Презентация «Биологические иллюстрации: рисунки, фотографии, компьютерные модели»
ПРОБЛЕМНАЯ СИТУАЦИЯ И АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ
Антошка (биологу) : живой мир богат и своеобразен, поэтому существует необходимость сохранения и передачи сведений об объектах живой природы!?
Биолог: Обращал ли ты внимание на то, как оформлен твой учебник? В нем много красочных, уникальных иллюстраций!
Какую проблему мы будем обсуждать на уроке?
Тема урока:
Биологические иллюстрации: рисунки, фотографии, компьютерные модели
СОВМЕСТНОЕ ОТКРЫТИЕ ЗНАНИЙ
- Какие иллюстрации использованы в вашем учебнике?
Рисунки и схемы, научная фотография, компьютерное моделирование, репродукций картин
Ст. 40- 44
Какую роль в научном познании окружающего мира имеют разные виды иллюстраций?
Работа по группам
1-я группа
40-41).2-я группа рассматривает роль научной фотографии (с. 42-43).
3-я группа рассматривает роль компьютерного моделирования (с. 44-45)
Вопросы 1 группе
1. Как вы считаете, почему и с какого времени люди начали изображать животных, растения, явления природы?
- 2. Какой рисунок можно считать научной иллюстрацией?
Научная иллюстрация – это рисунок, выполненный с большой точностью
Иллюстрация Альбрехта Дюрера «Голова моржа» (1521)
Иллюстрация Альбрехта Дюрера «Зайчонок» (1502)
Василий Александрович Ватагин
«Тигр амурский»,
Вопросы 2 группе
- Каково значение для науки фотографии?
Фотография передает особенности природных объектов и явлений
2.
Охарактеризуйте приспособления и условия, необходимые для получения достоверных фотографий.
Валерий Мосейкин – фотограф-натуралист
увеличенное изображение какого-либо объекта
Фотография, сделанная с помощью рентгеновского аппарата
Вопросы 3 группе
1. В каких случаях для познания живых объектов следует использовать компьютерное моделирование?
Чтобы представить, как выглядят слишком маленькие объекты, либо слишком большие помогает компьютерное моделирование
Один и тот же живой объект можно изобразить различными способами, используя для этого рисунок, фотографию, компьютерную модель или даже муляж!
Как вы думаете, каковы плюсы и минусы каждого из этих изображений?
Рисунок клетки кожицы лука
Объёмная пластиковая модель растительной клетки
Фотография клетки кожицы лука
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГА УРОКА
Вывод:
Для сохранения и передачи сведений об объектах живой природы в биологии используют различные иллюстрации: рисунки, фотографии, изображения, полученные с помощью компьютерного моделирования.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Изучите § 8.
2. Повторить Главу 1, подготовиться к контрольной работе.
3. Подберите фотографию или иллюстрацию на биологическую тему.
общее и частное в типах и управлении
Рис. 31. Классификация интерактивных моделей в продуктах компании
Основные типы интерактивных моделей (в порядке повышения уровня интерактивности) представлены на Рис. 31.
Интерактивные модели, включаемые в продукты компании, могут функционировать в них не только как самостоятельные, полностью изолированные медиаобъекты, но и передавать в систему информацию о действиях учащегося, которая может быть проверена учителем или компьютером. Например, в интерактивном микроскопе (см. Рис. 42) можно рассмотреть микропрепарат, выбрав наиболее удачный ракурс, затем вызвать учебный рисунок и установить соответствие между элементами изображения препарата и учебным рисунком. Это задание может быть автоматически проверено компьютером.
Интерактивные анимации – это мультимедиа-компоненты, демонстрирующие на экране компьютера динамическую визуальную модель явления, технического объекта или процесса. Эти компоненты, как правило, содержат активные элементы управления параметрами модели и элементы навигации (например, кнопки
- если нужно показать объект в движении,
- если нужно сделать объект интерактивным – так, чтобы его поведение или внешний вид зависели от действий пользователя,
- если нужно разместить много информации в ограниченном пространстве.
Рис.32. Фрагмент модели «Интерактивный рисунок»
Интерактивный рисунок (Рис. 32) представляет собой изображение, разделенное на активные области. Щелчок по активной области открывает всплывающее окно с текстом или провоцирует какое-либо простое действие. Выбор активных областей щелчком мыши в некоторых случаях может дублироваться выбором из списка или группы переключателей.
