“어떻게 데이터와 정보를 사람들이 이해하기 쉽게 시각적으로 표현할 것인가?”라는 질문에 대해 이 책은 다양한 분야의 과학을 통합적으로 조직하고 연결시켜 대답하고자 했다. 이를 위해 인지심리학, 신경심리학, 컴퓨터 그래픽스, 광학, 색채학, 수학, 철학까지 동원해 문제의 본질에 학문적으로 접근한다. 저자는 시각 디자인은 인간의 인지적 구조에 적합해야 하며, 이를 통해 데이터와 정보의 표현력과 전달력을 향상시킬 수 있다고 주장한다. 책에서 제시하는 168개의 디자인 가이드라인은 디자이너와 실무자들이 그동안 막연하게, 또는 경험적으로만 알고 있었던 시각화 디자인 작업의 과학적 원리를 밝혀주고 있다.

콜린 웨어(Colin Ware)는 이 책을 통해 다시 한 번 성공적인 정보 시각화에 필수적인 과학적 토대에 대한 이해의 지평을 넓혔다. 독자들에게 정보 시각화 과정에서 무엇이 잘못된 결과를 초래하는지 설명하고 있으며, 더 중요하게는 디자이너들에게 더 나은 작업을 위한 관련 지식을 제공하고 있다. 연구로부터 얻은 탁월한 통찰은 168개의 실용적인 디자인 가이드라인으로 정제됐다.
—벤 슈나이더만(Ben Shneiderman) / 메릴랜드 대학

너무나 놀랍게도 정보 시각화 분야의 대표적인 바이블이 더욱 훌륭해졌다. 이 책은 나의 연구 분야에서 가장 신뢰하는 책이며, 세 번째 개정을 통해 이전보다 작업에 응용하기 쉬워졌고 그래서 더 필수적인 책으로 거듭났다.
—스티븐 퓨(Stephen Few) / 퍼셉츄얼 에지(Perceptual Edge) 창업자

이 책의 개정3판에서는 두 가지 큰 변화가 있었다. 첫째, 감각과 지각 분야의 연구 결과를 정보 시각화 디자인에 어떻게 활용할지 더 명확하게 제시하려고 했다. 이를 위해 168개의 명시적인 정보 시각화 디자인 가이드라인을 제시했다. 가이드라인은 시각화 디자인 작업에서 어디까지나 의사 결정을 하는 과정에서 참고해야 할 사항이며, 확정적인 법칙으로 받아들여서는 안 된다. 시각화 디자인은 복잡한 과정이며, 모든 상황에 적용되는 간결하고 명쾌한 가이드라인은 존재하지 않기 때문이다. 그래픽 디자이너는 작은 기호와 심볼, 넓은 디자인 공간에 배치될 색과 글자 사이에서 발생할 수 있는 다양한 상호작용을 고려해야 한다. 어떤 부분이 강조돼야 하며, 어떤 부분이 그렇지 않아야 하는지에 따라 다른 디자인 과정이 필요하다. 디자이너는 종종 기존에 일반적으로 이용하던 색의 사용법, 관습적인 상징 기호를 활용해야 할 때가 있지만 동시에 이런 방식은 문제를 발생시키기도 한다. 이러한 복잡성 때문에 특정 가이드라인을 적용하기에 앞서 그 이면에 놓인 이론을 잘 이해하는 것이 매우 중요하다. 감각과 지각의 메커니즘, 시각적 사고 과정에 대한 이해는 가이드라인을 언제 어떻게 사용해야 하는지 더 명확하게 해주기 때문이다.
둘째, 시각적 사고(visual thinking)에 대해 더 많은 내용을 할애했다. 이 책은 인간의 시각 체계를 구성하는 모든 감각 기관이 필요한 업무를 수행하기 위해 1초에도 여러 번 동작을 반복하고 조율하는 등, 지각이 매우 능동적인 과정이라는 현대 지각 이론의 관점을 추가했다. 마지막 장은 거의 다시 쓸 정도로 가장 변화가 많았는데, 인간의 시각과 관련된 뇌 구조의 핵심 요소를 다시 재정립하고 이에 따라 10가지 시각적 사고 알고리즘을 설명했다. 알고리즘은 인간이 시각화 도구와 기술의 사용에 대해 어떻게 생각하는지 설명한다. 이를 통해 디자이너들이 시각화 디자인에서의 문제점을 발견하고 새롭게 잘 구성된 시각적 사고 도구를 활용할 수 있게 돕고자 했다.
이러한 두 가지 큰 변화와 함께 최근의 연구 결과들을 새롭게 반영했다. 수백 개의 새로운 참고 문헌이 첨가됐고, 그림도 컬러로 교체하기 위해 대부분 다시 그렸다.

