The Korean Journal of Applied Statistics (2018) DOI: https://doi.org/10.5351/KJAS.2018.31.2.167 31(2), 167–188

Data education using the storytelling with Minard’s figurative

Dae-Heung Janga,1

aDepartment of Statistics, Pukyong National University

(Received December 15, 2017; Revised January 16, 2018; Accepted January 16, 2018)

Abstract Minard’s figurative map is an on ’s Russian Campaign of 1812. Tufte (The Visual Display of Quantitative Information, Graphics Press, 1983) declared that Napoleon’s March “may well be the best statistical graphic ever produced.” We can use this data map as storytelling material for education. In this paper, with Minard’s figurative map, we study four themes (, , Minard, and the Russian Campaign) in data visualization education.

Keywords: data visualization education, storytelling, infographics, information design

1. 서론

빅데이터 시대에 점점 중요성을 더 하고 있는 분야가 ‘빅데이터시각화’이다. 방대한 빅데이터에 대한 분 석도 중요하지만 이러한 분석 전이나 후의 빅데이터시각화도 매우 중요한 영역이 되고 있다. 데이터 시 각화는 데이터 분석 결과를 쉽게 이해할 수 있도록 시각적으로 표현하고 전달되는 과정을 말한다. 데이 터 시각화의 목적은 도표(graph)라는 수단을 통해 정보를 명확하고 효과적으로 전달하는 것이다. 디지 털 시대의 학습자는 영상, 디지털 매체를 비롯해 SNS, 클라우드 서비스 등을 통한 무한정의 데이터에 노출되어 있으며 이와 같은 환경의 변화에 따라 데이터 표현과 수용방식의 변화가 요구되고 있다. 다시 말하여 수많은 정보들을 시각적으로 묘사하고 필요한 정보를 효율적이고 명확하게 제공하는 데이터 시 각화의 필요성이 증가하고 있다. 최근 빅데이터 기술시장의 성장과 함께 시각화 기술도 중요한 기술요소로 자리 잡고 있다. 또한 전통적 인 시각화 기술은 주로 시스템 로그나 실험 분석 결과 등에 대한 통계정보를 그래프로 보여주는 방식인 데 반하여, 빅데이터의 시각화 측면에서는 모든 데이터를 살펴보는 것에 제약이 따르기 때문에 시각화 의 기술적인 요소와 더불어 데이터를 요약하고, 한 눈에 살펴볼 수 있도록 돕는 시각화 방법론적 요소의 중요성이 커지고 있다. 데이터 시각화에서는 미적 형태와 기능성 두 가지를 모두 고려하면서 데이터들 의 연결과 그룹화를 표현하는데 초점을 둔다. 그러므로 데이터시각화는 과학인 측면과 예술적인 측면이 혼합되어 있는 학제간 연구의 성격이 강하다. 학문영역 혼합시대에 발맞추어 빅데이터를 연구하는 데이 터사이언스에서 데이터시각화는 매우 중요한 학문 영역이 되고 있다. 데이터사이언스 처리과정에서 데 이터시각화의 기능을 살펴볼 때 탐색적자료분석 단계에서나 의사결정 전의 레포트를 통한 커뮤니케이션

1Department of Statistics, Pukyong National University, 45, Yongso-ro, Nam-Gu, Busan 48513, Korea. E-mail: [email protected] 168 Dae-Heung Jang

Figure 1.1. Data visualization (cf., https://get.visual.ly/m/what-is-data-visualization/, https://www. youtube.com/watch?v=YaGqOPxHFkc, http://researchaccess.com/2012/05/10-places-for-market-researchers-to- learn-about-data-visualization/).

단계에서 필수적인 수단이 ‘데이터시각화’인 것이다. 데이터시각화는 Figure 1.1과 같은 정보시각화 다 이아그램에서 보는 것처럼 정보(information), 디자인(design), 커뮤니케이션(communication) 세 개의 학제간 연합 성격이 강한 분야이다. 정보그래픽스를 다루는 정보 디자이너는 일반적인 그래픽 디자이 너와는 속성이 다르다. 정보 디자이너는 정보전달이나 자료분석의 결과를 그래프로 나타낸다. 독자들 은 이 그래프의 해독을 통하여 정보를 얻는다. 독자들이 흥미를 갖고 정확, 단순, 명료하게 그래프를 해 독하기 위해서는 정보 디자이너는 독자와의 효과적인 커뮤니케이션 기술을 습득하여야 하고 자료맞춤형 시각화 기법, 디자인, 색상을 고려하여야 한다. 또한 정보 디자이너는 자기가 그래프로 나타내고자 하는 데이터에 대한 해박하고 명확한 지식을 소유하고 있어야 한다. 그러므로 정보의 근원이 되는 사회에 대 한 깊고 진지한 이해와 성찰이 있어야 한다. R 패키지를 이용한 데이터시각화 교육은 다음과 같은 내용을 중심으로 전개된다.

(1) 데이터시각화의 역사와 의미 (2) R 그래픽스/ 데이터시각화 함수 (3) 색상다루기 (4) 2, 3, 다차원그림 다루기(lattice/ ggplot2/ rgl/ plot3D 등) (5) 공간데이터 다루기 (6) 동적 그래픽스 (7) 가상현실

데이터시각화 수업에서 자주 언급되는 그림으로서 정보그래픽스(infographics)가 있다. 이 정보그래픽 스는 ‘정보(information)’와 ‘그래픽스(graphics)’의 합성어로서 정보, 데이터, 지식을 빠르고 명확하게 Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 169

Figure 1.2. Minard’s map of Napoleon’s disastrous Russian campaign of 1812.

