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第一期可视化与可视分析国际学术报告成功举办

2021-10-08

2021年9月23日晚7点中国图象图形学会可视化与可视分析专业委员会组织的可视化与可视分析国际学术报告系列活动正式拉开帷幕。系列活动是在当前国际疫情不确定性大的情况下,为进一步开展国际学术交流,隔周四邀请国际可视化方向知名学者进行在线报告。首期报告特邀讲者是美国雪城大学的徐瑞鸽教授。

徐瑞鸽教授任教于雪城大学跨媒体艺术系,是活跃在国际艺术可视化领域的知名学者,是可视化与可视分析专业委员会的常务委员。她在数据的艺术可视化、视觉音乐、实验动画、互动装置、数字表演和虚拟现实等方面均有建树,作品曾在包括IEEE VIS艺术项目,ACM SIGGRAPH艺术画廊, 国际电子艺术协会 (ISEA)年展,奥地利电子艺术节 (ARS ELECTRONICA), 意大利罗马现代艺术博物馆, 美国洛杉矶数码艺术中心等展出。同时她也是一位非常活跃的学术社区领导者。2017年她共同推动创建了中国可视化与可视分析大会(ChinaVis)艺术项目并多次担任该项目主席。她曾任美国国家艺术基金媒体艺术咨询顾问,担任全美高校中国艺术家学会执委会委员, IEEE VIS 2021艺术项目展览主席,IEEE PacificVis 2019,2020 数据叙事竞赛共同主席。

徐瑞鸽教授在题为《From Utilitarian to Sublime - the Exploration in Representing Data》的报告中从可视化艺术家的视角讨论了数据可视化的不同表现形式。在讲座开始,她首先从应用(Utilitarian)和升华(Sublime)这一对立统一的维度讨论数据可视化领域中不同工作的侧重点(图 1)。包括科学可视化在内,以应用为目标的设计更加强调视觉传达的实用性;以升华(Sublime)为导向的可视化工作则更侧重视觉传达的美感和人文知识的体现,力图挖掘人与自然的深刻内涵,最终升华则形成了艺术可视化/数据艺术;而信息可视化以及信息图表则在致用性和致美性两端之间,在准确传递信息的同时还可以吸引用户注意力。

1.jpg图 1 四种常见数据可视化类型在从应用(Utilitarian)与升华(Sublime)维度上

的相对位置

 徐瑞鸽教授认为,可视化艺术创作中,作者的目的和目标受众会对作品的定位和呈现起重要的作用。她选取了在应用与升华维度上位置不同的三个案例说明自己如何考虑致用和致美在实际创作中的体现。

首个讨论的案例是徐瑞鸽教授与北京大学袁晓如团队合作的《疫情方寸间》(Visual Squares)(图 2)的工作。这一可视化的想法来源于观察到疫情初期各地大众对疫情状态的焦虑心态,期望通过可视化降低民众的负面情绪,通过表达客观数据,让普通用户了解不同地区疫情的变化情况,减轻大众对于新增人数和死亡人数的过快变化造成的焦虑和恐惧。这个工作用不同大小的绿色方块和黑色方块表示的不同地区的新冠肺炎治愈人数和死亡人数,用不同深浅的底色表示某一个地区新冠肺炎的新增人数,特别用蓝色强调已经完全清零的省份。这样尽可能在用户分析疫情变化趋势的时候,避免过度关注新冠疫情带来的高感染率和高死亡率。也通过绿色和蓝色的扩大涌现,提供给用户进一步的希望和信心。

2.png 

图 2 《疫情方寸间》在疫情早期的截图通过方块和颜色等视觉通道的合理搭配刻画新冠疫情信息,为大众提供一个更充满希望的预期。

 第二个案例名为Omana's Seven Days in April (图 3)鸟类的迁徙数据对于人类认识并了解自然的某些特殊现象有着重要意义,该案例利用追踪器获得鸟类的活动数据,利用三行共17音节的俳句诗歌对鸟类的迁徙数据进行高度抽象(图 4),其中,第一行的5音节诗歌可以体现鸟类迁徙中的天气和季节信息,第二行的7音节诗歌则会对其地理,风景和光强等信息进行刻画,第三行则用5音节诗歌表示气压、风速和其整体动态变化状况等外部信息。该案例已东亚传统风景画为灵感,用不同的颜色刻画出不同的地貌,如山川、海洋、湖泊等。通过对卫星的地图图片分析,创新性地提出了一种面向鸟类迁徙数据的可视表达,能够帮助大众更好地理解其中规律,进一步重新思考人类与大自然的关系。

