サーキュラー・レイアウト（Circular Layout）は、ノードを円形上に等間隔に配置するネットワーク図のレイアウト手法です。ネットワークの構造を単純かつ視覚的に明快に示すため、ノードの位置関係が重要な意味を持たない場合や、全体構造を俯瞰したい場合に用いられます。
PythonのNetworkXライブラリなどで標準的にサポートされており、ノードを角度方向に均等に配置してグラフを描画します。
歴史的経緯
サーキュラー・レイアウトは、1970年代以降のグラフ理論と可視化研究において定式化されました。特に1980年代に登場した可視化ツール（Graphvizなど）や、2000年代以降のデータサイエンス向け可視化ライブラリ（NetworkX, Gephiなど）で普及しました。
そのシンプルな構造と再現性の高さから、ネットワーク分析の初期段階での探索的可視化や、教育・説明用途で多用されています。
データ構造
サーキュラー・レイアウトで用いられるデータは、一般にノードとエッジの集合（グラフ構造）として表されます。
NetworkXなどでは、Graph オブジェクトのノードリストをもとに、ノードを円周上に配置し、座標を (x, y) として出力します。
ノード数が多いほど、円周上での重なりが生じやすくなるため、ノードサイズやラベル位置の調整が必要です。
目的
このレイアウトの目的は、グラフ全体の構造を単純化し、全ノードを均等に配置して関係性を俯瞰的に示すことです。特にノードの順序やカテゴリ間の関係を可視化する際に有効です。
階層性や地理的意味を持たない関係データ（例：共起関係、相互参照関係など）でよく利用されます。
ユースケース
- ソーシャルネットワークの関係構造を俯瞰する
- 類似性マップやクラスタ構造の初期確認
- 学術論文の共著ネットワークや引用ネットワークの概要表示
- GraphvizやGephiなどでの初期配置テンプレート
特徴
| 特徴 | 内容 |
|---|---|
| 配置規則 | 円周上に等角度でノードを配置 |
| 読みやすさ | シンプルだがノード数が多いと重なりやすい |
| 再現性 | 座標計算が決定的で安定している |
| 表現力 | 構造よりも全体分布を強調 |
| 対応ツール | NetworkX, Gephi, Cytoscape, D3.js など |
チャートの見方
ノードは円周上に並び、エッジはそれらを結ぶ直線または曲線として描かれます。
ノードの順序に意味を持たせることで、カテゴリ間の関係やグループの接続パターンを見やすくすることができます。
特に、同じグループに属するノードを近接配置することで、クラスタ構造を視覚的に補足することができます。
| 要素 | 説明 |
|---|---|
| ノード（点） | ネットワーク内の個々の要素を表す。円周上に均等に配置される。 |
| リンク（線） | ノード同士の関係や結びつきを示す。円の内側を通って結ばれる。 |
| 配置規則 | ノードの順序はデータ属性やカテゴリに基づいて決定される場合がある。 |
| 座標系 | 円周上の角度でノードを定義する極座標系を使用。 |
デザイン上の注意点
- ノード数が多い場合、円周上での重なりやエッジ交差が増えるため、透明度や曲線化で視認性を確保する
- ノードの順序はランダムではなく、属性順やクラスタ順などに整理することで可読性を向上できる
- ラベルを全て表示せず、ホバーやクリックなどのインタラクションで補足するのが望ましい
応用例
- Chord Diagram（コード・ダイアグラム）：円周配置に基づいて双方向関係を表す拡張形式
- Circular Dendrogram（放射樹）：階層的な構造を円形に展開したバリエーション
- Circular Barplot：カテゴリ変数を円形軸上で表現する派生形式
代替例
| レイアウト名 | 特徴 |
|---|---|
| Force-directed Layout | 構造を反映した自動配置。関係性を直感的に表現できる |
| Kamada-Kawai Layout | 物理モデルに基づく力学的配置 |
| Spectral Layout | 固有ベクトルを用いてノード間距離を最小化 |
| Shell Layout | 同心円状に複数のグループを配置する手法 |
コード・ダイアグラムとの違い
コード・ダイアグラム（Chord Diagram）は、サーキュラー・レイアウトと同様にノードを円周上に配置しますが、各ノード間の関係強度を「帯（コード）」の太さや形で表現します。すなわち：
| 比較項目 | サーキュラー・レイアウト | コード・ダイアグラム |
|---|---|---|
| 主な目的 | ネットワークの接続関係の構造を示す | ノード間の関係量・相互作用を強調する |
| 表現要素 | ノード（点）とリンク（線） | ノード（扇形）とコード（帯状の線） |
| 線の意味 | 接続の有無や関係の存在を示す | 関係の強度や量を面積・太さで表す |
| 使用例 | ソーシャルネットワーク、通信経路など | 国間の貿易量、移動フロー、カテゴリ間の相関など |
このように、サーキュラー・レイアウトは構造を見せるのに適しており、コード・ダイアグラムは「関係の量」を可視化するのに適しています。
まとめ
サーキュラー・レイアウトは、ノードを円環上に並べ、ネットワーク全体を俯瞰するのに適したレイアウトです。データ間のリンク構造を視覚的に把握できるため、関係性の全体像を捉えるのに有効です。一方で、関係の強さや方向性を表現するにはコード・ダイアグラムなど他の拡張形式を用いると効果的です。