전달하기 위한 시각화 표현을 지칭한다. 정보그래픽스는 정보디자인(information design)과 밀접한 관 계를 갖는다. 정보디자인은 1970년대 그래픽디자이너들에 의하여 불리워지기 시작한 용어로서 정보를 매력적이거나 예술적으로 표현하기보다는 효과적으로 표현하기 위한 그래픽 디자인을 지칭한다. 그러 므로 정보그래픽스는 정보, 디자인, 커뮤니케이션 세 영역을 고려한 데이터시각화 교육시 스토리텔링 소 재로 쓰기에 적당한 도구가 된다. 정보그래픽스의 역사를 보면 William Playfair를 비롯하여 John Snow, Charles Joseph Minard, Flo- rence Nightingale, 등이 거론된다. Dur (2012)는 데이터의 시각화 역사에서 Playfair, Minard, Nightingale을 거론하며 일간신문에 나타나는 데이터시각화에 대하여 그래픽 디자인의 입장에 서 분석하였다. 통계그래픽스의 입장에서는 기념비적인 인물들은 John Tukey (1915–2000), (1918–2010), William S. Cleveland (1943–), (1942–), (1943–), (1945–) 등이 있다. Minard의 figurative map은 1869년 Minard가 그린, 1812년 나폴레옹의 러시아침공(Russian Cam- paign)을 묘사한 정보그래픽스로서 Tufte (1983)가 ‘지금까지 그린 통계그래픽스 중 가장 좋은 그림’이 라고 극찬하였던 그림이다. Wainer (1984)는 이 그림이 ‘세계 챔피온을 받을 만한 그래프로서 정보그래 픽스의 보석’이라고 극찬하였다. James (2014)는 동영상을 통하여 Minard의 figurative map의 데이터 맵으로서의 우수성에 대하여 언급하였다. Figure 1.2는 Minard의 figurative map을 나타낸다. 이 그림 에서는 총 6가지 변수(군대(grand army)의 크기, 거리, 기온, 위도와 경도, 군대의 이동 방향, 특정 날 짜와 관련된 위치)가 표시되어 있다. Minard의 figurative map에서 사용하였던 기법은 1898년 Sankey가 제시하였던 기 법이다. Sankey diagram 기법은 흐름도(flow diagram)의 일종으로 화살표의 두께를 흐르는 유체 의 양에 비례하게 그린 그림이다. Figure 1.3은 1898년 Sankey가 제시하였던, 증기 엔진의 에너지 효율성을 나타내는 그림이다. Minard는 Sankey에 29년 앞서서 Sankey diagram 기법을 사용하였 다. Minard의 figurative map은 지리적 맵에 Sankey diagram을 입힌 그림이다. 물론 Minard가 Sankey diagram 기법을 쓴 최초의 정보그래픽스 전문가는 아니지만 막대그래프의 기능을 확장시 170 Dae-Heung Jang

Figure 1.3. Sankey’s original 1898 diagram showing energy efficiency of a steam engine (https://en.wikipe dia.org/wiki/Sankey diagram).

켜 정보그래픽스에 적용한 Sankey diagram 기법의 쓰임새를 넓힌 정보그래픽스 전문가이다. 우리는 ‘https://www.google.co.kr/search?q=sankey+diagram&dcr=0&tbm=isch&tbo=u&source=univ& sa=X&ved=0ahUKEwitoOi8r4fYAhWKvrwKHbtqAzoQsAQIPw&biw=1920&bih=899’, ‘https:// www.azavea.com/blog/2017/08/09/six-sankey-diagram-tool/’, ‘http://www.sankey-diagrams.com/ tag/world/’에서 다양한 Sankey diagram을 경험해 볼 수 있다. 본 논문에서는 데이터시각화교육에서 Minard의 figurative map을 시작점으로 삼아 스토리텔링을 전개 하는 예를 제시하고자 한다. 본 논문에서 사용된 자료의 다수는 구글 및 위키피디아를 기반으로 검색하 였으며 이에 대한 출처로 URL을 명시하였다. 2절에서는 Minard의 정보맵과 함께 하는 스토리텔링을 이용한 데이터시각화 교육에 대하여 4개의 주제(정보그래픽스, 정보디자인, Minard, 나폴레옹의 러시 아침공)별로 언급을 하고 3절에서 결론을 맺었다.

2. Minard의 정보맵과 함께 하는 스토리텔링을 이용한 데이터시각화 교육

Figure 2.1은 Minard의 figurative map을 시작점으로 삼아 스토리텔링을 전개시키기 위한 4개의 주 제(정보그래픽스, 정보디자인, Minard, 나폴레옹의 러시아침공)를 나타내는 그림이다. Minard의 정보 맵과 함께 하는 스토리텔링을 이용한 데이터시각화 교육에 대하여 4개의 주제별로 언급을 하고자 한다.

2.1. 정보그래픽스

Minard의 figurative map에 대한 재작업은 크게 정적(static) 재작업과 동적(dynamic) 재작업 두 가지 타입으로 나뉜다. 첫 번째 타입의 재작업인 정적 재작업은 Minard의 figurative map처럼 정지된 그림 으로 표현된 재작업을 가리키며 두 번째 타입의 재작업인 동적 재작업은 Minard의 figurative map에 Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 171

Figure 2.1. Four themes for storytelling with Minard’s map.