〈개정3판에서 새로이 추가된 내용〉

■ 산업계와 학계에서 인정받는 연구 결과들을 업데이트하고 시각화 디자인 가이드라인에 반영했다.
■ 멀티미디어 기반 정보 시각화에 대한 최신 정보들을 포함했다.
■ 시각적 사고 과정에 대한 설명과 시각화가 어떻게 문제 해결에 도움을 주는지 설명한 단원이 새로 추가됐다.
■ 책의 내용을 이해할 수 있도록 400개 이상의 유용한 풀 컬러 이미지를 삽입했다.

이 책은 과학과 과학의 응용 방법을 비전문가도 이용할 수 있게 했다. 마음속으로 몇 사람의 독자를 생각하며 책을 구성했다. 시각화를 전문적으로 하는 멀티미디어 디자이너, 학계나 산업계의 연구자들, 그리고 효과적인 정보 디스플레이에 깊은 관심이 있는 사람들이다. 이 책은 다양한 시력, 인간의 시각 체계에 대한 기본적인 특성들에 대해 광범위한 정보를 포함하고 있다. 그리고 가능하다면 구체적인 가이드라인과 권장 사항을 포함했다.

1장, ‘응용과학으로서 데이터 시각화의 이론적 토대’에서는 인간의 지각에 기반을 둔 시각화 디자인의 개념적 프레임워크를 소개한다. 지각 이론가 깁슨(Gibson)의 연구와 연계된 감각적 표상의 개념에 대해 다룬다. 이 연구는 디자인 기반 접근 방식과 지각 이론에 근거한 접근 방식과의 차이점을 정의하는 데 쓰일 수 있다. 추상적인 데이터의 군집화가 데이터의 시각적 표현의 기초로 제시된다.

2장, ‘환경, 광학, 해상도, 디스플레이’에서는 지각을 위한 기본적인 입력 정보를 다룬다. 이를 위해 빛에 관한 물리학, 빛이 환경과 상호작용하는 방식에 대한 설명부터 시작한다. 중심 개념은 빛이 특정한 지점에 도달할 때의 구조, 표면과 물체와의 상호작용을 위한 빛의 배열 구조 정보를 포함한다. 그 후 시광학(visual optics)에 대한 기초, 인간이 얼마나 자세하게 사물을 구분할 수 있는지에 대한 문제 등으로 옮겨간다. 인간의 시력 측정에 대해서도 설명하며, 이를 디스플레이 디자인에 적용한다.
▶ 이론의 응용: 3차원 환경에서의 디자인 과정을 포함한다. 디스플레이 시스템에서 얼마나 많은 픽셀이 필요하며, 얼마나 빨리 업데이트돼야 하는지, 가상현실VR 시스템을 위해 필요한 조건은 무엇인지, 그래픽과 글자를 이용해 얼마나 자세하게 디스플레이할 수 있는지, 흐릿한 물체를 감지하는 방법 등을 다룬다.

