Animated 2D Visualization of Evolving Trees : A Temporal Treemap Approach

Time-dependently changing hierarchical data structures are commonly visualized with animated treemaps. Changes in the data structure produce correlated changes in the animation. While previous treemap animations exclusively consider hierarchical data where only the size of the data points are time-dependently changing, we present a novel method for animating treemaps where the hierarchy of the data structure is also evolving. A change in the hierarchy is referred to as a topological event of the animated treemap. Furthermore, animation stability is a quantitative indicator as to the visual quality of treemap animations. With the proposed method, the stability of animated Slice-and-Dice treemaps is maximized during topological events. Thus, the method produces topologically evolving Slice-and-Dice treemap animations of high visual quality. Inspiration for the proposed method was largely drawn from Köpp and Weinkauf’s recent work on the ordered visualization of time-dependently evolving nested graphs. The research question regarded whether their treemap method for spatially ordering hierarchical data could be translated to the 2D treemap space, in order to optimize the stability of animated Slice-and-Dice layouts. This study does not only report on the development of the proposed method, but also present an accompanying experimental evaluation. While evidence show that the proposed method is incapable of entirely mitigating decreasing stability scores, caused by any possible topological event in an evolving Slice-and-Dice hierarchy, the success of the proposed method has been proven for the most frequent topological events.Tidsberoende förändringar i hierarkiska datastrukturer visualiseras ofta med animerade trädkartor (efter engelskans treemap). Förändringar i datastrukturen producerar korrelerade förändringar i animationen. Medan tidigare trädkartsanimationer sett till hierarkisk data där endast storleken på datapunkterna förändras över tid, så presenterar vi en ny metod för animation av trädkartor där även datastrukturens hierarki förändras. En förändring av hierarkin kallas för en topologisk händelse i den animerade trädkartan. Animationsstabilitet är vidare en kvantitativ indikator för animerade trädkartors visuella kvalitet. Med den föreslagna metoden så har stabiliteten av animerade Slice-and-Dice-trädkartor optimerats under topologiska händelser. Metoden producerar följaktligen topologiskt föränderliga Slice-and-Dice-animationer med hög visuell kvalitet. Studien har huvudsakligen inspirerats av Köpp och Weinkaufs arbete med den sorterade visualiseringen av tidsföränderliga, nästlade grafer. Forskningsfrågan gällde huruvida deras metod för att ordna den hierarkiska datan kunde översättas till trädkartors tvådimensionella rymd, för att i ett vidare steg optimera stabiliteten av animerade Slice-and-Dice-trädkartor. Studien rapporterar ej enbart om utvecklingen av den föreslagna metoden, utan presenterar även en medföljande experimentell utvärdering. Medan man ur bevisen kan utläsa att metoden ej fullständigt kan mildra minskningar i animationsstabilitet, orsakat av alla de möjliga topologiska händelser som kan ske i en föränderlig Slice-and-Dice-hierarki, så har den föreslagna metoden varit framgångsrik i de mest frekventa fallen