Figure 2.2. Rose diagram by Boykin (2012).

동적 그래픽스나 애니메이션을 적용한 재작업을 말한다. 많은 연구자들이 Minard의 figurative map에 대한 정적 재작업을 시도하였다. Boykin (2012)은 Minard의 figurative map에서 지리적 정보를 나타 내는 맵을 생략하고 연대(chronology)를 강조한 Figure 2.2와 같은 로즈다이어그램을 제시하였다. 이 로즈다이어그램을 통하여 원 둘레 12시 방향 러시아-폴란드 국경에서 러시아를 침공한 422,000명의 프 172 Dae-Heung Jang

Figure 2.3. Reinterpretation of Minard’s map by Pease (2013).

랑스 군대가 시계방향으로 원둘레를 따라가며 어느 지역에서 군대의 수가 급격히 줄었는 지를 알 수 있 다. 로즈다이아그램 아래에 프랑스 군대 425,000명에 대한 도수분포표가 제시되어 있다. Pease (2013)나 ‘https://blog.plot.ly/post/120532468127/how-to-analyze-data-seven-modern-rema kes-of-the’에 가면 Minard의 figurative map에 대한 또 다른 재작업을 확인할 수 있다. Figure 2.3에 나타나는 꺽은선그래프에서는 시간이 흐름에 따라 나폴레옹 군대 내의 세 개의 그룹(Napoleon Bona- parte 본영, Nicolas Oudinot 군대, Jacques MacDonald 군대) 각각의 군인수의 급격한 감소를 강조한 다. Grandjean (2014)는 Minard의 figurative map의 정보와 흩어진 나폴레옹 군대의 실제 루트에 대한 더 정확한 정보를 이용하여 데이터맵을 재작성하였다. Figure 2.4는 Grandjean (2014)가 재작성한 맵이 다. 이 그림에서 작은 점들은 Minard가 언급하지 않았던 지역을 나타낸다. 지역과 국경은 2014년 현재 상황이고 갈색/ 검정색 점은 나폴레옹 군대의 침공 루트와 퇴각 루트가 겹치는 도시를 가리킨다. Kleps (2014)는 Figure 2.5처럼 Minard의 flow Map에 기온 관련 꺽은선그래프를 덧붙여 그렸고 4개의 동그라미 안에 4가지 중요한 사건(Smolensk 전투, Borodino 전투, 모스크바로부터의 퇴각, Beresina 강 도하)의 날짜, 프랑스 군인수, 사상자수를 나타내었다. Cheng (2015)은 Minard의 figurative map에서 얻을 수 있는 정보를 기반으로 R 코드(github.com/ joannecheng/napoleon analysis)를 이용하여 세 개의 그래프를 그려 Minard의 figurative map과 비교 하였고, 비교를 위하여 하나의 William Playfair의 정보그래픽스(1700–1780년 사이의 덴마크와 노르웨 이 수출입)를 제시하면서 Minard의 figurative map에 대하여 다음과 같은 비판적인 분석을 시도하였 다.

1. William Playfair의 정보그래픽스에서는 x축과 y축에 그리드가 그려져 있으나 Minard의 figurative map에서는 지리적인 경계선이 없다. Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 173

Figure 2.4. Redrawing of Minard’s map by Grandjean (2014).

Figure 2.5. Redrawing of Minard’s map by Kleps (2014).

2. William Playfair의 정보그래픽스에서는 수출입의 차이를 강조하기 위하여 특정 레이블이 크게 표시 되어 있으나 Minard의 figurative map에서는 도시들의 이름이나 프랑스 군인수를 표시하는 레이블 이 많으나 너무 작게 표시되어 있다. 174 Dae-Heung Jang

Figure 2.6. A space-time cube of Napoleon’s march in Russia by Kraak (2003).

3. William Playfair의 정보그래픽스에서는 수출입의 차이를 강조하기 위하여 적절한 5개의 칼라가 사 용되었으나 Minard의 figurative map에서는 오직 두 개의 칼라만 사용하였다. 4. Minard의 figurative map은 한 눈에 파악하기에 너무 복잡하다 (너무 많고 자세한 스토리를 이야기 한다).

Kurowski (2016)는 Minard의 figurative map에 대한 재작업으로서 geographic map, temperature, number of man 세 부분으로 나누어 세 개의 그림으로 그린 후 날짜를 매개로 연결하였다. Friendly (2017a)는 Minard의 figurative map에 대한 재작업에 대하여 19가지 예(1. Mathematica graphic; 2. Grammar of Graphics; 3. ggplot2: Grammar of Graphics in R; 4. SAS/IML Workshop; 5. English translation; 6. Image Map; 7. Best online image; 8. Integrating temperature information; 9. Animated graphic (1); 10. Making time explicit; 11. Animated graphic (2); 12. 3D Cube graphic; 13. The human side; 14. A drill-down SAS GMAP with tooltips; 15. Protovis: JavasSript toolkit + Google map; 16. A graphic designer’s view; 17. Dumb it Down for the Executive Summary?; 18. Say it with PowerPoint?; 19. Minard: The Movie)를 제시하였다. Figure 2.6은 12번째 예로 제시한, Minard의 figurative map에 대한 재작업인 삼차원 데이터맵(space-time cube; STC)을 나타 낸다 (Kraak, 2003). x-y 평면은 Minard의 figurative map을 나타내고 z축은 연대를 나타낸다. STC 개념에 대해서는 Kraak (2017)과 Durkee (2017)에 자세히 설명하고 있다. 이 삼차원 데이터맵을 그 린 사람이 Menno-Jan Kraak 교수로 지도제작자이며 네덜란드 Twente 대학 지도학교수로 있다. 또한 ‘Mapping Time: Illustrated by Minard’s Map of Napoleon’s Russian Campaign of 1812 (2014)’의 저자이다 (https://en.wikipedia.org/wiki/Menno-Jan Kraak 참조). ‘mapping time’에 대한 개념은 ‘http://www.itc.nl/library/papers 2014/pres/kraak cha ppt.pdf’에 잘 나타나 있다. Heiss (2017)는 R 데이터시각화에서 중요한 라이브러리 중 하나인 ‘ggplot2’를 사용하여 Minard의 fig- Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 175