3장, ‘명도, 밝기, 대비, 항등성’에서는 다루는 인간의 시각 체계는 환경에서 빛의 양을 측정하는 것이 아니라 빛과 색의 변화를 측정하는 것이다. 뇌가 물체 표면의 속성을 발견하기 위해 이러한 정보를 어떻게 이용하는지 설명한다. 이 문제는 데이터 표현과 디스플레이 장치 구성 문제와 관련돼 있다.
▶ 이론의 응용: 사물을 보고 있는 환경과 디스플레이의 통합에 관한 주제를 포함한다. 목표된 사물이 감지되기 위한 최소의 조건, 데이터를 표현하기 위한 무채색 스케일(grayscales) 사용 방법, 대비 효과로 발생하는 오류들에 대해 다룬다.

4장, ‘색’에서는 수용기와 삼색 이론을 시작으로 색과 관련된 과학을 소개한다. 색 측정 시스템과 표준색에 관해서도 설명한다. 표준 CIE를 위한 표준 방정식과 CIEuv 균등색 공간도 다룬다. 데이터는 휘도의 성질을 이용해 디스플레이되어야 한다는 대립 과정 이론도 소개한다.
▶ 이론의 응용: 색 측정과 지정, 색 선택 인터페이스, 색 표기, 의사 색채 시퀀스를 위한 매핑, 색 재현, 다차원 이산형 데이터 표현을 위한 색에 대해 언급한다.

5장, ‘시각적 현출성과 정보 탐색’에서는 정보를 모으기 위해 사람의 눈이 움직이는 방식을 설명하는 탐지등(searchlight) 모델을 소개한다. 5장의 대부분은 하나의 시각 이미지를 색, 형태, 움직임 등의 세부 요소로 분해하는 뇌신경의 거대한 병렬 처리에 대해 설명한다. 하나의 데이터를 다른 데이터와 구분시키는 중요한 이슈에 대해 전주의 처리(preattentive processing) 이론을 적용한다. 데이터를 지각적으로 통합 표현하거나 분리적으로 표현하는 방법론도 더룬다.
▶ 이론의 응용: 빠른 이해, 정보 표현, 데이터 표현에서의 표면 질감 활용, 기호 디자인, 다차원 이산형 데이터 표현을 제시한다.

6장, ‘정적, 동적 패턴’에서는 사람의 뇌가 세계를 분할하고 연결과 구조, 원형 타입을 탐색하는 처리 과정을 살펴본다. 이를 통해 정보 시각화를 위한 디자인 가이드라인 모음을 제시한다.
▶ 이론의 응용: 데이터에서의 패턴 지각을 위해 정보 배치, 노드 연결 다이어그램, 층별 구조 등의 데이터 시각화 사례를 제시한다.

7장, ‘공간지각’에서는 정보의 표현 방법이 점차 2차원에서 3차원으로 옮겨가고 있으므로, 각 차원에서 공간을 지각하는 단서의 차이점과 사람이 그것들을 지각하는 방식에 대해 다룬다. 7장의 후반부는 공간과 관련된 7개의 작업 과제와 그에 관련된 지각적 사안에 대해 다룬다.
▶ 이론의 응용: 3차원 정보 디스플레이, 입체 디스플레이, 2차원과 3차원 중 선택, 가상 환경에서의 3차원 시점 등을 포함한다.

8장, ‘시각 객체와 데이터 객체’에서는 객체 지각에 대한 이론으로서 이미지에 근거한 객체 인식 이론과 3차원 구조 기반 객체 인식 이론에 대해 알아본다. 객체의 표현을 정보의 조직화 관점에서 바라보고, 이를 위해 시각적 객체의 사용 방법에 대해 소개한다.
▶ 이론의 응용: 이미지 데이터의 표현, 3차원 구조를 이용한 정보 조직화와 객체 디스플레이 방법을 포함한다.