Интерактивный текст – тип интерактивной модели, в котором осуществляется работа по анализу предложенного учебного текста с созданием для него системы разметки, соответствующей требованиям задания, системы ссылок на всплывающие окна (с редактированием самих окон) и гиперссылок на внешние источники (ресурсы интернета, изображения, мультимедиа-файлы). Данный тип модели эффективен при работе с понятийным аппаратом естественных наук, при анализе первоисточников в истории и обществознании, при обучении осмысленному чтению художественной литературы и т. п.
Рис.33. Интерактивный коллаж
Интерактивный коллаж (Рис. 33) – это группа рисунков (как правило, фотографий), уменьшенные изображения которых сгруппированы в матрицу.
Интерактивная схема (Рис. 34) представляет собой иерархическую схему, в которой блоки верхнего уровня могут декомпозироваться, разделяясь
на несколько блоков более низкого уровня, и «сворачиваться» обратно. В состав блока могут входить текст, формулы, иллюстрации и анимированные объекты. Интерактивные схемы используются на теоретических сценах для компактного размещения учебного материала или для повышения качества визуального представления сложных иерархических схем. Также интерактивные схемы (как готовые объекты, так и создаваемые пользователями в процессе работы в системе) эффективно используются в практикумах.
Рис. 34. Интерактивная схема с развернутой карточкой
Рис.35. Интерактивная таблица
Интерактивная таблица (Рис.
35) – это интерактивный вариант обычной таблицы. Один из столбцов таблицы (как правило, с ключевым полем) содержит выпадающий список, выбирая в котором пользователь может вывести на экран нужную запись. Интерактивные таблицы предназначены для экономии места в теоретических сценах и в описаниях лабораторных работ.
Интерактивная лента (лента времени) – тип интерактивной модели, в котором основу составляет цифровая шкала (обычно это хронологическая шкала, но может быть и линейная, логарифмическая – для представления масштабов разных уровней), с которой соотносятся плашки или «флажки» с точной привязкой к точке шкалы. По щелчку на плашке или «флажке» открывается всплывающее окно с иллюстрированным текстом. Интерактивные ленты используются для демонстрации привязанных к выбранной оси событий, фактов, объектов и явлений (Рис. 36).
Рис. 36. Интерактивная лента
Интерактивная карта (Рис. 37) – это мультимедиа-компонент, основанный на обычной карте (географической, астрономической и т.
Рис.37. Интерактивная карта с выбором объектов отображения и шкалой времени
Исторические карты позволяют увидеть динамику развития рассматриваемой территории в течение определенного промежутка времени. Пользователь имеет возможность посмотреть карту в определенное время с помощью полосы прокрутки под картой. Возможен непрерывный показ изменений в режиме анимации.
Рис.38. Интерактивная диаграмма
Интерактивная диаграмма (Рис. 38) – это тип модели, в котором реализуется представление данных (как предложенных в виде учебной задачи, так и полученных экспериментально на реальной или виртуальной опытной установке) в виде диаграмм и графиков разных типов.
Этот тип моделей широко используется в практикумах (преимущественно в виде создаваемых самими пользователями в ходе выполнения работ).
Интерактивный график (Рис. 39) – это шаблонный тип интерактивной модели, который позволяет строить графики функций с произвольно задаваемыми параметрами. Он эффективен не только в алгебре, но и при решении ряда задач естественных наук, требующих выявления точных математических зависимостей и построения математических моделей процессов и явлений.
Рис.39. Интерактивный график
Интерактивный чертеж (Рис. 40) – это мультимедиа-компонент, позволяющий не только выполнить геометрические преобразования (поворот, смещение, масштабирование, вращение в трехмерном пространстве) с плоскими и объемными геометрическими изображениями, но и изменять себя (добавлять и удалять компоненты, изменять их размеры и взаимное расположение). Интерактивные чертежи используются в качестве иллюстраций в учебных пособиях по геометрии.
Рис.40. Структура окна модели «Интерактивный чертеж»
Многопараметрические интерактивные модели предназначены для тех же целей, что и динамические модели с выбираемым параметром, однако возможности настройки модели объекта или процесса в них гораздо более широкие. Такие модели могут содержать от 2 до 10 полей численного ввода, в которых можно указать те или иные параметры модели, а также списки, переключатели, выключатели. Если модель динамическая, то она содержит кнопки управления анимацией – «Вперед», «Назад» и т. п.
Многопараметрические интерактивные модели могут использоваться как на теоретических разделах для иллюстрации учебного материала, так и в виртуальных практикумах – для выполнения лабораторных работ на компьютере. За счет совмещения математической модели и реалистического эксперимента (Рис. 41) они позволяют эффективно рассматривать и изучать сложные процессы и вяления по их моделям.
Рис.