Figure 2.7. An interactive of Minard’s map by Landsteiner (2013). urative map에 대한 재작업 사례들을 제시하였다. 여러 연구자들이 Minard의 figurative map에 대한 동적 재작업을 제시하였다. Landsteiner (2013)는 Figure 2.7처럼 Minard의 figurative map에 대화형 기능을 첨가한 동적 정보그래픽스를 제안하였다. Minard의 figurative map 하단에 있는 동그란 손잡이를 모스크바에서 왼쪽으로 움직여 보면 기온과 프 랑스 군인수의 변동을 대화식으로 확인할 수 있다. 즉 모스크바 퇴각시 기온이 섭씨 0도, 프랑스군인수 100,000명에서 Vilna 도착시 기온이 섭씨 −32.5도, 프랑스군인수 8,000명으로 줄어들었다는 것을 대화 식으로 알 수 있다. ‘http://humangeo.github.io/leaflet-dvf/examples/html/minard.html’에 가면 Minard의 figurative map에 대화형 기능을 첨가한, 또 다른 동적 정보그래픽스를 체험할 수 있다. Figure 2.8처럼 동그라미 에 커서를 갖다대면 위도, 경도와 더불어 프랑스군인 생존자수를 나타내는 pop-up menu가 나타난다. Field 등 (2013)은 Minard의 figurative map를 이용한 애니메이션을 제시하였다. Figure 2.9는 이 애 니메이션의 한 장면을 보여준다. 삼차원 정보그래픽스는 총 7개의 레이어(Timeslice, Temperature, Timeslice Labels, Cities, Troop Movement, Troop Encampment, Basemap)로 구성되어 있다. 삼차원 정보그래픽스 중간에는 맵 위에 Minard의 figurative map을 그린 Basemap이 위치하고 z축상에 6개월 의 Timeslice (1812년 7–12월)가 배치된다. Basemap 위에 프랑스 군대의규모를 나타내는 삼차원 꺽은 선 그래프, Basemap 아래에 10–12월 기온을 나타내는 삼차원 꺽은선 그래프가 배열된다. 총 8개의 주 제(1. The march begins; 2. Flanking groups peel away; 3. Onwards to Moscow; 4. Moscow; 5. The retreat begins, temperatures plummet; 6. Group 2 rejoins; 7. Disastrous Berezina river crossing; 8. 10,000 troops returns)에 따라 삼차원 정보그래픽스가 회전과 줌인/ 줌아웃이 진행된다. ‘https://vimeo.com/71148323’에 가면 또 다른 애니메이션을 볼 수 있다. Figure 2.10처럼 Minard의 figurative map 위에 프랑스 국기를 상징하는 막대가 움직이며 프랑스 군인수의 극적인 감소와 프랑스 176 Dae-Heung Jang

Figure 2.8. A dynamic chart of Minard’s map.

Figure 2.9. Figurative 3D map of the successive loss of French troops during Napoleon’s Russian Campaign (1812–1813) by Field et al. (2013).

군대의 진격, 전투(Battle of Borodino), 퇴각을 애니메이션으로 실감나게 보여준다.

• (데이터시각화 교육 1)

(1) ‘http://www.datavis.ca/gallery/re-minard.php’이나 ‘https://www.stat.berkeley.edu/∼statcur/ Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 177

Figure 2.10. Animation of Napoleon in Russia Graph.

Workshop2/Assignments/Minard/minardGraph.html’에서 얻을 수 있는 Minard의 figurative map에 대한 기본 자료(군대의 수, 지역명, 위도와 경도, 날짜, 기온 등)를 이용하여 학생들 각자의 데이터맵을 작성하게 한 후 Minard의 figurative map에 대한 기존의 재작업들과 학생들이 만든 각 자의 데이터맵을 비교, 평가하게 한다. (2) 학생들 각자 비교, 평가한 레포트를 학생들 전체 앞에서 발표하게 한 후 전체 토론의 장을 진행한다.

