Nhận thức thị giác (Visual perception) phần 1: Giới hạn của trí nhớ ngắn hạn

Chúng ta nhận thức thế giới bằng nhiều giác quan như thính giác, thị giác, vị giác… Trong số này, không giác quan nào mang lại lượng thông tin rộng lớn, đa dạng và đầy sắc thái như thị giác.
Khoảng 70% các thụ thể cảm giác (sensory receptor) của chúng ta là dành cho thị giác, và dường có một mối tương quan mạnh mẽ giữa sự mở rộng khả năng của não bộ và sự thống trị của nhận thức thị giác trong quá trình tiến hóa của loài người. Cách chúng ta nhìn có mối liên quan chặt chẽ với cách chúng ta nghĩ.

Colin Ware đánh giá tầm quan trọng của việc nghiên cứu nhận thức thị giác một cách tuyệt vời như sau:
Tại sao chúng ta nên quan tâm đến hình ảnh hóa? Bởi vì hệ thống thị giác của con người là là một thứ có sức mạnh to lớn và tinh tế trong việc tìm kiếm những mẫu hình (patterns). Mắt và vỏ não thị giác của bộ não tạo thành một bộ xử lý song song cung cấp kênh băng thông cao nhất cho các trung tâm nhận thức của con người. Ở mức xử lý cao hơn, perception và cognition có mối quan hệ chặt chẽ với nhau.
Tuy nhiên, hệ thống thị giác có các quy tắc riêng. Chúng ta có thể dễ dàng nhìn thấy các mẫu hình được trình bày theo những cách nhất định, nhưng nếu chúng được trình bày theo những cách khác, chúng sẽ trở nên vô hình trong mắt chúng ta.
Điểm tổng quát hơn là khi dữ liệu được trình bày theo những cách nhất định, các mẫu hình có thể được dễ dàng nhận biết. Nếu chúng ta có thể hiểu được cách hoạt động của sự nhận thức, chúng ta có thể chuyển hóa tri thức này thành các quy tắc để hiển thị thông tin từ đó giúp làm nổi bật được những mẫu hình mang nhiều thông tin và quan trọng. Ngược lại nếu không tuân thủ các quy tắc này, dữ liệu sẽ không thể hiểu được hoặc gây hiểu nhầm.

Nguồn: Show Me the Numbers: Designing Tables and Graphs to Enlighten, Stephen Few. Chúng ta sẽ hiểu kĩ hơn về hình vẽ này khi đọc những phần tiếp theo của bài viết.

Bài viết sẽ được chia thành 3 phần tương ứng với 3 lĩnh vực sau của nhận thức thị giác:


Giới hạn của trí nhớ ngắn hạn

Thực tế, chúng ta sử dụng não bộ thay vì đôi mắt để nhìn nhận thế giới. Mắt là các cơ chế giác quan thông qua đó ánh sáng đi vào và được chuyển hóa bởi các tế bào thần kinh thành các xung điện được truyền vào não bộ của chúng ta. Bộ não là nơi diễn ra những nhận thức của quá trình tạo ra ý nghĩa của những gì mà mắt ghi nhận được.

Đôi mắt chỉ ghi nhận những thứ nằm trong khoảng nhận thức của chúng ta thay vì tất cả mọi thứ có thể nhìn thấy được xung quanh. Chỉ một phần những gì mà đôi mắt cảm nhận trở thành một đối tượng của sự tập trung. Nhờ sự tập trung mà những gì chúng ta thấy trở nên nhiều ý nghĩa hơn sự mơ hồ. Chỉ một phần nhỏ của những điều trên trở thành đối tượng của sự chú ý hoặc nhận thức có ý thức. Cuối cùng, chỉ một phần nhỏ này được lưu trữ lại để sử dụng trong tương lai. Nếu không có những giới hạn và cơ chế này, sự nhận thức sẽ gây tràn ngập trong não bộ.