41. Структура окна многопараметрической модели
Частным случаем многопараметрических моделей являются обучающие игры, в которых математическая модель, лежащая в основе, «спрятана»
от пользователя, а возможности управления и достижения поставленного результата максимально приближены к игровым. Хотя они и позиционируются как игры, в большинстве случаев их можно рассматривать как «хороший» интерактивный объект, который может быть изучен в ходе лабораторного исследования.
Модели-тренажеры предназначены для тренировки практических умений и навыков учащихся в условиях. Как правило, управление объектами или процессами в этих моделях учащиеся осуществляют с помощью специализированных элементов управления, внешний вид которых схож с элементами управления, применяемыми в соответствующих реальных установках. Поэтому в моделях-тренажерах широко используются стилизованные кнопки, компоненты point-n-click и drag-n-drop.
Наконец, модель-тренажер не только позволяет учащемуся выполнить какую-либо последовательность действий, но и контролирует достижение целей, поставленных перед учащимся, то есть дает ему обратную связь. Модели-тренажеры используются в практических разделах учебных пособий – как в качестве самостоятельных учебных единиц, так и в совокупности с другими мультимедиа-компонентами. В случае, если модель оценивает ответ, ее можно использовать и в аттестационных модулях.
Рис.42. Интерактивный микроскоп
Интерактивный микроскоп (Рис. 42) – частный случай модели-тренажера, в котором в качестве моделируемого реального оборудования использован световой микроскоп. В интерактивном микроскопе, как и в реальном, можно менять увеличение, тип освещения, а также использовать цифровое увеличение для дополнительного увеличения отдельных деталей микропрепарата. Кроме того, в интерактивном микроскопе, в отличие от реального, можно выполнять ряд учебных задач: указывать на изображении требуемые объекты, делать подписи к изображениям, устанавливать соответствие между элементами микропрепарата и подписями или учебными рисунками и т.
п.
Интерактивные реактивы – тип интерактивных моделей, в котором можно выполнять химические опыты: выбирать необходимое оборудование и реактивы, подбирать условия протекания реакций, наблюдать за их ходом и получающимися продуктами реакций. Этот тип моделей используется в виртуальных практикумах по химии (а также биологии и физике).
Модели-конструкторы (конструктивные среды, Рис. 43) – одна из форм моделей-тренажеров, позволяющая обучаемому собрать объект или процесс из отдельных составляющих. Результат сборки может оцениваться компьютером. Они обычно используются в практических разделах учебных пособий.
Рис.43. Пример конструктивной среды по электростатике
150 лет научной иллюстрации
Рисунок солнечного спектра Нормана Локьера, опубликованный в первом выпуске Nature . Кредит: Nature
Наука — это прежде всего визуальное занятие. Он вращается вокруг материала — будь то атом, ген, кристалл, кит или далекая галактика.
Его цель – разъяснение. Таким образом, коммуникативное исследование всегда основывалось на объединении изображения и текста для обмена открытиями, идеями и наблюдениями.
Поступив на рынок в ноябре 1869 года, Nature заявила о своей приверженности визуальному оформлению красивой шапки, изображающей Землю, выходящую из облаков. (Художником мог быть гравер Джеймс Дэвис Купер, иллюстрировавший книгу Чарльза Дарвина 1872 года « Выражение эмоций у человека и животных ».) Под шапкой были слова «Еженедельный иллюстрированный научный журнал». Баннер, если не подзаголовок, оставался на первой полосе Nature вплоть до окончания Второй мировой войны.
На протяжении многих лет журнал Nature адаптировался благодаря череде редакторов, а в последние десятилетия родственные журналы заняли свое место во все более специализированных научных дисциплинах. Изображения оставались центральными повсюду. Например, в 1896 году Nature опубликовала первые рентгеновские пластины физика Вильгельма Рентгена 1 ; в 1920-х годах карты для обсуждения теории дрейфа континентов Альфреда Вегенера 2 ; а в 1968 году графики, описывающие открытие астрофизиком Джоселин Белл Бернелл пульсаров 3 .
Празднование 150-летия природы
В некотором смысле роль изображений в научных публикациях не сильно изменилась за последние 150 лет. Многие научные данные представлены в виде визуализаций: иллюстраций, графиков и, в последнее время, фотографий. Что изменилось, так это инструменты. Первоначально Nature и другие научные журналы публиковали монотонные печатные гравюры. Теперь его визуальный ландшафт оцифрован, часто подвижен, представлен в ярких цветах и значительно расширен, чтобы отразить изменения в технологических возможностях и самой науке, о чем свидетельствует обложка этого юбилейного номера.
