Tidak semua saluran menyampaikan nilai kuantitatif dengan efektivitas yang sama. Cleveland dan McGill mengukur perbedaan daya itu melalui eksperimen, dan peringkat hasilnya menjadi salah satu temuan paling banyak dirujuk dalam ilmu visualisasi. Topik ini mengajarkan peringkat efektivitas saluran kuantitatif, cara kerja eksperimen aslinya, dan penerapannya pada pilihan antara grafik batang dan pie.
Peringkat saluran kuantitatif#
Untuk penilaian besaran angka, saluran dapat didudukkan dari yang paling akurat sampai yang paling sulit dibaca. Urutannya adalah posisi pada skala umum, panjang, sudut dan kemiringan, area, volume, lalu ragam warna dan kecerahan. Tabel berikut merangkum peringkat tersebut beserta contoh grafik yang mengandalkan tiap saluran.
| Peringkat | Saluran | Contoh grafik | Keterangan |
|---|---|---|---|
| 1 | Posisi pada skala umum | Diagram titik dan garis | Nilai dibaca terhadap sumbu yang sama |
| 2 | Panjang | Diagram batang | Batang dibandingkan dari pangkal yang sama |
| 3 | Sudut dan kemiringan | Pie dan garis miring | Perbandingan tanpa acuan langsung |
| 4 | Area | Diagram gelembung dan peta koroplet | Persepsi luas menilai besaran secara kasar |
| 5 | Volume | Bola dan bentuk tiga dimensi | Paling sulit dibandingkan |
| 6 | Ragam warna dan kecerahan | Peta panas (heatmap) | Urutan nilai tidak terbaca dari warna |
Peringkat ini berlaku untuk penilaian kuantitatif, bukan larangan mutlak. Ragam warna tetap menjadi pilihan tepat untuk kategori, dan pie tetap dapat menyampaikan kesan bagian dari total apabila jumlah irisannya sedikit. Peringkat hanya menyatakan saluran mana yang paling andal ketika pembaca diminta memperkirakan besaran angka, sehingga pilihan saluran sebaiknya dibuat sesuai tugas pembacaan yang dituju.
Eksperimen Cleveland dan McGill#
Makalah “Graphical Perception” yang terbit di Journal of the American Statistical Association pada 1984 menempatkan pembacaan grafik sebagai objek eksperimen yang terukur. Pada eksperimennya, subjek melihat grafik sederhana dan diminta memperkirakan nilai yang dilambangkan oleh grafik, misalnya tinggi relatif dua batang atau posisi dua titik pada sumbu. Jawaban subjek dibandingkan dengan nilai sebenarnya, dan selisihnya dihitung sebagai kesalahan absolut (absolute error) yang dinormalisasi terhadap besaran nilai yang benar. Normalisasi tersebut membuat grafik dengan rentang berbeda dapat dibandingkan satu sama lain.
Pola hasil eksperimennya berulang pada banyak percobaan dan banyak subjek. Penilaian berbasis posisi menghasilkan kesalahan terkecil, penilaian panjang menyusul di bawahnya, sedangkan sudut dan area menghasilkan kesalahan yang jauh lebih besar, dan penilaian berbasis warna menjadi paling tidak akurat untuk kuantitas. Angka persis untuk tiap saluran berada di dalam makalah, dan hal yang perlu dibawa dari sini adalah urutannya serta jarak yang lebar antara kelompok saluran atas dan kelompok saluran bawah.
Batang melawan pie#
Peringkat tersebut paling mudah dirasakan ketika data yang sama digambar dua kali. Contohnya adalah alokasi waktu belajar per pekan untuk empat mata pelajaran fiktif, yaitu matematika enam jam, fisika lima jam, bahasa empat jam, dan sejarah tiga jam. Skrip berikut mencetak persentase tiap mata pelajaran dan menggambar grafik batang serta pie dari data yang sama.