9장, ‘설명을 위한 이미지, 묘사, 몸짓’에서 다루는 시각적 정보와 언어적 정보는 뇌의 다른 영역에서 다른 방식으로 처리된다. 각 방법은 각자의 장점이 있으며, 가끔 그 두 가지 방법은 정보 표현을 위해 조합돼야 한다. 9장에서는 시각적 정보와 언어적 정보가 언제 어떻게 연결돼야 하는지 설명한다.
▶ 이론의 응용: 이미지와 단어의 연합, 비주얼 프로그래밍 언어, 효과적인 다이어그램의 이용 방법을 포함한다.

10장, ‘시각화와 상호작용’에서는 시각화를 위한 주요한 상호작용 사이클이 정의된다. 그러한 이론적 프레임워크 안에서 저수준 데이터 조작, 데이터 시점의 동적인 제어, 데이터 공간에서의 내비게이션을 차례로 다룬다.
▶ 이론의 응용: 데이터 상호작용, 선택, 스크롤링, 줌인, 내비게이션 인터페이스를 포함한다.

11장, ‘시각적 사고 과정’에서는 시각화와 관련된 사고 과정에서의 인지 시스템에 대한 개괄적인 소개로 시작한다. 11장 후반부는 상호작용 시각화에서 널리 응용되는 10가지 시각적 사고 알고리즘을 제시한다. 알고리즘은 컴퓨터와 상호작용하는 인간의 뇌와 컴퓨터 사이에서 일어나는 어떠한 과정을 의미한다. 컴퓨터 측의 결과물은 사용자의 시각 체계를 통해 처리되는 가상 이미지이며, 사용자 측의 결과물은 물체를 이동하거나 클릭해서 컴퓨터상에서의 시각 이미지가 수정되게 하는 일련의 인식론적 행동들이다.
▶ 이론의 응용: 시각화를 이용한 문제 해결, 상호작용 시스템과 창의적 결과물의 디자인을 포함한다.