В конце девятнадцатого века в научных дисциплинах произошли интенсивные изменения; границы между ними были более пористыми. Изображения открытий соседствовали на страницах журналов с диатомовыми водорослями и археологическими артефактами (такими как каменные орудия 800–450 гг. В то время как многие изображения сейчас используются для интерпретации или визуализации данных, эти ранние примеры были в основном представлениями научных данных — скажем, фотографией затмения или рисунком геологической формации.
Иллюстрация на первой обложке Nature , 1869 год. Кредит: Nature
В первом выпуске Nature такие репрезентативные изображения, основанные на данных, сыграли важную роль. Первый редактор журнала, астроном Норман Локьер, открыл гелий в 1868 году с помощью электромагнитной солнечной спектроскопии. Свою статью «Недавнее полное затмение Солнца» он проиллюстрировал двумя фотографическими изображениями: солнечным спектром и гравюрой, полученной с фотографии солнечного затмения.
Это не фотографии в нашем понимании. До 1890-х годов большинство изображений, воспроизводимых для журналов, представляли собой гравюры на дереве, которые были окрашены и установлены для печати вместе с набором. Чтобы сделать их, гравер либо копировал на глаз, либо накладывал фотографию прямо на ксилографию во время вырезания.
Искусство точности Точность была очень важна. Если бы линия в спектре Локьера была не в том месте, это могло бы свидетельствовать о том, что Солнце состоит из кальция, а не из водорода.
Таким образом, для обеспечения точности необходимы навыки и сотрудничество. Иллюстраторы и граверы той эпохи часто сами были учеными или тесно сотрудничали с исследователями. Иллюстраторы могут даже скопировать изображение прямо на блок или пластину, чтобы гравер мог выполнить свою работу.
В своей книге Objectivity (2007) историки науки Лоррейн Дастон и Питер Галисон описывают такие совместные процессы создания изображений как «четырехглазое зрение». Авторы и создатели изображений работали вместе, чтобы сформировать и построить достоверное изображение 5 . Подобное сотрудничество было обычным явлением на протяжении всего столетия. Например, для первого номера своего Magazine of Natural History ботаник Джон Клавдий Лаудон попросил гравера скопировать гравюры из журнала Джона Джеймса Одюбона 9.0003 Птицы Америки (1827–1838). Они служили путеводителями для читателей, даже когда журнал стал форумом для обсуждения новых результатов с экспертным сообществом.
Рисунок в Журнале естественной истории . Фото: Журнал естественной истории/Audubon’s Birds of America
К моменту появления Nature уже формировалась модель журнала, ориентированного на профессиональное научное сообщество. Исследователи могут быть натуралистами-любителями, которые собирали и описывали виды, например, ботаник Альфред Уильям Беннетт и криптогамист Майлз Джозеф Беркли, отправлявшие изображения на Nature с изображением причины «ржавчины» на растениях пшеницы и барбариса 6 . Или они могут принадлежать к зарождающемуся классу университетских ученых-лаборантов, таких как физик Питер Гатри Тейт, который прислал эскиз, иллюстрирующий его аппарат для измерения длины волны монохроматического света 7 . Специализированные журналы, такие как Journal of Physiology , выпущенный в 1878 году, отражали возникающие дисциплины, а также предоставляли место как любителям, так и профессионалам.
Привлекательные образы становились фактором конкуренции на этом растущем рынке идей.
Ненаучный журнал Illustrated London News , выпущенный в 1842 году, создал прецедент по привлечению широкой читательской аудитории с помощью изобилия визуальных материалов. Как я описал в своей книге From a Photograph (2016), Природа отреагировала на это давление в некоторой степени 8 . Тем не менее, как отмечает историк Мелинда Болдуин в книге Making Nature (2015), только в 1890 что журнал впервые получил прибыль 9 . Стоимость изображений оказала большое влияние на итоговую прибыль. Геологу Эдварду Чарльзуорту, перешедшему во владение Magazine of Natural History от Лаудона, пришлось сократить номера, чтобы втиснуть больше изображений на каждую страницу 10 .
Nature с его всеобъемлющим названием, состоящим из одного слова, также вызвало прямую конкуренцию, например, журнал астронома Ричарда Энтони Проктора Knowledge (с подзаголовком «Иллюстрированный журнал науки») и американский иллюстрированный еженедельник Наука .
В 1883 году один из первых редакторов последнего, энтомолог и палеонтолог Сэмюэл Хаббард Скаддер, опубликовал описание гигантского ископаемого палочника, обнаруженного в угольных залежах во Франции другим энтомологом, Шарлем Броньяром. Сопровождающая его гравюра (см. стр. 25) эффективно сшивает воедино два фрагмента наблюдательных данных — тело и крылья насекомого, разделенные в угольном пласте.