Các ký ức của chúng ta lưu trữ thông tin bắt đầu từ thời điểm mắt nhìn thấy một cái gì đó, tiếp tục cho tới khi não bộ xử lý thông tin một cách có ý thức và cuối cùng tích lũy trong nhiều năm tại vùng lưu trữ vĩnh viễn (hoặc gần như vậy) nơi mà thông tin vẫn sẵn sàng để sử dụng nếu cần thiết.

Trí nhớ có ba loại cơ bản:

  • Trí nhớ hình tượng (Iconic memory).
  • Trí nhớ ngắn hạn (Short‐term memory).
  • Trí nhớ dài hạn (Long‐term memory).

Trong phạm vi thiết kế BI dashboard, chúng ta sẽ tập trung tìm hiểu trí nhớ hình tượng và trí nhớ ngắn hạn.

Trí nhớ hình tượng rất giống với bộ nhớ bộ nhớ trực quan của máy tính. Đây là nơi mà hình ảnh được lưu trữ một thời gian ngắn cho đến khi chúng có thể được chuyển đến lưu trữ tại bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) trong khi đang xử lý bởi CPU.
Một số thuộc tính của những gì chúng ta nhìn thấy được nhận ra trong quá trình tiền xử lý khi được chú ý với tốc độ cao bất thường, do vậy một số thứ trở nên nổi bật và các đối tượng đặc biệt được nhóm lại với nhau, tất cả đều không có ý thức. Quá trình tiền xử lý này một vai trò mạnh mẽ trong nhận thức thị giác và có thể được tận dụng trong thiết kế BI dashboard.
Chúng ta sẽ rõ hơn về cách áp dụng điều này trong các phần tiếp sau của bài viết.

Trí nhớ ngắn hạn là nơi thông tin được lưu trữ trong quá trình xử lý có ý thức. Những điều quan trọng nhất cần biết về trí nhớ ngắn hạn là:

  • Tính tạm thời.
  • Dung lượng lưu trữ hạn chế.

Chúng ta chỉ có thể lưu trữ từ 3 đến 9 khối thông tin thị giác cùng một lúc trong bộ nhớ ngắn hạn. Khi phần lưu trữ này bị đầy do một thông tin mới được đưa vào bộ nhớ ngắn hạn, những thông tin cũ cần được di chuyển vào bộ nhớ dài hạn hoặc đơn giản là loại bỏ hoàn toàn (nghĩa là bị lãng quên).
Những thành phần tạo nên một “khối” thông tin thị giác tùy thuộc vào bản chất của các đối tượng chúng ta đang nhìn thấy, các khía cạnh trong thiết kế của chúng, và sự quen thuộc của chúng ta với chúng.
Ví dụ: các số riêng lẻ sẽ hiển thị như các khối thông tin rời rạc khiến cho người xem rất khó nắm bắt. Thay vào đó, chúng sẽ trở thành chỉ một khối thông tin khi được thiết kế và biểu diễn thành line chart. Đây là một trong những lợi ích lớn của việc biểu diễn dữ liệu bằng đồ thị (khi được sử dụng hợp lý và khéo léo) trên văn bản.

Dung lượng lưu trữ hạn chế của trí nhớ ngắn hạn cũng là lý do tại sao trong BI dashboard những thông tin liên quan tới nhau không bao giờ được chia nhỏ thành nhiều trang và phải được thiết kế đề không cần phải cuộn qua lại để xem toàn bộ. Khi thông tin không còn được hiển thị nữa, trừ khi nó là một trong số ít thông tin được lưu trữ trong trí nhờ ngắn hạn thì chúng sẽ không còn nữa. Nếu bạn cuộn hoặc quay lại trang để xem lại, bạn sẽ mất khả năng nhớ lại những gì bạn vừa xem gần đây. Khi mà mọi thứ bạn cần vẫn nằm trong tầm mắt và ở trong một trang duy nhất, bạn có thể nhanh chóng trao đổi thông tin vào và ra khỏi trí nhớ ngắn hạn với tốc độ cực nhanh.

Một thiết kế tồi sẽ đánh bại mọi nỗ lực về nhận thức dữ liệu của người đọc. Nguồn: ggpht.com