1973년 내가 시각 심리학 석사과정을 마쳤을 때 학문적인 지각 연구에 대해 몹시 좌절감을 느꼈다. 대신 1960년대 후반부터 1970년대 초반까지 팽배했던 자유주의 사조의 영향을 받아 예술가로 진로를 바꿨고 지각을 다른 방식으로 탐구해보기로 결정했다. 그러나 3년 후에 사람이 보는 행위와 정보를 표현하는 방법의 관계에 대해 점점 더 흥미를 갖게 됐고 이전보다 더 넓어진 시각으로 학계로 다시 돌아왔다. 토론토 대학에서 지각 심리학 박사학위를 취득한 후에는 그 다음에 무엇을 해야 할지 몰랐다. 그 후 워털루 대학에서 컴퓨터 과학 전공으로 옮겨 학위를 더 받고, 그때부터 현재까지 데이터 시각화 분야에서 연구를 진행해오고 있다. 어떤 면에서 이 책은 지각에 대한 과학적 연구를 유의미한 정보의 표현 방법에 적용하려는 나의 직접적인 연구 결과물이다. 형태는 기능을 따라야 한다는 의미에서 내 연구는 예술이고, 지각에 관한 과학이 어떤 형태의 패턴이 가장 쉽게 읽히고 지각되는지 대답할 수 있어야 한다는 의미에서 과학이다.
우리는 왜 시각화에 관심을 가져야만 할까? 인간의 시각 체계는 강력하면서도 섬세한 패턴 탐색자다. 눈과 뇌의 시각 피질은 인간의 인지적 기능을 달성하기 위해 엄청난 양의 병렬 프로세스를 구축하고 있다. 높은 수준의 정보 처리에서 지각과 인지는 서로 긴밀하게 연결돼 있으며, 그런 이유로 ‘이해하다(understanding)’라는 말과 ‘보다(seeing)’라는 말은 동의어가 된다. 그러나 시각 체계는 자체적인 규칙을 갖고 있다. 우리는 어떤 패턴을 무척 쉽게 볼 수 있지만 그것이 다른 방식으로 표현되면 잘 볼 수 없게 된다. 예를 들어 ‘goggle’이라는 글자가 그림과 함께 보일 때 글자가 그림 밑에 있는 것이 그림 위에 있을 때보다 더 잘 보인다. 양쪽 경우에 글자는 다 보이지만 글자가 그림 위에 있으면 방해 자극(noise)처럼, 즉 무의미한 정보로 인지된다.
일반적으로 데이터가 어떤 특정한 방식으로 표현되면 패턴은 쉽게 지각될 수 있다. 인간의 지각이 어떤 식으로 작동하는지 이해할 수 있다면 이러한 지식은 데이터를 표현할 때 필요한 가이드라인으로 전환될 수 있을 것이다. 지각에 기반을 둔 규칙을 따라 정보를 표현하면 중요하고 의미 있는 패턴을 돋보이게 할 수 있다. 이런 규칙에 어긋난다면 우리의 데이터는 이해할 수 없거나 오해를 불러일으킬 것이다.
이 책은 지각에 관한 과학이 시각화에 대해 무엇을 말해줄 수 있는지 이야기한다. 우리가 눈으로 보는 행위에 대해 한 세기 이상의 연구 성과를 소개했다. 이 책의 목적은 그러한 연구 성과 중에서 정보를 더 효과적으로 표현하는 데 적용할 수 있는 디자인 원칙을 추출하는 것이다.
시각화는 매우 다양한 관점으로 접근할 수 있다. 전통적인 예술 학교의 그래픽 디자인과 같은 방식으로 연구할 수도 있다. 프로그래밍 알고리즘에 치중하는 컴퓨터 그래픽 분야에서도 접근할 수 있다. 상징체계에 대한 구성주의적 접근의 일부로서도 연구될 수 있다. 매우 다양한 접근 방식이 있지만 지각에 근거한 과학적 접근 방식은 상대적으로 안정된 인간의 시각 체계를 기반으로 하기 때문에 독자적인 디자인 규칙을 기대할 수 있다.
심리학자와 신경과학자들이 연구해 온 지각 연구는 지난 30년 동안 비약적으로 발전했고, 그 결과로 우리가 보는 방법과 데이터 시각화의 관계에 대해 많은 것을 이야기할 수 있게 됐다. 그러나 불행하게도 그러한 방대한 정보는 아주 전문적인 학술지에서만 다루고 있고, 오직 과학자들만 연구 결과에 접근할 수 있었다. 인간의 지각에 대한 연구 결과는 그 양이 방대하다. 매달 수백 편의 새로운 논문이 출간되고, 그들 중 놀랄만한 수의 연구가 정보의 표현에 이용된다. 이러한 정보들은 실수를 줄이고 근본적인 해결책을 찾아내도록 도움으로써 좀 더 좋은 디스플레이를 디자인하는 데 무척 유용하다.

콜린 웨어(Colin Ware)

시각화(visualization)에서 ‘시각(visual)’을 매우 진지하게 연구하고 있다. 컴퓨터 과학 석사(워털루 대학)와 지각 심리학 박사(토론토 대학)를 취득했다. 과학과 기술 분야의 주요 학술지에서 150편 이상의 논문을 출간했고, 정보 시각화에서의 색, 질감, 움직임, 3차원 데이터 이용에 관한 주요 학회를 이끌고 있다. 연구와 함께 시각화 소프트웨어 시스템을 개발하기도 했는데, 20년 이상 해양 데이터 시각화를 위한 3차원 인터랙티브 시각화 시스템 개발에 관여하고 있으며, 대규모 정보 네트워크 시각화 시스템인 네스티드비전(NestedVision) 3차원의 초기 개발을 지도했다. 두 프로젝트 모두 상업화됐다. 현재는 대양에서 고래의 이동을 추적해 해류의 흐름을 시각화하는 프로젝트를 진행 중이다. 뉴햄프셔 대학의 Center for Coastal & Ocean Mapping, Data Visualization Research 연구실 책임자로 근무 중이다.