Такие простые линейные гравюры стали основным продуктом. В том же году в Nature , канадский ботаник Грант Аллен опубликовал серию изображений формы листьев, утверждая, что их форма отражает уровень конкуренции с другими растениями за доступ к источникам энергии.
Рисунок «Titanophasma Fayoli Brongniart», опубликованный в Science в 1883 году. Кредит: Science Vol. 1, февраль – июнь 1883 г.
Между 1880-ми и 1900-ми годами старое сотрудничество уступило место технологическим собеседникам: фотографам. Научные журналы рассматривали фотографию как способ видения, обеспечивающий «механическую объективность».
Было больше веры в способность шлифованных линз и галогенидов серебра запечатлеть мир так, как не может глаз. Однако, как и во всех визуальных технологиях, для преобразования данных в понятное изображение требовался отбор, организация и интерпретация.
Знаковым примером является работа французского физиолога Этьена-Жюля Маре. Вслед за Эдвардом Мейбриджем, запечатлевшим передвижение животных с помощью «мгновенной фотографии» в 1870-х годах, Марей разработал свой собственный метод: хронофотографию. В 1882 году в журнале Nature, , он описал свое «фотографическое ружье», в котором использовалась вращающаяся фотопластинка для получения последовательных изображений летящей птицы 11 , что помогло проложить путь к пониманию полета с двигателем. Тем временем проект Carte du Ciel в Парижской обсерватории, проводившийся с 1887 по 1919 гг.50, привело к созданию 22 000 стеклянных негативов звезд из более чем 20 обсерваторий 12 .
На протяжении первой половины двадцатого века фотография имела решающее значение для науки.
Кэтлин Лонсдейл была пионером в области кристаллографии, в которой рентгеновские лучи направляются на образец для измерения дифракции и определения его атомной и молекулярной структуры. Лонсдейл опубликовала свои выводы 1928 года о бензольном кольце в Proceedings of the Royal Society 13 9.0024 . Ее рентгеновские дифракционные фотографии — например, серия из восьми фотографий бриллиантов 1941 года — регулярно появлялись на страницах 14 журнала Nature .
Этот метод стал решающим для взрывного открытия 15 структуры ДНК молекулярными биологами Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком, опубликованного в журнале Nature в 1953 году. и был взят под наблюдением кристаллографа Розалинды Франклин тогдашним аспирантом Раймондом Гослингом.0023 16 .
Фотография также использовалась для опровержения одного из крупнейших научных обманов двадцатого века. В 1912 году археолог-любитель Чарльз Доусон заявил, что обнаружил недостающее звено между людьми и обезьянами в том, что выглядело как ранний человеческий череп, найденный в Пилтдауне, Сассекс.
В 1913 году анатом Дэвид Уотерсон опубликовал статью Nature , включающую три рисунка, сделанные с помощью рентгеновских лучей, показывающие, что нижняя челюсть пилтдаунского «черепа» почти идентична нижней челюсти шимпанзе.0023 17 . К 1950-м годам «Пилтдаунский человек» был развенчан. Природа стала местом разоблачения плохой науки с помощью визуальных доказательств.
К середине двадцатого века многолетний бум научных журналов (к 1900 году их было уже 10 000) 18 не ослабевал, идя в ногу с ростом академической науки и распространением областей. Фототехнологии оставались центральными, но визуальное содержание было разнообразным и включало графики и ранние цифровые изображения. А начиная с 1970-х технологические инновации в области визуализации позволили науке видеть дальше и глубже. Криоэлектронный микроскоп, впервые анонсированный в Nature 19 , позволил применять электронную микроскопию к организмам путем замораживания и суспендирования их в водном растворе.
(В 2017 году его изобретатели — Джеймс Дюбоше, Иоахим Франк и Ричард Хендерсон — получили Нобелевскую премию по химии за работу над структурой вирусов.)
Nature обложка, август 2019Кредит: Природа
Изобретение устройства с зарядовой связью в 1969 году означало, что изображения можно было записывать на кремниевый чип: фотография вошла в цифровую сферу. Датчики цифрового изображения в телескопах оказали огромное влияние на астрономию. В 2018 году Майкл Косс и его коллеги подтвердили теорию о слиянии черных дыр с помощью визуальных данных Sloan Digital Sky Survey 20 . А в 2019 году было опубликовано первое изображение черной дыры, созданное с помощью телескопа Event Horizon. Природа была ключом к распространению этих новых технологий и предоставлению платформы для их обсуждения.
