越来越多的工具使用户能够制作在线数据表示(例如图表)，供盲人或弱视人士使用。然而，大多数工具都需要现有的可视化图表，然后可以将其转换为可访问的格式。

这造成了障碍，阻止盲人和弱视用户构建自己的自定义数据表示，并且可能限制他们探索和分析重要信息的能力。

来自麻省理工学院和伦敦大学学院(UCL)的研究团队希望改变人们对可访问数据表示的看法。

他们创建了一个名为Umwelt(德语中“环境”的意思)的软件系统，可以让盲人和弱视用户构建定制的多模式数据表示，而无需初始视觉图表。

Umwelt是一个专为屏幕阅读器用户设计的创作环境，它包含一个编辑器，允许用户上传数据集并创建自定义表示(例如散点图)，该表示可以包括三种模式：可视化、文本描述和可听化。声音化涉及将数据转换为非语音音频。

该系统可以表示各种数据类型，包括一个查看器，使盲人或弱视用户能够交互式地探索数据表示，在每种模式之间无缝切换，以不同的方式与数据进行交互。

研究人员对五位屏幕阅读器专家用户进行了一项研究，他们发现Umwelt非常有用且易于学习。除了提供一个让他们能够创建数据表示的界面(他们认为这是非常缺乏的)之外，用户还表示Umwelt还可以促进依赖不同感官的人们之间的交流。

“我们必须记住，盲人和低视力人士并不是孤立的。他们存在于这样的环境中，他们想与其他人谈论数据，”电气工程和计算机科学(EECS)研究生JonathanZong说。介绍环境世界的论文的主要作者。

“我希望Umwelt能够帮助改变研究人员对可访问数据分析的思考方式。让盲人和低视力人士充分参与数据分析需要将可视化视为这个更大的多感官难题的一小部分。”

与Zong一起撰写论文的还有EECS研究生IsabellaPedrazaPineros和Menzhu“Katie”Chen;DanielHajas，伦敦大学学院研究员，在全球残疾人创新中心工作;资深作者ArvindSatyanarayan，麻省理工学院计算机科学副教授，领导计算机科学和人工智能实验室可视化小组。

该论文将于5月11日至16日在檀香山举行的ACM计算人为因素会议(CHI2024)上发表。研究结果发布在arXiv预印本服务器上。

偏心可视化

研究人员之前开发了交互式界面，为屏幕阅读器用户探索可访问的数据表示形式提供更丰富的体验。通过这项工作，他们意识到创建此类表示的大多数工具都涉及转换现有的可视化图表。

为了在数据分析中分散视觉表现形式，Zong和16岁时失明的Hajas一年多前开始共同设计Umwelt。

一开始，他们意识到需要重新思考如何使用视觉、听觉和文本形式来表示相同的数据。

“我们必须在这三种模式背后建立一个共同点。通过创建这种新的表示语言，并使输出和输入易于访问，整体大于各部分之和，”哈贾斯说。

为了构建环境世界，他们首先考虑了人们使用每种感官的方式的独特之处。

例如，视力正常的用户可以看到散点图的整体图案，同时移动眼睛以关注不同的数据点。但对于听声音的人来说，体验是线性的，因为数据被转换成必须一次播放一个的音调。

“如果你只是考虑直接将视觉特征转化为非视觉特征，那么你就会错过每种模式的独特优点和缺点，”Zong补充道。

他们设计的Umwelt旨在提供灵活性，使用户能够在特定时间更适合其任务的模式之间轻松切换。

要使用该编辑器，需要将数据集上传到Umwelt，Umwelt采用启发式方法自动创建每种模态的默认表示。

如果数据集包含公司的股票价格，Umwelt可能会生成多系列折线图、按股票代码和日期对数据进行分组的文本结构，以及使用音调长度表示每个日期价格(按股票代码排列)的可听化。

默认启发式旨在帮助用户入门。

“在任何类型的创意工具中，你都会遇到一种白板效应，很难知道如何开始。这种情况在多模式工具中更加复杂，因为你必须用三种不同的表示形式来指定事物，”Zong说。

编辑器链接跨模式的交互，因此如果用户更改文本描述，该信息就会在相应的可听化中进行调整。有人可以利用编辑器构建多模式表示，切换到查看器进行初步探索，然后返回编辑器进行调整。

帮助用户交流数据

为了测试Umwelt，他们创建了一组多样化的多模式表示(从散点图到多视图图表)，以确保系统能够有效地表示不同的数据类型。然后，他们将该工具交给了五名屏幕阅读器专家用户。

研究参与者大多发现Umwelt对于创建、探索和讨论数据表示很有用。一位用户表示Umwelt就像一个“推动者”，减少了他们分析数据所需的时间。用户一致认为Umwelt可以帮助他们更轻松地与视力正常的同事交流数据。

“Umwelt的突出之处在于其核心理念，即不强调视觉，转而支持平衡的多感官数据体验。通常，非视觉数据表示被降级为次要考虑因素，仅仅是视觉对应物的附加内容。然而，可视化只是数据表示的一方面。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校信息科学学院助理教授JooYoungSeo表示：“我很欣赏他们为改变这种看法并采用更具包容性的数据科学方法所做的努力。”他没有参与这项工作。。

展望未来，研究人员计划创建一个开源版本的Umwelt，供其他人使用。他们还希望将触觉传感作为一种附加模式集成到软件系统中，从而能够使用可刷新触觉图形显示器等工具。

“除了对最终用户的影响之外，我希望Umwelt能够成为一个平台，提出有关人们如何使用和感知多模态表示的科学问题，以及我们如何在最初的步骤之后改进设计，”Zong说。