import matplotlib.pyplot as plt
mata = ["Matematika", "Fisika", "Bahasa", "Sejarah"]
jam = [6, 5, 4, 3]
total = sum(jam)
print(f"{'Mata pelajaran':16s}{'Jam':>4s}{'Persen':>9s}")
for m, j in zip(mata, jam):
print(f"{m:16s}{j:4d}{100 * j / total:8.1f}%")
fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(7, 3.4))
fig.subplots_adjust(left=0.11, right=0.95, bottom=0.14, top=0.87, wspace=0.30)
axes[0].bar(mata, jam, color="#4477aa")
axes[0].set_ylabel("Jam per pekan")
axes[0].set_title("Batang: panjang terhadap sumbu", fontsize=10)
axes[0].grid(axis="y", alpha=0.4)
axes[0].set_ylim(0, 8)
axes[1].pie(jam, labels=mata, autopct="%.1f%%", startangle=90,
colors=["#4477aa", "#ee7733", "#aa3377", "#555588"])
for t in axes[1].texts[len(mata):]:
t.set_color("white")
axes[1].set_title("Pie: sudut tanpa acuan", fontsize=10)
fig.savefig("batang-vs-pie.svg")Mata pelajaran Jam Persen
Matematika 6 33.3%
Fisika 5 27.8%
Bahasa 4 22.2%
Sejarah 3 16.7%Gambar berikut menampilkan keluaran skrip dalam bentuk SVG.
Pada grafik batang, perbandingan fisika lima jam dan bahasa empat jam berjalan melalui panjang yang mengacu pada sumbu bertanda, sehingga urutan dan jaraknya terbaca tanpa membaca angka. Pada pie, perbandingan yang sama berjalan melalui sudut tanpa acuan langsung, dan dua irisan yang selisih persentasenya 5,6 poin tampak mirip apabila label persentasenya tidak dibaca. Label persentase pada pie sebenarnya berfungsi menambal kelemahan sudut sebagai saluran, yaitu nilai kembali dibaca sebagai teks. Grafik batang menghindari biaya tersebut karena panjangnya sudah memuat besaran.
Keputusan saluran yang keliru bukan sekadar persoalan selera, karena saluran yang lemah untuk tugasnya membuat pembaca menarik kesimpulan yang keliru. Sudut dan area yang digunakan untuk nilai yang perlu dibaca presisi menyembunyikan perbedaan kecil, misalnya dua irisan pie yang selisih persentasenya di bawah lima poin terlihat sama besar. Grafiknya tetap terlihat rapi dan angkanya benar, tetapi urutan yang dibaca pembaca dapat menyimpang dari kenyataan data.
Kesalahan umum#
- Pie dengan banyak irisan berukuran mirip. Perbandingan sudut antairisan yang selisihnya kecil tidak dapat diandalkan, sehingga urutan nilai bisa salah dibaca. Urutan irisannya juga bergantung pada sudut awal yang dipilih, sehingga dua pie dengan titik mulai berbeda sulit dibandingkan. Gunakan grafik batang yang terurut, dan sisakan pie untuk dua sampai lima irisan dengan bagian yang jelas berbeda.
- Efek tiga dimensi pada pie dan batang. Bentuk tiga dimensi memperkenalkan saluran volume yang paling lemah, dan perspektifnya mendistorsi sudut serta panjang yang seharusnya dibaca. Distorsi ini sulit dikenali karena tampilannya tampak rapi, sehingga pembaca jarang curiga. Gunakan tanda dua dimensi datar agar salurannya tetap berupa panjang atau sudut yang murni.
- Menyandikan kuantitas pada ragam warna peta. Peta panas dengan urutan warna yang kecerahannya tidak monoton membuat nilai berdekatan terlihat seperti kelompok yang berbeda. Gunakan peta warna berurutan yang kecerahannya naik bersama nilai, dan lengkapi dengan pemeriksaan struktur data sebelum menggambar.
Ringkasan#
- Untuk penilaian kuantitatif, saluran berurutan dari paling akurat adalah posisi pada skala umum, panjang, sudut dan kemiringan, area, volume, lalu ragam warna dan kecerahan.
- Eksperimen Cleveland dan McGill pada makalah “Graphical Perception” tahun 1984 mendudukkan saluran tersebut melalui kesalahan absolut yang dinormalisasi terhadap nilai sebenarnya.
- Grafik batang lebih presisi daripada pie untuk pembacaan nilai karena panjang dibaca terhadap sumbu bertanda, sedangkan sudut dibaca tanpa acuan langsung.
Referensi#
- Graphical Perception: Theory, Experimentation, and Application to the Development of Graphical Methods — JSTOR — Makalah Cleveland dan McGill tahun 1984 yang berisi peringkat saluran dan eksperimennya.
- Pie charts — Matplotlib — Dokumentasi fungsi pie yang digunakan skrip contoh.
- Pyplot tutorial — Matplotlib — Dokumentasi fungsi bar yang digunakan skrip contoh.