В настоящее время цифровая визуализация идет дальше: разрабатываются такие методы, как гибридная мультиплексная скульптурная световая микроскопия для измерения нейроактивности 21 , и большая база данных НАСА с многоволновыми изображениями галактики (см.
go.nature.com/2bdrua5) . Есть необычные снимки туманностей, сделанные космическим телескопом Хаббла, изображения отдельных атомов с «экстремальным увеличением» и растущая область визуализации данных — графическое представление данных.
От макро до микро, изображения сегодня исключительно точны и часто прекрасны, они способны запечатлеть миры и структуры, находящиеся далеко за пределами человеческого зрения. Показательным примером является обложка «Нарисованные вместе» для выпуска Nature от 8 августа 2019 года. Созданный иллюстратором Инной-Мари Стражник, он представляет собой визуализацию работы биоинженера Тайлера Росс и его коллег, которые использовали активируемые светом моторные белки для перемещения микротрубочек в сетевые структуры 22 . Стражник перевел представленные в статье модели, изображения и графики в динамичное, почти трехмерное изображение.
Визуальное изображение продолжает служить основой для осмысления данных. Инструменты, как мы видели, радикально изменились.
Сила изображений не имеет.
Ссылки
Röntgen, W.C. Nature 53 , 274–276 (1896).
Артикул Google Scholar
Wright, WB Nature 111 , 30–31 (1923).
Артикул Google Scholar
Хьюиш, А., Белл, С.Дж., Пилкингтон, Дж.Д.Х., Скотт, П.Ф. и Коллинз, Р.А. Nature 217 , 709–713 (1968).
Артикул Google Scholar
Природа 22 , 13–16 (1880).
Артикул Google Scholar
Дастон, Л. и Галисон, П. Объективность (Zone Books, 2007).
Google Scholar
Tait, PG Nature 22 , 360–361 (1880).
Артикул Google Scholar
Белкнап, Г. С фотографии. Подлинность , Science the Periodical Press, 1870–189 гг.0 (Bloomsbury Academic, 2016).
Google Scholar
Болдуин, М. Создание природы: история научного журнала (Univ. of Chicago Press, 2015).
Google Scholar
Лоудон, Дж. К. Маг. Нац. История 9 , IV (1836).
Google Scholar
Природа 26 , 84–86 (1882).
Артикул Google Scholar
Лонсдейл К. и Уиддингтон Р. Proc. Р. Соц. Лонд. сер. Содержать. Пап. Мат. физ. Персонаж 123 , 494–515 (1929).
Артикул Google Scholar
Лонсдейл, К. и Смит, Х. Nature 148 , 112–113 (1941).
Артикул Google Scholar
Watson, JD & Crick, FHC Nature 171 , 737–738 (1953).
Артикул пабмед Google Scholar
Franklin, R. E. & Gosling, R. G. Nature 171 , 740–741 (1953).
Артикул пабмед Google Scholar
Waterston, D.
Nature 92 , 319–319 (1913).Артикул Google Scholar
Shuttleworth, S. & Charnley, B. Примечания Рек. Р. Соц. Лонд. 70 , 297–304 (2016).
Артикул пабмед Google Scholar
Дюбоше, А. М., Лепо, Дж. и МакДауэлл, А. В. Nature 308 , 32–36 (1984).
Артикул пабмед Google Scholar
Косс, М. Дж. и др. Природа 563 , 214–216 (2018).
Артикул пабмед Google Scholar
Weisenburger, S. et al. Ячейка 177 , 1050–1066 (2019).
Артикул пабмед Google Scholar
Росс, Т.
Д. и др. Природа 572 , 224–229 (2019).Артикул пабмед Google Scholar
«>Bennett, AW & Berkeley, MJ Nature 2 , 318–319 (1870).
Артикул Google Scholar
«>Природа 38 , 38 (1888).
Артикул Google Scholar
Nature 92 , 319–319 (1913).
Д. и др. Природа 572 , 224–229 (2019).Ссылки для скачивания
Цифровое искусство · V&A
«Цифровое искусство» описывает использование технологий в творческом мышлении и создании произведений искусства. Охватывая широкий спектр сред, цифровое искусство простирается от компьютерного, генеративного, роботизированного, кинетического и сетевого искусства до искусства пост-интернета, виртуальной реальности и дополненной реальности.
