让盲人和弱视人士更容易获得数据可视化

研究人员已经创建了原型，使屏幕阅读器用户能够快速轻松地浏览在线图表中的多个级别的信息。对于使用屏幕阅读器的盲人和弱视人士来说，网络上的数据可视化在很大程度上是无法访问的，这是一种将屏幕上的元素作为文本转语音的辅助技术。这使数百万人没有机会探索和解释通常通过图表呈现的见解，例如选举结果、健康统计数据和经济指标。

说明：一张图描述了作为协同设计过程的一部分生成的结构和导航方案的三个示例，并应用于不同的图表类型，包括以下内容：(b)的等值线地图;(c)和堆积条形图，按年份绘制降水类型的数量。该图形包括图像顶部和底部的装饰性青色线。研究人员的插图，由麻省理工学院新闻编辑

当设计师试图使可视化易于访问时，最佳实践要求包括几句描述图表的文本和一个指向底层数据表的链接——这与有视力的用户可以获得的丰富阅读体验相去甚远。

来自麻省理工学院和其他地方的跨学科研究团队正在努力创建屏幕阅读器友好的数据可视化，以提供同样丰富的体验。他们构建了几个可视化结构的原型，这些结构提供了不同细节级别的文本描述，使屏幕阅读器用户只需按几下键就可以从高级数据向下钻取到更详细的信息。

麻省理工学院团队与合作者DanielHajas开始了一个迭代的协同设计过程，他是伦敦大学学院的一名研究员，他在全球残疾创新中心工作并在16岁时失明。他们合作开发了原型并进行了详细的用户研究盲人和低视力者收集反馈。

“研究人员可能会看到问题之间的一些联系并意识到潜在的解决方案，但他们经常会稍微错过它。对于许多与残疾相关的解决方案，具有特定特定、可衡量问题的生活经验的人的见解非常重要。我认为我们找到了一个非常合适的人选，”Hajas说。

他们创建了一个框架来帮助设计师系统地思考如何开发可访问的可视化。在未来，他们计划使用他们的原型和设计框架来构建一个用户友好的工具，可以将可视化转换为可访问的格式。

麻省理工学院的合作者包括共同主要作者和计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究生JonathanZong、CrystalLee和AlanLundgard，以及卡内基梅隆大学的本科生JiWoongJang，他在麻省理工学院的夏季参与了这个项目研究计划(MSRP)，资深作者ArvindSatyanarayan，计算机科学助理教授，负责CSAIL的可视化小组。该研究论文将在欧洲图形学可视化会议上发表，并获得了最佳论文荣誉奖。

“推动一切可能”

研究人员将三个设计维度定义为实现可访问可视化的关键：结构、导航和描述。该结构涉及将信息排列成层次结构。导航是指用户如何在不同的细节层次中移动。描述是如何说出信息，包括传达了多少信息。

利用这些设计维度，他们开发了几个可视化原型，强调屏幕阅读器用户的导航易用性。一个原型，称为多视图，使个人能够使用向上和向下箭头在不同级别的信息之间导航(例如图表标题作为顶层，图例作为第二级等)，以及左右箭头键循环浏览同一级别的信息(例如相邻的散点图)。另一个原型，称为目标，包括相同的箭头键导航，但也包括关键图表位置的下拉菜单，以便用户可以快速跳转到感兴趣的区域。

“我们的目标不仅仅是在现有标准范围内工作以使它们可用。我们真的开始进行有根据的推测，并想象我们可以在哪些方面推动这些现有标准的可能性。我们不想局限于为图像设计的改装工具，”Zong说。

他们测试了这些原型和一个可访问的数据表，这是可访问可视化的现有最佳实践，有13位盲人和视障屏幕阅读器用户。他们要求用户根据几个标准对每个工具进行评分，包括学习的难易程度以及查找数据或回答问题的难易程度。

“我认为真正有趣的一件事是，人们在通过可视化移动时不断地测试他们自己的假设或试图制作特定的模式。导航的含义是您希望能够在可视化中确定自己的方向，以便知道限制在哪里，”Lee说。“你能准确、轻松地知道你正在探索的房间的墙壁在哪里吗?”

改进的见解

用户表示，这两个原型都使他们能够更快地识别数据中的模式。他们说，与浏览数据表相比，从高层次滚动到更深层次的信息有助于他们更轻松地获得洞察力。他们还喜欢使用目标原型中的菜单进行更快的导航。

但数据表在易用性方面获得了最高分。

“与新原型相比，我预计人们会对日常工具感到失望，但他们仍然坚持使用数据表，可能是因为他们熟悉它。这表明熟悉度、可学习性和可用性等原则仍然很重要。不管我们的新发明有多‘好’，如果它不够容易学习，人们可能会坚持使用旧版本，”哈贾斯说。

利用这些见解，研究人员正在改进原型并使用它们构建一个软件包，该软件包可与现有设计工具一起使用，从而为可视化提供可访问、可导航的结构。

他们还想探索多模式解决方案。一些研究参与者一起使用不同的设备，如屏幕阅读器和盲文显示器，或使用非语音音频传达信息的数据超声工具。Zong说，这些工具在应用于可视化时如何相互补充仍然是一个悬而未决的问题。

从长远来看，他们希望他们的工作可能会导致对Web可访问性标准的仔细重新思考。

“没有一种万能的可访问性解决方案。虽然现有标准不假定这一点，但它们只提供简单的方法，如数据表和替代文本。我们的研究贡献的一个主要好处是我们提出了一个框架——不同的偏好和数据表示位于这个设计空间的不同点，”Lundgard说。

“过去几年，我们一直在努力减少屏幕阅读器用户在从在线数据可视化中提取信息时面临的不公平现象。因此，我们非常感谢这项工作以及它为现有文献增加的知识，“AtherSharif说，他是PaulG.Allen学院JacobWobbrock和KatharinaReinecke教授的实验室研究可访问性和可视化的研究生西雅图华盛顿大学计算机科学与工程系博士，他没有参与这项工作。

“我喜欢把它想象成一场运动，我们终于走到了一起，改善了在很大程度上被忽视的人群的体验，尤其是在通过可视化呈现数据时。感谢Jonathan、Arvind和他们的团队所做的富有洞察力和及时的工作!我很期待接下来会发生什么，”Sharif补充道，他是最近几篇与访问数据可视化相关的论文的主要作者。

艾米鲍尔是伍兹霍尔海洋研究所物理海洋学系的高级科学家，她患有退行性视网膜疾病，在她作为研究人员的工作和基本生活任务中广泛使用屏幕阅读器，发现研究人员对协同设计的重要性在于强大和引人注目。

“作为一名盲人科学家，我一直在寻找有效的工具，让我能够访问数据可视化中传达的信息。这些研究人员采用的分层方法提供了从数据中获取“大图”以及深入研究数据点本身的选项，允许用户选择他们想要探索数据的方式，”鲍尔说，谁也没有参与这项工作。“我认为自由探索数据的能力不仅是为了了解数据所讲述的‘故事’，而且是为了让像我这样的盲人研究人员能够制定下一个需要解决的问题，以促进对任何领域的理解。研究领域。”

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