3.png图 3 Omana's Seven Days in April 将鸟类的迁徙数据转化为一系列配有俳句短诗的地图可视化效果

4.jpg图 4 鸟类迁徙数据和环境数据转化为俳句诗歌的原理

 最后一个案例For Tashi 则结合共同创作这中一位经历的心身痛苦折磨经历和对应的音乐片段,通过对音乐声浪的可视化表达,进一步探究音乐和可视表示的内在联系(图5)。这个案例从音乐片段的物理属性和人文属性两方面入手,物理属性包含音乐的音景、乐器和声乐,人文属性包含音乐所体现的情感和音色,通过对这些元素进行光谱分析和重要特征研究,将其转化为可视化中的高亮、颜色、纹理、动画、域扭曲和移位等多种形式,并基于执行效率更高的3D渲染光线匹配算法,充分体现出音乐和视觉的相互作用,为普通用户提供了一种音乐的可视表达形式,能够帮助他们更好地理解身体和情感上的心路历程 (图 6)。

5.png图 5 音乐场景被解析映射为视觉元素,并由 GLSL(OpenGL 着色语言)编程绘制。

6.jpg图 6 色彩主题随着音乐中情绪的转变而变化

艺术可视化源于真实数据,强调的是作品的艺术性,即艺术理念的表达,同时这类作品又兼具传达信息的功能。找到致用性和致美性之间的平衡,是创作者经常面临的挑战。对于可视化这个领域来讲,艺术可视化是一种实验和探索,侧重于发现新的视觉传达方向,提供新鲜的视角理解数据, 这种实验性使得艺术可视化成为可视化领域非常值得关注的地方。

在随后的讨论环节中,在线参加讲座的观众和徐瑞鸽教授就报告中的观点进行了深入热烈的探讨。不少观众针对和艺术与应用提出了问题,例如“如何通过通过艺术设计更好地帮助科学可视化传递信息”、“可视音乐有什么具体应用场景”等。针对艺术设计与科学可视化如何交叉这一问题,徐瑞鸽教授认为科学可视化和艺术设计是数据可视化的两个层面。她提到科学可视化通常有一个明确的分析目标,通常从实际应用出发,帮助用户和专家去研究某一特定科学问题。但是这并不意味着科学可视化没有好的艺术设计。恰恰相反,现阶段的科学可视化成果常常具有非常优美的视觉效果,甚至有些领域专家会与艺术家一同探讨交流,共同设计并创造一些效果优秀的科学可视化应用。针对不少观众有浓厚兴趣的可视音乐具体应用场景这一问题,徐瑞鸽教授谈到音乐可视化并不符合传统理工角度对应用的定义,但其本质上也是可视化的应用之一,音乐可视化的研究历史久远,可以将音乐从一种形式转化为另一种形式,能够让大家从视觉和听觉上作为一个整体去感受音乐的情绪,帮助大众更好地理解音乐的传达的精神意义。

    在本次在线报告开始前,还举办了简短的开幕式,专委会主任、北京大学袁晓如研究员介绍了活动组织的背景。专委会国际学术报告工作组成员包括:天津大学毕重科副教授,美国雪城大学徐瑞鸽教授,中山大学陶钧副教授,香港科技大学(广州)曾伟助理教授,西北工业大学刘乐副教授,西交利物浦大学俞凌云助理教授,东北大学张萌老师等。本次活动由专委会毕重科常务委员主持,天津大学合作支持。第二期报告将于2021年10月14日晚举办,邀请了加拿大魁北克高等工程技术大学Michael J. McGuffin教授作为嘉宾讲者。