Концептуально истоки цифрового искусства можно проследить до идеологий, присутствовавших в авангардных художественных движениях первой половины 20-го века. Такие направления, как модернизм, футуризм, абстракция и оп-арт, стали ответом на быстрое развитие транспортных и коммуникационных систем, а также на новые научные открытия, сделанные в результате войны. Мировой конфликт также привел к беспрецедентному перемещению людей и обмену идеями и создал условия для того, что общество должно было становиться все более глобализированным.
В то время как художники проявляли живой интерес к инновациям, таким как радары, микроволны и компьютеры, богатый потенциал современных технологий как инструментов в искусстве начал изучаться только тогда, когда доступ к ним расширился в XIX веке.50 лет и старше.
Цифровое искусство, обычно определяемое как тесное сотрудничество между компьютером и художником, на самом деле выросло из партнерства между научными лабораториями и художниками, стремящимися получить доступ к новым технологическим средам. Эти коллективные усилия способствовали формированию современных технологий и их эстетических качеств.
Творческое сотрудничество с технологиями (1950–1970-е годы)
Первые работы, признанные цифровым искусством, берут свое начало в экспериментальных подходах к фотографическим средам, вдохновленных снимками американского художника Ман Рэя — типом безкамерной фотографии, впервые использованным в 1921 (также известный как фотограмма). Следуя этой линии, художники, работавшие в 1950-х годах, использовали фотографию как средство для демонстрации процессов, которые в противном случае были бы незаметны для человеческого глаза.
Например, самое раннее «цифровое» произведение искусства в коллекции Виктории и Альберта, Oscillon 40 (1952 г.), было создано американским математиком Беном Лапоски с помощью осциллографа для обработки электронных сигналов и фотографирования их в форме волн. Осциллографы, обычно используемые в медицине, технике и телекоммуникациях, не предназначались для использования в качестве художественного средства, и неожиданное использование Лапоски предвосхищает более позднее слияние искусства и вычислительной техники.
В 1960-х годах компьютеры были недоступны большинству, они располагались только в университетских и корпоративных лабораториях. В результате художникам, стремящимся работать с такими новыми технологиями, необходимо было искать партнерские отношения с математиками и программистами, чтобы начать создавать новые жанры работ.
Компьютеры той эпохи занимали целые комнаты и требовали от пользователей понимания языков программирования для работы с ними. Художники-первопроходцы Вера Молнар и Манфред Мор создали свои творческие практики, работая в компьютерных лабораториях во Франции. Этот тип работ, являющийся ранним примером вычислительного искусства, сегодня определяется либо как алгоритмическое, либо как генеративное искусство.
В то время, когда экраны еще не были встроены в компьютер, и Молнар, и Мор полагались на использование плоттеров для создания своих вычислительных работ. Эти ранние типы принтеров, характеризующиеся арматурой, которая перемещалась по поверхности по мере того, как на нее загружались данные, внесли большой вклад в эстетические характеристики раннего вычислительного искусства, часто приводя к сложным геометрическим линиям.
«Прерывания», плоттерный рисунок, Вера Молнар, 1969, Париж, Франция. . Музей №. Е.269-2011. © Музей Виктории и Альберта, Лондон «Прерывания», плоттерный рисунок, Вера Молнар, 1969, Париж, Франция.
Музей №. Е.269-2011. © Музей Виктории и Альберта, Лондон Венгерская художница Вера Молнар начала свою карьеру в Будапештском колледже изящных искусств. Переехав в Париж в 1947 году, она познакомилась с оп-артистами, включая Хесуса Рафаэля Сото и Виктора Вазарели. Эти первые встречи с оп-артом оказали глубокое влияние на композицию и геометрическую эстетику работ Мольнара. В 1960 году она стала соучредителем Groupe de Recherche d’Art Visuel для изучения совместных подходов к механическому и кинетическому искусству вместе с такими художниками, как Хулио Ле Парк. В работе, предшествовавшей появлению компьютера, она использовала аналоговые алгоритмы или «воображаемую машину» для создания красочных абстрактных геометрических изображений, следуя набору заранее определенных композиционных правил. В 1968 году она получила доступ в университетскую исследовательскую лабораторию в Сорбонне, где самостоятельно выучила язык программирования FORTRAN, тип кодирования, особенно используемый в научных и инженерных контекстах. Вооружившись этими знаниями, Мольнар создал изделия, в том числе Interruptions (1969) и Structures of Squares (1974), которые позже были приобретены V&A, что сделало ее первой женщиной-вычислителем в коллекции.
