8、少线段图绘制的可访问性实验分析

少线段图绘制的可访问性实验分析

1. 引言

图绘制算法通常会优化某些正式的质量指标，如面积、网格大小、角分辨率、交叉数量和弯曲数量等。然而，仅优化其中一个指标并不能保证得到一个好的图绘制结果，因为这些指标之间往往相互竞争。例如，某些平面图无法同时实现良好的角分辨率和多项式面积。因此，如何为图绘制任务选择合适的算法成为一个问题。

一种方法是通过测量观察者执行任务的效率来评估算法的结果，或者直接询问观察者认为哪个图更“美观”。本文旨在研究少线段的图绘制与其他绘制风格相比，在观察者眼中的美观度和对执行任务的帮助程度。

图绘制的视觉复杂度定义为表示其所有边所需的几何对象的数量。例如，一条线段可以表示两条共线的相邻边。我们想要探究少线段的设计标准是否能使图在美学上更具吸引力，以及是否有助于执行任务。但主要困难在于，在保持其他指标不变的情况下，很难控制图的视觉复杂度。为解决这个问题，我们对现有算法进行了调整，以在不改变现有绘制“风格”的前提下减少最终图中的线段数量。

我们的研究主要集中在两类图上：
- 树 ：有许多已知的绘制算法。每棵树都可以用 $n_{odd}/2$ 条线段绘制，其中 $n_{odd}$ 表示树中奇数度节点的数量。但尚不清楚是否每棵树都能在多项式网格大小下用 $n_{odd}/2$ 条线段绘制。我们对 Hültenschmidt 等人的算法进行了启发式改进，并将其绘制结果与其他算法进行比较。
- 稀疏图 ：我们使用 ROME 库中的稀疏图（不一定是平面图）。在这种情况下，更难控制多个正式指标。我们选择了流行的 Fruchterman-Reingold 弹簧嵌入