Designing interactive visualization methods for comparing multivariate stock market data over time

Abstract

Diese Diplomarbeit erforscht die wesentlichen Anforderungen für das Design von interaktiven Darstellungsmethoden für den Vergleich von multivariaten Börsendaten.<br />In modernen Darstellungen von Aktienmarktdaten werden häufig übereinanderliegende Liniendiagramme für den Vergleich der Aktienpreise verwendet. Ein Problem entsteht, wenn die Differenz(en) zwischen den Preisen zu groß ist (sind). Diese Unterschiede führen zu Verzerrungen bzw. der Darstellung von stark abgeflachten Kurven, was Vergleiche sehr erschwert. Ein weiteres Problem besteht darin, dass Aktien und Aktienindizes nicht die gleiche Einheit haben. In dem Fall werden oft nebeneinanderliegende Liniendiagramme genutzt, um die Daten zu vergleichen. Die Daten verwenden jedoch nicht die gleiche y-Achse. Die Vergleiche sind daher abhängig von der Auswahl der y-Achse, was die Vergleiche völlig willkürlich macht. Das dritte Problem ist, dass Darstellungen von Aktienmarktdaten oft eine lineare Skalierung verwenden. Diese Skalierung kann aber auch zu falschen Schlüssen bei Vergleichen mit prozentuellen Schätzungen führen.<br />Eine User & Task-Analyse mit sechs Fachexperten wurde durchgeführt, um übliche Aufgaben und Anforderungen für das Design eines Prototyps zur Darstellung von Börsendaten zu finden. Die wichtigsten Themen der Analyse sind die Identifizierung von Aufgaben, gebräuchliche Visualisierungen und deren Interaktionen und weitere wirtschaftlichen Daten, die mit Aktienmarktdaten verbunden sind.<br />Nach der Entwicklung des Prototyps wurde eine Benutzerstudie mit fünf Fachexperten durchgeführt. Ein wichtiges Ziel dieser Studie ist, Feedback von erfahrenen Nutzern über die Usability und die Anwendbarkeit des Prototyps zu erhalten.<br />Alle Teilnehmer der Benutzerstudie haben sich darauf geeinigt, dass ein Vergleich von mehreren Aktien mittels der Darstellung durch Übereinanderlegung wirksamer ist als mittels einer Darstellung durch Nebeneinanderlegung. Die Fachexperten sind der Meinung, dass indizierte Liniendiagramme eine hervorragende Darstellung sei, um prozentuelle Veränderungen zu vergleichen. Die Indizierungsmethode kann verschiedene Aktienmarktdaten mit unterschiedlichen Einheiten auf einem einzigen Chart darstellen. Dies ermöglicht relative Vergleiche von Börsendaten sehr effektiv durchzuführen. Die Möglichkeit, den Basispunkt der Indizierung frei zu wählen, ist von allen Teilnehmern als eine wichtige und nützliche Funktion empfunden worden.<br />Der Benutzerstudie zufolge, ist eine logarithmische Skalierung viel nützlicher als eine lineare Skalierung für den Zweck eines Vergleiches von Börsendaten. Wirtschaftlichen Daten wie BIP oder Zinsen sollten am besten mit einer Gruppe von Aktien oder einen Aktienindex verglichen werden. Dadurch werden sämtliche individuelle Effekte einer bestimmten Aktie entfernt.<br />

This master thesis explores key requirements for the design of interactive visualization methods for comparing multivariate stock market data.<br />Superimposed line charts are commonly used for comparison of stocks in modern stock market visualizations. A problem is appearing, when the difference(s) between the price ranges is (are) large. These differences result in distortion and a display of flattened curves, which make comparisons very difficult. Another problem is that stocks and stock indices do not have the same unit. In this case juxtaposed line charts are often used to compare the data. However the data does not share the same y-axis. Other than that, superimposed charts with multiple y-axes might be used. Relationships are then depending on the ranges of the involved y-axes, which makes the visual appearance often completely arbitrary. The third problem is that stock market visualizations often use linear scales. Unfortunately this scale can lead to false conclusion of comparisons with percent estimations.<br />A user & task analysis with six domain experts was conducted to find common user tasks and requirements for the design of a stock market visualization prototype. The main subjects of the analysis are user tasks, visualizations & interactions and related economic data.<br />After the development of the prototype, a user study with five domain experts was conducted. The purpose of this study is to gain feedback about the usability and the applicability of the prototype from expert users.<br />All participants of the user study have agreed that a comparison of multiple stocks by superimposition is more effective than by juxtaposition. The domain experts also think that indexed line charts are an excellent method to compare percent changes. The indexing method can display various stock market data with different units using only one chart. This makes relative comparison tasks of stock market data very effective. The ability to select the indexing point freely is considered by all participants as an important and useful function.<br />According to the user study, the logarithmic scale is more useful than the linear scale for comparisons of stock market data. Also it is best to compare a group of stocks or a stock market index with economic data like GDP or interest rates. This removes any individual effects of a particular stock.