2.2. 정보디자인

정보디자인의 대한 개념 및 역사에 대해서는 위키피디아 ‘Information design (https://en.wikipedia. org/wiki/Information design)’에 자세히 기술되어 있다. Figure 2.11은 정보디자인 입장에서 Mi- nard의 figurative map가 탁월한 이유 7가지를 Minard의 figurative map 해당 부분에 직접 주석을 첨 가한 그림이다 (Sandberg, 2017). Figure 2.12는 Sandberg (2016)가 그린 영화 ‘스타워즈’ 관련 정보그 래픽스인데 Minard의 figurative map 아이디어를 차용하여 그렸다. Minard의 figurative map을 극찬하였던 Tufte는 정보그래픽스와 정보디자인과 밀접한 관계를 갖는 4개의 명저(The Visual Display of Quantitative Information (1983, 2001 2판), Envisioning Infor- mation (1990), Visual Explanations (1997), 그리고 Beautiful Evidence (2006))를 저술한 학자이다. Edward Tufte는 프린스톤대학교수 시절 John Tukey와 함께 1970년대 공동세미나를 정기적으로 열었 고 이 때 쓰였던 교재가 발판이 되어 Tufte는 ‘The Visual Display of Quantitative Information’를 저술 하게 된다 (’https://www.edwardtufte.com/tufte/’와 ‘https://en.wikipedia.org/wiki/Edward Tufte’ 참조.) 1980년대 말 이후 정보그래픽스 세계에서는 정보그래픽스의 기능성을 강조하며 논리적이고 과 학적인 접근 방법을 선호하는 그룹(대표적인 전문가: Edward Tufte)과 정보그래픽스의 정서적인 측면 을 강조하며 미적, 예술적 요소를 선호하는 그룹(대표적인 전문가: )의 근본적인 다툼이 178 Dae-Heung Jang

Figure 2.11. Minard’s map with the annotation by Sandberg (2017).

Figure 2.12. Figurative map of Star Wars by Sandberg (2016).

있어 왔다. 데이터시각화와 관련된 두 권의 책 (The Functional Art: An introduction to information graphics and visualization (Cairo (2012), 번역: The Functional Art: 인포그래픽과 데이터 시각화 기법을 활용한 스토리텔링 (2013)); The Truthful Art: Data, , and for Communication (Cairo, 2016))으로 유명한 Albert Cairo는 Cairo (2012)에서 이 두 그룹의 차이점에 대하여 시각화 바퀴(visualization wheel)를 이용하여 자세히 설명하였다. Edward Tufte는 정보그래픽스의 미니멀리 즘과 효율성을 강조하며 , data-ink ratio 등의 개념을 제창한 학자이다. Tufte (2006)는 ‘분 석디자인의 기본원리들(The Fundamental Principles of Analytical Design, 122–139)’에서 Minard의 figurative map이 ‘지금까지 그린 통계그래픽스 중 가장 좋은 그림’인 이유를 총 6가지 기본원리들(1. Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 179

비교, 대조, 차이; 2. 인과관계 및 상관관계, 매커니즘, 시스템적 구조, 설명; 3. 다변량분석; 4. 증거의 통합(단어, 숫자, 이미지, 다이아그램); 5. 기록 (문서화); 6. 의미있는 콘텐츠)을 이용하여 자세히 설명 하였다. 정보그래픽스의 미니멀리즘 입장에서 그래프를 평가하기 위한 수치적 측도들로서는 다음과 같은 것들이 있다 (Tufte, 1983; Cleveland와 McGill, 1987).

1. 데이터밀도지수(data density index): 자료의 개수/cm2, 값이 클수록 좋다. 2. 데이터잉크비(data-ink ratio): 데이터를 표시하는 데 쓰인 잉크의 양/그래프를 그리는 데 쓰인 총 잉크의 양, 값이 100일 때가 가장 좋다. 3. 모양모수(shape parameter): 그래프의 세로 길이/ 그래프의 가로 길이 4. 인식왜곡지수(perceptional distortion index, lie index): (그래프에 나타나는 효과의 크기/데이터의 효과 크기) ∗ 100, 값이 100일 때 왜곡이 일어나지 않는다. 5. 그림인식작업을 위한 paradigm에서의 기본코드서열(elementary code ranking): (1순위) 공통 척 도상 위치, (2순위) 동일하나 정렬되지 않은 척도상 위치, (3순위) 길이, (4순위) 각도, (4–10순위) 기울기, (6순위) 면적, (7순위) 체적, (8순위) 밀도, (9순위) 채도(color saturation), (10순위) 색 조(color hue), 순위가 높을수록 그림을 잘 인식할 수 있다.

또한 정보그래픽스에 대한 오용의 형태는 다음과 같이 구별할 수 있다 (Jang, 1995).

1. 자료의 크기와 그래프의 크기가 비례하지 않는다. 2. 시계열그래프에서 시간축의 눈금 간격이 일정하지 않다. 3. 같은 시간대의 비교를 하지 않는다. 4. 그래프에서 자료가 빠져 있다. 5. 그래프에서 수직축의 눈금이 중간에서 변경되거나 그래프의 줄임표시가 있다. 6. 그래프를 입체화하기 위하여 투영도법을 무리하게 적용한다. 7. 그래프에서 배경그림이 자료에 대한 해독(decoding)을 방해한다. 8. 시계열그래프에서 수평축인 기준선을 공유하지 않는다. 9. 중요한 그림 요소를 빠뜨리거나 불필요한 그림 요소를 첨가시켜 그래프 상의 수치 비교를 방해한다.

10. 자료에 맞지 않는 그래프를 선택하여 그린다. 11. 자료에 대한 오차를 표현할 때 아래의 통계적 변동 중 어떤 오차인지를 밝히지 않는다.

