一個通用的對映編輯器支持任意解釋資料與視覺化結果之間的關係

Abstract

近年來雖然已經有一些軟體視覺化工具可以透過圖形來視覺化程式內部的資料以幫助程式設計師除錯，但它們在實用上還有許多限制，使得軟體視覺化工具無法成為程式設計人員每天使用的工具之一。因此我們提出一個軟體視覺化除錯工具xDIVA來幫助程式設計師進行除錯。xDIVA使用3D的圖形、顏色和動畫來視覺化除錯資訊。讓使用者以理想的視覺化（Visualization Metaphor(VM))來視覺化變數和資料結構。 本篇論文中主要探討的是如何讓使用者可以依據自己的解釋處理資料與視覺化之間的對映(mapping)關係，由於使用者可能會對資料做任意的解釋，而我們不可能一一為每一種資料型態實作出使用者所期待的VM。如果一個工具面對一種新的視覺化，就要進行程式撰寫，測試，與除錯，這樣的工具其可用性是存疑的。因此，我們的目標是提供一個介面讓使用者可以輕鬆且直覺的建立任意的VM，而這樣的VM是不需要撰寫任何的程式碼(如果需要撰寫程式碼，則必然牽涉到了編譯、除錯等問題)，只需要簡單的拖曳和選擇即可達成。 除此之外，這些VM也可以在Mapping Dialog直接使用，透過Mapping Dialog的存在能將資料與VM之間做到去除耦合(decoupling)，解決傳統視覺化方法，如 model view，observer pattern，所面臨的困境。另外，Mapping Dialog提供一個簡易的操作介面讓使用者自行決定資料與VM之間的對映關係並且加以組合VM。經由VM之間的組合，一個複雜的VM可以由許多基礎的VM組合而成，以達到可組合性以及視覺化彈性。 在處理資料對映到視覺化的過程中，為了能做到任意的視覺化，必然會需要處理一些資料之間相依的關係(例如位置、大小等等)。因此我們也設計了一個可以處理任意數學方程式的對映，使用者可以藉由輸入方程式以處理資料之間相依的關係。藉由以上這些彈性的對映設定，大大的提升了VM的擴充速度，我們不需要再仰賴撰寫程式碼的方式增加VM，而是可以利用組合的方式輕易的達成。如此一來，xDIVA的實用性更進一步，絕大部分新的VM的建構可以在不用撰寫任何程式的情況下完成。