速增长、阅读时间短的时代,视觉化处理的信息产品可以满足快速信息消费的需求。 美国传播学学者施拉姆的信息选择概率公式中作为分母的“努力程度”,不仅指内容和传播渠道,还包括信息呈现的方式。

通过对两种阅读方式的参与度进行定量统计分析发现,视觉作品的观众平均参与度高于纯文字报道的平均参与度。 这一结果说明信息表达形式会影响受众的参与度。 视觉作品比纯文字报道更容易让观众有参与的冲动,参与的稳定性高。 问卷参与度的考察主要看受众看完后是否愿意分享。 沟通效果的行为层面是基于认知和态度两个层面的。 只有当观众理解并喜欢这项工作时,它才能产生深远的影响。 分层效果,即行为,即使视觉作品和文本报告之间的理解没有差异,也让观众更喜欢这种表达方式,这使他们更愿意分享。 互联网环境中的受众参与行为还包括集合,喜欢,评论等。因此,该实验的后测试内容不够详细,可以进一步探索以检查视觉作品的参与行为水平。

总而言之,分析来自眼动实验的轨迹图和热图可以验证研究假设1的正确性,也就是说,视觉作品更有可能使观众注意关键信息。 通过分析问卷的定量统计结果,基本上可以验证研究假设2、5和6的正确性。 由于存在许多干扰因素,因此未验证3和4的假设。 出色的视觉效果确实可以使观众喜欢和参与,并且观众对视觉作品的记忆力更高。 但是,就信息的理解和信任而言,视觉工作的影响与纯文本报告之间没有实质性的差异。

(3)眼睛运动实验数据和问卷数据的相关分析

眼运动实验数据与问卷定量指标之间的相关性分析发现,固定数量和记忆之间,固定记录长度与喜好之间以及固定记录长度和固定数量之间存在正相关。 (如表3所示)。 固定点的数量越高,主题观察到的信息越多。 在测试后问卷中,记忆的测量方法主要是为了检查受试者对实验材料中关键信息的记忆。 他们注意的信息越多,内存评分就越高。 因此,固定计数与内存之间存在关系。 有一个相关性,也就是说,受试者对信息的目光越来越大,材料的记忆效应越好。 凝视记录的长度可以反映对象对实验材料的兴趣,因此目光记录的长度与喜好程度之间存在相关性。 也就是说,受试者看材料的时间越长,对材料的喜好程度就越高。 凝视记录的长度越长,受试者的目光留在实验材料上的时间越长,并且目光计数的值越大。

(4)这项研究的局限性

该眼动实验的局限性主要反映在两个方面:首先,选择受试者。 为了减少个人因素对实验结果的干扰,受试者都是大学生。 这与现实生活中数据可视化的读者有些不同。 因此,在推断到整个人群时,研究结论需要谨慎。 其次,实验材料中的可视化工作最初是三张散布在文本内容中的图片。 第二张图片的完整显示将降低清晰度,因此研究人员将图片切成了两张图片。 尽管已调整后的四张图片按顺序显示,但仍与浏览三张图片存在差异。 至于这种差异影响测试的程度,尚待进一步验证。 此外,许多当前的数据可视化产品都是互动的,需要受试者操作键盘和鼠标才能完成读数。 但是,当前的眼动追踪器尚未具有此功能。 实验仪器的功能限制了实验材料的选择。 因此,该引人注目的实验的单个结果和结论是否可以应用于交互式数据可视化工作,需要进一步验证。

4.这项研究的主要结论

可以从这项研究中得出以下主要结论:

(1)阅读文本报告和数据可视化作用时,人们目光的轨迹有明显的差异。 前者遵循自上而下的从左到右的顺序轨迹,而后者的第一个观点往往是在突出显示的项目上。 接近最大值,视线流和保持在几个强调的值之间。

(2)无论是文本报告还是数据可视化工作,标题的重要性再次得到验证。 阅读文本时,您不仅首先阅读“标题”,而且在阅读图片时也首先阅读“标题”。 大型字体尺寸和关键信息有助于吸引读者的注意。

(3)与阅读文本材料相比,观众的爱,记忆和参与数据可视化作用较高,但是理解和信任的差异并不显着。 这再次表明,数据可视化工作可以实现更好的沟通效果。

(4)在阅读信息时,信息的表达形式与听众的喜好,记忆和参与之间存在正相关。 视觉叙事方法不仅降低了观众的获取成本,而且还提高了听众的记忆效率和信息的分享信息。 Desire,它为新闻信息的广泛传播和重新隔离提供了参考。

(5)当阅读信息时,听众的理解和信任与信息的表达形式无关。 这证明,理解和信任主要来自听众对内容的感受。 无论是文本符号还是图形符号,编码和信息源的清晰标签的可读性都是任何新闻制作方法的专业规范。

(6)凝视记录的长度与喜好程度之间存在显着相关性。 利用视觉元素快速吸引观众的注意力并创建不同的兴趣点,以获得“愉悦的阅读”,然后延长信息消费的过程已成为各种媒体赢得观众的胜利策略。

(7)固定数量和内存之间存在正相关。 如果您阅读了广泛的内容并具有很多内容,那么您自然会花更多的时间阅读(固定点计数和固定记录长度之间也存在显着的相关性),您自然会坚定地记住它。 因此,为新闻作品创建更多的重点(新闻点)将有助于改善观众的记忆效果。

本文是缩写版本,省略了参考文献。 原始文本发表在“国际出版社”的2018年第4期中。

封面图片来自互联网

此问题的执行编辑/萨凡纳

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