(i) 표본평균 표본표준편차 (ii) 표본평균 표준오차 (iii) 모평균에 대한 100(1 − α)% 신뢰구간(여기서, α는 유의수준)

12. 자료값이 범위를 갖는 경우에 표시를 하지 않는다. 13. 독자들의 시각적 암시(visual metaphor)를 무시한다. 14. 배경그림만 있고 그래프가 없다. 180 Dae-Heung Jang

15. 부주의하여 그림 요소에 대한 설명이 틀리거나 빠져 있다. 16. 원형그래프를 변형하여 타원, 사각형, 육각형그래프 등을 사용할 때 각 범주의 면적을 고려하지 않 는다. 17. 시계열그래프에서 자료점들을 연결할 때 흥미를 끌기 위하여 직선이 아닌 다른 표현을 쓴다.

정보시각화의 세계에서 보면 Charles Joseph Minard는 Edward Tufte로 연결되고, Edward Tufte는 David McCandless로 연결될 수 있다. David McCandless는 데이터시각화 관련 3권의 책(Information Is Beautiful (McCandless (2012b), 번역: 정보는 아름답다 (2012)); The Vusual Miscellaneum (Mc- Candless, 2012c); Knowledge Is Beautiful (McCandless (2014), 번역: 지식은 아름답다 (2015)))를 저 술한 정보시각화 전문가이다. TED에는 data visualization에 관한 동영상이 다수 존재한다 예로 ‘gap- minder’로 유명한 Hans Rosling교수 (2013)의 동영상 강의가 있다.

• (데이터시각화 교육 2)

(1) 학생들을 그룹으로 나누어 다음과 같은 과제를 그룹별로 report로 정리하고 발표를 하게 한다.

a. 학생들을 그룹으로 나누어 대중매체에서 나타나는 정보그래픽스에 대한 오용의 형태를 찾아 정 리한다. b. 좋은 정보그래픽스가 가져야 할 성질 및 좋은 정보그래픽스를 그리기 위한 규칙에 대하여 정리한 다.

(2) 학생들에게 McCandless (2012a)의 TED 동영상 ‘https://www.youtube.com/watch?v=5Zg- C8AAIGg’ (영어)이나 ‘https://www.ted.com/talks/david mccandless thebeauty of data visu alization?language=ko’ (한국어 번역)을 보고 정보시각화의 아름다움(beauty of data visualiza- tion)에 대하여 각자의 의견을 개진하는 레포트를 작성하게 한다.

2.3. Minard

‘https://www.pinterest.co.kr/search/pins/q=minard’s%20figurative%20map&rs=typed&term met a[]=minard’s%7Ctyped&term meta[]=figurative%7Ctyped&term meta[]=map%7Ctyped’이나 위키 피디아 ‘Charles Joseph Minard’ (https://en.wikipedia.org/wiki/Charles Joseph Minard)에서 우리 는 Minard의 전기 및 정보그래픽스에 대하여 자세히 알 수 있다. ‘http://www.datavis.ca/gallery/ minard/biography.pdf’를 통하여 Minard의 간단한 전기를 확인할 수 있다. Friendly (2017b)는 Mi- nard의 정보그래픽스 작품 리스트를 작성하였다. 우리는 ‘https://patrimoine.enpc.fr/collections/ show/12’를 통하여 Minard의 원저를 확인할 수 있다. Minard는 프랑스의 토목기사로서 토목공학이나 통계학에서 사용하는 정보그래픽스 분야에 큰 기여를 한 전문가이다. 특히 지리 맵에 수치 자료를 표현 하는 데이터맵에 큰 족적을 남기었다. 토목기사로서 은퇴 이후 그 스스로 명명한 ‘graphic tables and figurative maps’에 온 정성을 기울였고 그의 나이 88세(사망 1년 전)에 나폴레옹의 러시아침공과 한니 발 전쟁에 관한 데이터맵을 완성하게 된다. Figure 2.13은 ‘https://morphocode.com/the-use-of-color-in-maps/’나 Mason (2017)에서 언급하는 Minard의 또다른 figurative map을 나타낸다. flow map을 고안한 것으로 유명한 Minard는 이 맵에서 면과 양털 교역량의 흐름을 시각화하는 데 칼라(파란색, 오렌지색, 핑크색, 갈색, 은색)를 효과적으로 사 용하였다. 파란색은 미국에서 유럽으로의 교역량을 나타내고 오렌지색은 영국에서 남아시아 영연방으 Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 181

Figure 2.13. Figurative map of Minard.

로의 교역량을 나타낸다. 1858년에는 영국과 미국의 교역량이 매우 많았으나 1864년이 되면 영국과 남 아시아 영연방의 교역량이 매우 많은 것으로 바뀌어 있는 것을 알 수 있다. Andrews와 Wainer (2017)은 Figure 1.2의 Minard의 Figurative map이나 Figure 2.13의 또 다른 데이 터맵의 아이디어를 차용하여 1880년대에서 1940년대까지의 African-Americans의 미국내 대이주(The Great Migration)를 나타내는 데이터맵을 제시하였다. Jung (2012)은 Minard가 그린 맵의 지도학적 특성과 주제도() 발달에 미친 영향에 대하 여 연구하였다. Figure 2.14는 Andrews (2017a)가 작성한 Minard의 연대별 정보그래픽스 작품 카탈로그이다. ‘graphic tables and figurative maps’ 분야에서 Minard가 얼마나 다작의 전문가이었나를 알 수 있다. 이 카탈로 그를 pdf 파일로 변환하면 해당 그림이 있는 인터넷 주소를 확인할 수 있다. Minard의 figurative maps은 그 당시 프랑스 고위관료들의 초상화에 꼭 Minard의 figurative maps이 삽입될 정도로 대중적 인기가 있었다. Figure 2.15는 Friendly (2002)가 언급하였고 Andrews (2017b) 가 확인한 프랑스 고위관료의 초상화를 나타내는 그림이다. 의자 위에 놓인 지도가 바로 Minard의 fig- urative map 중 하나인 것이다.