콜린 웨어가 저술한 이 책의 원서 『Information Visualization: Perception for Design』을 처음 접했을 때 무척 반가운 기분이 들었다. 저자는 인지심리학과 컴퓨터 과학 분야에서 박사와 석사학위를 받았고, 이 두 분야 간의 융합 연구를 선도적으로 이끌어 오고 있다.
나 역시 IT 미디어 업계에서 오랫동안 실무를 경험했고, 학계에서 연구를 진행해오면서 IT 미디어의 서비스 기획이나 개발 과정은 엄밀하고 객관적인 데이터 분석의 토대 위에 이를 이용하는 인간의 마음에 대한 본질적인 이해가 결합돼야 한다는 믿음을 갖게 됐다. 그래서 콜린 웨어의 연구 성과와 생각이 담긴 이 책의 내용은 무척 흥미로웠다. 책은 11장으로 구성돼 있고, 각 장에는 정보 시각화와 관계된 다양한 분야의 과학을 다루며, 그 지식의 깊이가 매우 깊다.
“어떻게 데이터와 정보를 사람들이 이해하기 쉽게 시각적으로 표현할 것인가?”라는 질문에 대해 이 책은 다양한 분야의 과학을 통합적으로 조직하고 연결시켜 대답하고자 했다. 이를 위해 인지심리학, 신경심리학, 컴퓨터 그래픽스, 광학, 색채학, 수학, 철학까지 동원해 문제의 본질에 접근한다. 저자는 시각 디자인이란 인간의 인지적 구조에 적합해야 하며, 이를 통해 데이터와 정보의 표현력과 전달력을 향상시킬 수 있다고 주장한다. 책을 읽는 독자의 다양한 배경에 따라 어떤 장은 쉽게 느껴질 것이고, 어떤 장은 다소 어렵게 느껴질 수도 있을 것이다. 이 분야에 관심이 있는 사람이라면 참고서처럼 곁에 두고 오래도록 읽어 나가다 보면 내용에 대한 이해가 깊어지고 비범한 통찰을 얻을 수 있을 것이다.
이 책의 또 다른 미덕은 학문적인 이론 탐구에만 치중하지 않았다는 점이다. 실용적인 목적을 위해 데이터 시각화 과정에서 참고해야 할 168개의 디자인 가이드라인을 제시했다. 시각화 경험이 있는 디자이너 입장에서는 이 가이드라인이 당연한 내용일 수도 있고, 이미 알고 있는 내용일 수도 있다. 그러나 가이드라인은 두 가지 측면에서 유용하다. 하나는 보통 경험적으로 알고 있는 원칙이나 기준의 이면에 놓인 과학적 원리를 이해하게 되므로 더 광범위한 영역에서 더 창의적으로 디자인 작업을 할 수 있다는 점이다. 다른 하나는 시각화 디자인 작업 과정에서 기본에 충실할 수 있게 해준다는 점이다. 실제로 정보나 데이터가 시각적으로 표현됐을 때 그 작업을 담당한 디자이너 또는 실무자의 생각과는 다르게 많은 경우 기본적인 다이어그램이나 그래프도 이해하는 데 어려움을 겪는 사람들이 많다. 그럴 때 이 가이드라인을 이용해 체크 리스트로 활용하면 효과적이고 만족스러운 결과물을 만들어낼 수 있을 것으로 기대한다.

최재원

게이오 대학원에서 미디어 IT 디자인 석사학위를 취득하고, 아주대학교 라이프미디어 대학원(IT 미디어+심리학 융합과정)에서 박사과정을 수료했다. 산업계에서 다년간 디지털 콘텐츠 개발 업무를 담당했고, 현재 게임 심리(Game Psychology), 게임 분석(Game Analytics), 학습 분석(Learning Analytics), EDM(Educational Data Mining) 등 IT 미디어에서 파생되는 데이터의 계량적 분석과 이에 대한 심리학적 통찰과 해석에 관한 분야를 연구 중이다. 에이콘출판사에서 출간한 『디지털 게임 교과서』(2012), 『유니티 입문』(2012)을 번역했다.