Карьера немецкого художника Манфреда Мора перешла от абстрактного экспрессионизма к компьютерной алгоритмической геометрии после того, как он открыл для себя теории информационной эстетики немецкого философа Макса Бензе, которые стремились установить математически строгие эстетические принципы. В 19В 69 году, через год после того, как Мольнар получил доступ в Сорбонну, Мор запрограммировал свои первые генеративные чертежи, используя огромный компьютер CDC 6400 в Метеорологическом институте в Париже.
В парижской лаборатории он научился пользоваться перфокартами Холлерита и программировать на языке FORTRAN. Он применил эти навыки для создания серии работ, в которую вошли P-62 (1970 г.) из коллекции Виктории и Альберта. На протяжении 1970-х компьютерные художники находились под влиянием наследия концептуального искусства, в частности Fluxus, движения, которое стремилось разрушить барьеры между искусством и жизнью, и жанра перформанса, широко известного как Happenings. Художники, работавшие в то время в этом режиме, включают Аналивию Кордейро, которой всего 19 лет.лет, представлен M3X3 на выставке Computer Arts Society Interact на Эдинбургском фестивале 1973 года.
Для M3X3 , Аналивия Кордейро создала последовательность аналоговых алгоритмов, которая генерировала точные инструкции для координации выступления девяти танцоров, чтобы напрямую реагировать на взгляд телекамеры.
В результате сочетания профессионального танцевального образования Кордейро и интереса к математике, который она унаследовала от своего отца, бразильского искусствоведа и художника итальянского происхождения Вальдемара Кодейро, M3X3 исследует идеи предопределенного движения, продиктованного алгоритмической точностью, отражая, как машины получили влияние на человеческое тело, например, в промышленных производственных линиях.
Подобно Манфреду Мору, Гарольд Коэн подошел к вычислительному искусству с точки зрения живописи. Выпускник Школы изящных искусств Слэйда в Лондоне, интересующийся абстракцией, его практика изменилась в 1968 году после его переезда в Калифорнию и начала сотрудничества с Лабораторией искусственного интеллекта Стэнфордского университета. Здесь Коэн начал работу над AARON, запрограммированной компьютером машиной для рисования, с помощью которой он исследовал идеи независимого принятия искусственных творческих решений.
Чтобы разработать свою машину, Коэн объединил исследования процессов детского рисования с изучением иконографии коренных американцев в дополнение к различным подходам к абстрактной живописи. Результатом стал алгоритм, который позволял компьютеру рисовать линии с нерегулярными органическими следами письма от руки. Коэн впервые выставил AARON в Художественном музее округа Лос-Анджелес в 1972.
Примерно в то же время американский художник Дэвид Эм начал экспериментировать с электронной обработкой телевизионных изображений, что привело его к работе в Исследовательском центре Xerox в Пало-Альто. По прибытии в 1975 году он сотрудничал с Диком Шоупом, ученым-компьютерщиком, чья работа в области обработки видео способствовала интересу Эма к компьютерной графике.
Два года спустя Эм присоединился к Лаборатории графического дизайна реактивных двигателей НАСА в Пасадене в качестве их первого постоянного художника.
Новая программа была посвящена изучению развивающейся области трехмерной компьютерной графики и применению этих знаний в применимых областях космических полетов НАСА. В этом году Эм создал первого трехмерного персонажа, разработав анимированную цифровую модель насекомого. Во время этой резиденции он поддерживал создание симулированных миров для пространственного исследования планет Юпитер и Сатурн. Он также создал первый навигационный виртуальный мир в 1978 и продолжил разработку виртуальных миров, имитирующих естественные условия гравитации, ветра и дождя. Несмотря на то, что работы Эма имели научное обоснование, эти примеры содержат отсылки к таким художественным направлениям, как сюрреализм, абстрактная живопись и экспериментальное кино.
Е.952-2008. © Музей Виктории и Альберта, ЛондонКлючом к художественным практикам на заре цифрового искусства была способность художников формировать отношения с научными учреждениями, открытыми для совместного доступа к своим вычислительным технологиям. В каждом случае сочетание технологии и художественного видения способствовало развитию важных художественных практик. В то же время роль художника все больше признавалась важным двигателем инноваций, и вместе с этим возможности проживания стали более формализованными.
К середине 1980-х годов значительное уменьшение размера и стоимости компьютеров в сочетании с достижениями в программном обеспечении привело к увеличению их доступности для использования как в офисе, так и дома. В 1991 году появление Всемирной паутины еще больше увеличило доступность персональных компьютеров, позволив пользователям соединяться и обмениваться информацией в рамках глобальной сети. Хакерская и игровая культуры процветали в этот период, поскольку сообщества быстро формировались для обмена ресурсами и более публичного обсуждения коллективных проблем, связанных с технологическими инфраструктурами и инструментами.