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Calculating colour distance on choropleth maps with sequential colours – a case study with ColorBrewer 2.0


Brychtova, Alzbeta; Cöltekin, Arzu (2017). Calculating colour distance on choropleth maps with sequential colours – a case study with ColorBrewer 2.0. Kartographische Nachrichten, 2:53-60.

Abstract

In diesem Beitrag wird eine Vorgehensweise zur Berechnung der Farbmetrik ΔE00 vorgestellt, die aus benachbarter Fachliteratur der Blick- und Wahrnehmungsforschung abgeleitet ist. Bereits vorausgehende empirische Studien deuten darauf hin, dass hinter dieser Metrik ein zuverlässiges Verfahren steht, das kartographische Gestaltungsüberlegungen unterstützen kann (Brychtová und Çöltekin 2015; 2016). In diesen vorausgehenden Studien wurde gezeigt, dass die Erhöhung von ΔE00-Werten das Unterscheiden von zwei Farben in sequenziellen und qualitativen Farbschemen verbessert. Dabei wurde auch beobachtet, dass Farbdistanz (ΔE00 = 10) hinsichtlich gleicher und unterschiedlicher Bewertung zweier Farben funktioniert, auch wenn die verglichenen Farben (räumlich) weit auseinander liegen. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse wird in dieser Studie eine Auswahl an Farben untersucht, die den weit verbreiteten Farbempfehlungen des Online-Tools ColorBrewer 2.0 entnommen sind. Diese Untersuchung berücksichtigt den Schwellwert ΔE00 = 10 als minimal sicher wahrnehmbare Farbdistanz. Die Resultate zeigen, dass die meisten untersuchten Farben dem Farbdistanzschwellwert entsprechen oder über ihm liegen. Es gibt jedoch auch Farbdistanzen, die beachtlich unter dem Schwellwert liegen. Daraus ist abzuleiten, dass manche weit verbreiteten Farbschemen zu optimieren sind, was weitere empirische Studien erfordert.

In this paper, we first present a procedure derived from related vision and perception literature to calculate the colour metric ΔE00, as our previous empirical research let us believe that this is a reliable metric that can be useful in cartographic design decisions (Brychtová and Çöltekin, 2015; 2016). In earlier work, we demonstrated that increasing ΔE00 values consistently improves the human judgement of whether two colours are the same or different both with sequential and qualitative schemes. Furthermore, we observed that colour distance ΔE00=10 ‘works’ in terms of same/different judgements for two colours, even if the compared colours are (spatially) far apart. Using this knowledge from previous work of others as well as our previous own work, we evaluate a subset of colours used in the well-known online colour recommender ColorBrewer 2.0 against ΔE00 = 10 threshold as a minimum perceptually safe colour distance. The results of the evaluation showed that overall, majority of the evaluated colours are equal to or larger than the perceptually safe ΔE00 = 10, however, there are also colour distances that are considerably lower. These findings suggest that some widely adopted colour schemes might not be ideal under some circumstances, and call for more research.

Abstract

In diesem Beitrag wird eine Vorgehensweise zur Berechnung der Farbmetrik ΔE00 vorgestellt, die aus benachbarter Fachliteratur der Blick- und Wahrnehmungsforschung abgeleitet ist. Bereits vorausgehende empirische Studien deuten darauf hin, dass hinter dieser Metrik ein zuverlässiges Verfahren steht, das kartographische Gestaltungsüberlegungen unterstützen kann (Brychtová und Çöltekin 2015; 2016). In diesen vorausgehenden Studien wurde gezeigt, dass die Erhöhung von ΔE00-Werten das Unterscheiden von zwei Farben in sequenziellen und qualitativen Farbschemen verbessert. Dabei wurde auch beobachtet, dass Farbdistanz (ΔE00 = 10) hinsichtlich gleicher und unterschiedlicher Bewertung zweier Farben funktioniert, auch wenn die verglichenen Farben (räumlich) weit auseinander liegen. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse wird in dieser Studie eine Auswahl an Farben untersucht, die den weit verbreiteten Farbempfehlungen des Online-Tools ColorBrewer 2.0 entnommen sind. Diese Untersuchung berücksichtigt den Schwellwert ΔE00 = 10 als minimal sicher wahrnehmbare Farbdistanz. Die Resultate zeigen, dass die meisten untersuchten Farben dem Farbdistanzschwellwert entsprechen oder über ihm liegen. Es gibt jedoch auch Farbdistanzen, die beachtlich unter dem Schwellwert liegen. Daraus ist abzuleiten, dass manche weit verbreiteten Farbschemen zu optimieren sind, was weitere empirische Studien erfordert.

In this paper, we first present a procedure derived from related vision and perception literature to calculate the colour metric ΔE00, as our previous empirical research let us believe that this is a reliable metric that can be useful in cartographic design decisions (Brychtová and Çöltekin, 2015; 2016). In earlier work, we demonstrated that increasing ΔE00 values consistently improves the human judgement of whether two colours are the same or different both with sequential and qualitative schemes. Furthermore, we observed that colour distance ΔE00=10 ‘works’ in terms of same/different judgements for two colours, even if the compared colours are (spatially) far apart. Using this knowledge from previous work of others as well as our previous own work, we evaluate a subset of colours used in the well-known online colour recommender ColorBrewer 2.0 against ΔE00 = 10 threshold as a minimum perceptually safe colour distance. The results of the evaluation showed that overall, majority of the evaluated colours are equal to or larger than the perceptually safe ΔE00 = 10, however, there are also colour distances that are considerably lower. These findings suggest that some widely adopted colour schemes might not be ideal under some circumstances, and call for more research.

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Other titles:Die Berechnung von Farbdistanz in Choroplethenkarten mit sequenziellen Farben – Eine Fallstudie mit ColorBrewer 2.0
Item Type:Journal Article, refereed, original work
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Geography
Dewey Decimal Classification:910 Geography & travel
Language:English
Date:2017
Deposited On:17 Jan 2018 20:08
Last Modified:28 Jun 2018 07:20
Publisher:Kirschbaum Verlag
ISSN:0022-9164
OA Status:Closed
Official URL:http://www.kartographische-nachrichten.de/kartographische-nachrichten/heftarchiv/kn-02-2017.html#c7984

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