2. Marcos Históricos da Visualização de Dados

2.1. Cronologia

Mapear os fatos históricos de uma determinada área da ciência de forma meticulosa é uma tarefa quase impossível. Neste capítulo, faremos um breve resumo dos principais eventos que marcaram época no desenvolvimento da visualização de dados. O material baseia-se em um capítulo escrito por Michael Friendly [Friendly, 2005], Professor da Universidade de York, Canadá.

Registros da informação quantitativa técnica mais especializada são conhecidos desde o século XV (Fig. 2.1), principalmente motivados pela cartografia e pelo pensamento estatístico. Entretanto, os relatos são incompletos e organizados em obras de autores fortemente ligados à matemática, astronomia e estatística. Na presente cronologia, consideramos apenas eventos ocorridos a partir do século XVII.

Fig. 2.1 Marcos históricos da dataviz.

2.1.1. Período de 1600 - 1699

No início deste século, preponderou o interesse em medir quantidades físicas, tais como tempo, distância e espaço, para finalidades de navegação, expansão territorial e estudo dos astros. Vimos a ascensão da geometria analítica, da teoria dos erros e estimações, da teoria da probabilidade e da estatística demográfica. Um nome que ressalta desta época é Michael Florent van Langren, astrônomo da corte espanhola que supostamente foi quem criou a primeira representação visual de dados estatísticos em 1644 (Fig. 2.2).

Fig. 2.2 Gráfico de van Langren (1644) para determinação de distância, em longitude, da cidade de Toledo a Roma.

2.1.2. Período de 1700 - 1799

Durante o século XVIII, formas gráficas mais elaboradas passaram a enriquecer os mapas até então conhecidos. Caminhos foram abertos para isolinhas e isocontornos, mapeamento temático de dados físicos, geológicos, econômicos e médicos. Gráficos abstratos e os primeiros gráficos de funções matemáticas foram introduzidos, bem como novas formas visuais que “falavam por si”.

William Playfair (1759 - 1823) é considerado o principal inventor da época e o pioneiro da construção das representações visuais que utilizamos até hoje, tais como o gráfico de linhas e de barras (1786), o de setores (“pizza”) e circular (1801).

2.1.3. Período de 1800 - 1850

No curso da primeira metade deste século explodiram os gráficos estatísticos e os mapas temáticos modernos a uma taxa de produção sem precedentes, tais como histogramas, séries temporais, gráficos de dispersão e atlas compreensivos. Diversas formas de simbolismo em tópicos econômicos, sociais, morais, entre outros, progrediram em massa. Um autor proeminente desta época é Charles Minard (1781 - 1870).

2.1.4. Período de 1850 - 1900

Na segunda metade do século XIX, o cenário já estava pronto para que os mecanismos para visualização de dados se consolidassem. Escritórios oficiais sobre análises estatísticas foram estabelecidos por toda a Europa em resposta ao reconhecimento da relevância da informação numérica para ações de planejamento social, comercial e de mobilidade. A teoria estatística encabeçada por Gauss e Laplace foram responsáveis por difundir grandes quantidades de dados, fazendo com que este período fosse conhecido como a era de ouro dos gráficos estatísticos.

2.1.5. Período de 1900 - 1950

Houve pouca inovação neste período para os gráficos estatísticos, que foram ofuscados pelo crescimento dos modelos formais. As figuras passaram a ser meras ilustrações. Opostamente ao período anterior, esta fase da história da visualização de dados ficou conhecida como a era das trevas. Apesar disso, neste período as representações visuais tornaram-se populares, passando a compor livros didáticos, currículos escolares. Elas também instauraram o padrão visual em instituições governamentais, comerciais e científicas.

2.1.6. Período de 1950 - 1975

O espírito numérico e formal estabelecido em meados da década de 1930 induziu o renascimento da visualização de dados por volta de 1960. Os desenvolvimentos mais significativos responsáveis por reanimar a área após cerca de 50 anos de apatia foram os seguintes:

• Nos EUA, John Tukey (1915 - 2000) configura-se como patrono da Análise Exploratória de Dados. Além de atuar em outras frentes, foi durante o trabalho com John von Neumann que Tukey introduziu o termo bit como designador de binary digit (dígito binário).

• Na França, Jacques Bertin (1918 - 2010) publicou a conhecida obra Sémiologie Graphique (Semiologia Gráfica) em 1967, onde estabeleceu as variáveis visuais estruturantes para se construir imagens gráficas. As 8 variáveis de Bertin revolucionaram a ciência da percepção visual.