• (데이터시각화 교육 3)

학생들에게 Minard의 정보그래픽스들을 조사하여 각 정보그래픽스에 쓰인 기법들을 정리하게 한다.

2.4. 나폴레옹의 러시아침공 • 역사 1812년 나폴레옹의 러시아침공은 프랑스에서는 ‘Russian Campaign’, 러시아에서는 ‘Patriotic War of 1812’로 불리운다. Russian Campaign은 위키피디아 ‘French invasion of Russia’ (en.wikipedia.org/ wiki/French invasion of Russia)에 자세히 설명되어 있다. Powers (2011)는 러시아침공에 대한 역사 182 Dae-Heung Jang

Figure 2.14. Visual Catalog of the Work of Minard by Andrews (2017a). Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 183

Figure 2.15. The portrait of the Minister.

를 자세히 기술하고 있다. Sandberg (2013)는 Edward Tufte의 4개의 명저를 소개하고 분석디자인 의 6가지 기본원리들을 설명한다. 그 후 시리즈로 Charles Joseph Minard 생애와 작품, Minard의 figurative map을 중심으로한 나폴레옹의 러시아침공 역사를 자세히 설명한다. 러시아침공 동영상으로 는 Khan Academy (2010)에서 제공하는 ‘https://www.youtube.com/watch?v=F ySQvjtAxQ’이 있 는 데 동유럽지도가 화면 상단 우측에 있고 Minard의 figurative map가 화면 하단에 있는 강연 동영 상이다. 강연자가 동유럽지도와 Minard의 figurative map에 표시를 해가며 러시아침공과 퇴각 과정에 대하여 전쟁화와 더불어 자세히 강연을 한다. 러시아침공 동영상으로는 ‘https://www.youtube.com/ watch?v=2KQ9ZKkeqaY’이 있고 러시아 짜르 Alexander와 프랑스 황제 Napoeon 사이의 전쟁에 대 한 동영상으로는 ‘https://www.youtube.com/watch?v=PdEJxs4vn6c’, ‘https://www.youtube.com/ watch?v=vZOOEdyLPp8’, ‘https://www.youtube.com/watch?v=SHc-pR8N6Mw’, ‘https://www. youtube.com/watch?v=yT7l6HW8igw’이 있다. Spang (2015)은 프랑스대혁명과 Napoleon에 대하여 설명하였다. Napoleon이 벌인 전쟁 동영상으로는 Uroda (2012), ’https://www.youtube.com/watch? v=7tCUYMlUNA8’ 등이 있고, Napoleon Bonaparte에 관한 애니메이션 TED-ED 동영상으로는 Gendler (2016)가 있다.

• 회화 Google에서 많은 화가들의 러시아침공 관련 전쟁화를 확인할 수 있고 그 그림과 연관된 전쟁역사를 살 필 수 있다 (Bloy, 2016).

• 음악 1812년 나폴레옹의 러시아침공과 관련이 깊은 고전음악으로는 작곡가 차이코프스키의 1812년 관현악 서곡(Tchaikovsky’s 1812 Overture)이 있다. 총 3부로 구성되어 있다. 이 서곡에 대해서는 위키피디아 ‘1812 Overture’ (https://en.wikipedia.org/wiki/1812 Overture)에 자세히 설명되어 있다. 이 서곡은 184 Dae-Heung Jang

Figure 2.16. Soundmap by Coppin et al. (2017).

나폴레옹의 러시아 짜르 추방 실패와 퇴각 및 나폴레옹 군대의 궤멸을 기념하여 작곡하였다. 작품 내 일 련의 대포(cannon) 발사 시퀀스가 유명한데, 야외 축제에서 공연할 때는 진짜 대포를 발사하기도 한다. Coppin 등 (2017)은 Figure 2.16과 같은, Minard의 figurative map에 음향효과를 첨부한 ‘sound map’의 개념을 제시하였다.

