Những lý thuyết nguyên tắc cho vẽ đồ họa đã chỉ ra những thông số quan trọng nhất trong các phương thức để vẽ đồ họa gồm 3 khái niệm là: Quy tắc vẽ, Mỹ học, Ràng buộc.
- Quy tắc vẽ
Quy tắc vẽ là những luật cơ bản trong quá trình vẽ cần phải thỏa mãn để được chấp nhận.
Trong thực tế, quy tắc vẽ là những luật cơ bản cần tuân theo trong khi vẽ đồ họa. Những luật này đi kèm với ngữ cảnh và miền ứng dụng cụ thể. Ví dụ tại hình 2.2 thể hiện một luật vẽ trong vẽ trực giao là đồ họa được vẽ như một chuỗi các đoạn thay đổi ngang và dọc như hình 2.2 dưới đây.
Hình 2.2 Luật vẽ trực giao
Bởi vì thực tế là những lý thuyết về trực quan hóa dữ liệu bằng đồ họa đối với mỗi hệ thống khác nhau sẽ phải phù hợp với mục đích xây dựng của nó. Do đó, với hệ thống trực quan hóa trạng thái giao thông cũng cần đưa ra những quy tắc vẽ cụ thể.
- Mỹ học
Mỹ học của đồ họa liên quan tới các thông số làm tăng tính dễ đọc thông qua các vấn đề tập trung vào mỹ học. Lập những công thức theo ccs quy tắc để vẽ một đồ họa tốt, ví dụ các quy tắc để chuẩn hóa chiều dài cạnh như: Tối thiểu những chiều dài cạnh lớn nhất, tối đa chiều dài cạnh nhỏ nhất, tối thiểu tổng chiều dài cạnh, tối thiếu số lượng chiều dài khác biệt.
Một số quy tắc về tính thẩm mỹ được áp dụng rộng rãi để có thể tăng khả năng đọc đồ họa như sau:
Tối thiểu số cạnh giao nhau
Tối thiểu những chỗ uốn cong, ngã rẽ Tối đa tính đối xứng cấu trúc
Các nút gần nhau có liên hệ với nhau Vẽ các đường thẳng nhất có thể
Trong trường hợp có xung đột giữa các quy tắc mỹ học trong vẽ đồ họa, ta cần những thủ tục chọn tập quy tắc để hình vẽ dễ đọc nhất. Một số nghiên cứu thực tế đã đặt độ ưu tiên cho những quy tắc mỹ học trên. Kết quả của nó cho thấy quy tắc Tối thiểu số cạnh giao nhau là quan trọng nhất và các quy tác như Tối thiểu những chỗ uốn cong, ngã rẽ và Tối đa tính đối xứng cấu trúc thì ít hiệu quả hơn đối với khả năng đọc của con người. Mặc dù vậy, vẫn cần thêm những khái niệm về ngữ cảnh và miền ứng dụng cho sự ưu tiên về quy tắc mỹ học. Những quy tắc riêng phù hợp với hệ thống trực quan hóa trạng thái giao thông cụ thể sẽ được đưa ra.
“Đặc trưng ngữ nghĩa có thể được diễn tả bởi phương tiện là những ràng buộc trong quá trình vẽ”. Dựa vào thực tế trên, với những đặc trưng yêu cầu biết về ý nghĩa hình vẽ, ta có thể xác định các ràng buộc cho vẽ đồ họa. Ví dụ nếu có một tập các nút quan trọng hơn trong miền ứng dụng cụ thể, sẽ cần trở lên dễ đọc và có ý nghĩa hơn bằng cách sử dụng ràng buộc đặt chúng vào giữa hình vẽ. Một số nghiên cứu đã phân chia các dạng khác nhau của ràng buộc gồm:
CENTER: Đặt tập nút xác định vào giữa đồ họa.
DIMENS: Gán chiều thể hiện biểu tượng cho những nút định sẵn. EXTERN: Đặt những nút định sẵn ở phía ngoài của đồ họa.
NEIGH: Đặt nhóm các nút càng gần nhau càng tốt. SHAPE: Vẽ một đồ họa phụ so với đồ họa định trước. STREAM: Đặt chuỗi các nút trên một đường.
Những ràng buộc trên được xác định là quan trọng nhất trong miền ứng dụng là hệ thống trạng thái giao thông với mục đích đạt được đồ họa dễ đọc hơn.