• O desenvolvimento da computação permitiu que gráficos de alta resolução pudessem ser elaborados. Ao mesmo tempo, evoluções paralelas ocorreram, tais como o desenvolvimento de linguagens de programação no Bell Labs, da análise exploratória de dados, da tecnologia de impressão e de periféricos (plotters, terminais gráficos, mouse etc.). Esse encadeamento de fatos implicaram em novos paradigmas de expressão de ideias estatísticas e técnicas avançadas de implementação de visualização de dados.

2.1.7. Período de 1975 em diante

No final do século XX, a ciência multidisciplinar intermediou o florescimento da visualização de dados. Métodos computacionais hoje estão disponíveis para qualquer sistema operacional, preferidos por cientistas e analistas provenientes das mais diversas áreas de conhecimento. Alguns pontos de destaque são:

• Desenvolvimento de sistemas interativos;

• Novos paradigmas de manipulação de dados;

• Métodos inovadores para representação multidimensional de dados;

• Reinvenção de técnicas gráficas para dados discretos e categóricos;

• Visualização de dados suportada por estruturas de dados de alta complexidade;

• Domínio de conhecimento sobre aspectos cognitivos e de percepção da representação de dados;

• Crescimento da infraestrutura tecnológica e computacional para visualização (códigos abertos, engenharia de software gráficos, computação paralela, streaming de dados em tempo real).

2.1.8. Fatos emblemáticos

A seguinte tabela mostra uma cronologia breve sobre fatos emblemáticos da dataviz.

Período	Evento
1750 - 1800	William Playfair produz os primeiros gráficos modernos.
1858	Florence Nightingale cria o seu “diagrama Coxcomb” (circular) para ilustrar frações de mortalidade por doenças no exército britânico.
1861	Charles Minard publica a Carte Figurative.
1914	Willard Brinton publica o primeiro livro sobre visualização para negócios: Graphic Methods for Presenting Facts.
1952	Mary Eleanor Spear publica Charting Statistics, um livro de melhores práticas de criação de gráficos.
1967	Jacques Bertin publica Sémiologie Graphique.
1970 - 1980	John Tukey inaugura a visualização de dados por meio de computadores e populariza os conceito de análise exploratória de dados.
1983	Edward Tufte publica The Visual Display of Quantitative Information.
1984	William Cleveland e Robert McGill publicam o primeiro de vários trabalhos de pesquisa que tentam medir a “percepção gráfica”.
1986	Jock Mackinlay publica uma influente tese de doutorado que levou o trabalho de Jacques Bertin para a era digital.
1990 - 2000	Abordagens divergentes surgem entre agentes da visualização científica de dados e jornalistas orientados por design.
2010	Dataviz torna-se democrática por causa da internet.
Hoje	Dataviz se expande por um amplo espectro de disciplinas com gráficos dinâmicos e alta interatividade.

2.2. Cronologia gráfica

• Carte Figurative de Charles J. Minard (1781 - 1870). Versões (Fig. 2.3, Fig. 2.4). Ver [Friendly, 2002].

Fig. 2.3 Carte Figurative de Minard: ilustra a campanha militar de 1812 de Napoleão Bonaparte. Original: ENPC, Multimedia Library

Fig. 2.4 Carte Figurative de Minard: ilustra a campanha militar de 1812 de Napoleão Bonaparte. Revisão: Friendly, M.

• Gráficos de William Playfair (1759 - 1823) sobre a economia da Inglaterra (Fig. 2.5, Fig. 2.6, Fig. 2.7), disponíveis aqui.

Fig. 2.5 Balança comercial da Inglaterra.

Fig. 2.6 Série temporal tripla: variação de preço do trigo, do salário semanal e do monarca reinante ao longo de 250 anos (1565 - 1820).

Fig. 2.7 Dívida pública inglesa.

• Gráfico circular (“coxcomb”) de Florence Nightingale (1820 - 1910) sobre causas de mortalidade no exército britânico (Fig. 2.8, Fig. 2.9), disponíveis aqui.

Fig. 2.8 Gráfico circular (“coxcomb”) - original de 1858. Nightingale, enfermeira no exército britânico descobriu que a mortalidade das tropas era causada principalmente por fatores não ligados às batalhas.

Fig. 2.9 Gráfico circular (“coxcomb”) - reconstrução.

2.3. Referências

Fri05

M. Friendly. Milestones in the history of data visualization: a case study in statistical historiography. In C. Weihs and W. Gaul, editors, Classification: The Ubiquitous Challenge, pages 34–52. Springer, New York, 2005. URL: https://www.datavis.ca/papers/gfkl.pdf.

Fri02

Michael Friendly. Visions and re-visions of charles joseph minard. Journal of Educational and Behavioral Statistics, 27(1):31–51, 2002.

2.4. Links recomendados

• datavis.ca