• 문학과 영화 문학가 톨스토이(Leo Tolstoy, 1828–1910)의 작품 ‘전쟁과 평화(War and Peace)’는 톨스토이의 일생 최대의 대작으로서 1869년 단행본으로 발표되었다. 1805년 아우스터리츠 전투(Battle of Austerlitz)와 1812 년 나폴레옹의 러시아 원정이 소설에서 큰 배경이 된다. 이 작품을 위해서 톨스토이는 보로디노 전투(Battle of Borodino)의 옛 전쟁터를 직접 방문하기도 했다.‘전쟁과 평화’는 역사적 사건을 기록 한 역사 소설일 뿐 아니라 전쟁 상황을 통하여 인간 삶의 의미와 사랑을 깨닫는 일련의 과정을 제시함 으로써 예술적으로도 그 가치를 인정받고 있다. 톨스토이는 인류의 운명을 지배할 수 있다고 믿는 ‘오 만한 인격’ 나폴레옹을 거부하고 ‘운명에의 유순한 순종’의 실천자인 러시아 농민병사와 러시아 사령관 Kutuzov가 승리한 것이 바로 러시아의 승리라고 보았다. 톨스토이 소설 ‘전쟁과 평화’를 원작으로 하는 영화로는 Henry Fonda (Count Pierre Bezukhov 역) 와 Audrey Hepburn (Natasha Rostova 역)이 주연하고 King Vidor가 감독한 1956년작인 미국-이 탈리아 합작영화 ‘전쟁과 평화’가 잘 알려져 있다. 상영시간 208분에 이르는 대작이다. 그 후 영화 ‘Waterloo’를 감독한 러시아 Sergei Bondarchuk 감독이 맡아서 1966년부터 1967년까지 4부작으로 나 누어 영화 ‘ 전쟁과 평화’를 만들었다. 총 상영시간은 431분에 달하며 영화 역사상 최다동원 엑스트 라 기네스북에 오른 75만명이라는 가공할 엑스트라를 동원하여 프랑스 군대와의 전투를 실감나게 묘 사하여 해외에서도 원작을 가장 잘 표현했다는 좋은 평을 받았다. 소련 내에서도 흥행하였고 117개 국으로 수출되었다. 영국에서 1972년에 모두 15시간에 이르는 20부작 TV 드라마로 만들기도 했다. Data visualization education using the storytelling with Minard’s figurative map 185

Anthony Hopkins가 주인공 Pierre Bezukhov로 출연했다. 또한 2007년 프랑스-이탈리아 합작으로 4부작 미니시리즈 드라마로 만들어지기도 했다 (cf., https://en.wikipedia.org/wiki/War and Peace, https://en.wikipedia.org/wiki/War and Peace (1956 film), https://en.wikipedia.org/wiki/War and Peace (film series), https://en.wikipedia.org/wiki/Sergei Bondarchuk, https://en.wikipedia.org/ wiki/War and Peace (1972 TV series), https://en.wikipedia.org/wiki/War and Peace (2007 minise ries)).

• 지리 Kraak (2017)은 공간과 시간을 연결시키는 시각화 도구인 STC 아이디어를 Minard의 figurative map 상의 Berezina강 도하사건 (1812년 12월 Berezina강 도하 전 프랑스군대 50,000명이 도하 후 28,000명 으로 줄어 이틀 사이 22,000명이 죽은 사건)에 적용하여 1812년 당시 지도 위에 STC 삼차원 데이터맵 을 작성하였고, 2012년 저자가 직접 Berezina강 도하를 시도하며 4 군데의 흥미로운 지점을 중심으로 오전 8시 30분에서 오전 11시 30분까지의 STC 삼차원 데이터맵을 제시하였다. 러시아의 겨울기온이 나폴레옹의 러시아침공에 어떤 심각한 영향을 주었는 지에 대하여 ‘http://www. wikiwand.com/en/Russian Winter’에 언급되어 있다.

• (데이터시각화 교육 4)

Minard의 figurative map을 통하여 학생들로 하여금 1812년 나폴레옹의 러시아침공에 관련된 인문사 회 및 예술 소양을 키울 수 있는 기회가 된다.

(1) 학생들로 하여금 인터넷을 통하여 나폴레옹의 러시아침공 관련 전쟁화와 관련 역사에 대하여 알게 한다. (2) 학생들로 하여금 인터넷을 통하여 Minard의 figurative map에서의 프랑스 군대 이동경로가 지금 러시아 지도 상의 어떤 지역을 통과하는 지 확인시킨다. (3) a. 학생들로 하여금 개인적으로 ‘1812년 서곡’을 듣게 한다. b. 학생들로 하여금 개인적으로 톨스토이의 작품 ‘전쟁과 평화’를 읽게 한다. c. 학생들로 하여금 개인적으로 영화 ‘전쟁과 평화’를 감상하게 한다.

3. 결론

본 논문을 통하여 데이터시각화교육에서 Minard의 figurative map을 시작점으로 삼아 스토리텔링을 전 개하는 방법을 제시하였다. 4개의 주제(정보그래픽스, 정보디자인, Minard, 나폴레옹의 러시아침공)별 로 Minard의 figurative map을 어떻게 데이터시각화 교육에 사용할 것인지에 대하여 살펴 보았다. 잘 꾸며진 정보그래픽스를 대상으로 스토리텔링을 전개하는 방법을 연구하는 시도는 데이터시각화 교육에 시너지효과(인문사회 및 예술 소양을 키울 수 있는 기회)를 유발할 수 있다.

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Minard의 정보맵과 함께 하는 스토리텔링을 이용한 데이터시각화 교육

장대흥a,1

a부경대학교 통계학과

(2017년 12월 15일 접수, 2018년 01월 16일 수정, 2018년 01월 16일 채택)

요 약 Minard의 정보맵은 1812년 나폴레옹의 러시아침공을 묘사한 정보그래픽스로서 Tufte (1983)가 극찬하였던 그림 이다. 이 정보그래픽스를 데이터시각화교육에서 스토리텔링 소재로서 활용할 수 있다. 본 논문에서 Minard의 정 보맵을 시작점으로 하여 스토리텔링을 이용한 데이터시각화 교육에 대하여 4개의 주제(정보그래픽스, 정보디자인, Minard, 나폴레옹의 러시아침공)별로 언급하였다.

주요용어: 데이터시각화교육, 스토리텔링, 정보그래픽스, 정보디자인

1(48513) 부산광역시 남구 용소로 45, 부경대학교 통계학과. E-mail: [email protected]