ジェネレーティブアートを使用して過去と未来の気候変動を伝える

サマリー

ここでは、気候データをジェネレーティブアートとして視覚化するためのプロトコルが提示されています。

要約

現代の気候を理解する能力は、過去の気候変動と、相互に関連するフィードバックによって地球が安定する方法の基本的な理解に依存しています。この記事では、没入型の視覚化を通じて、深海堆積物に保存されている過去の気候変動の記録を幅広い聴衆に変換する独自の方法を紹介します。このビジュアライゼーションは、氷河と間氷期の遷移の地球化学的記録と将来の人為的温暖化のモデル予測を組み込んだマルチメディアインスタレーションであり、視聴者に没入型の体験を提供し、地球の歴史のサブセット間の微妙で微妙な違いに関与し、熟考するように促します。この研究では、現代の氷期-間氷期の周期性の開始(~100万年前)から始まり、過去の気候と予測される将来の人為的温暖化(2099年まで)のモデル結果を比較する5つの時間間隔を紹介しています。インスタレーションは、部屋のさまざまな表面に表示される、時間のサブセットごとに1つずつ、いくつかの実験的な投影で構成されています。視聴者が空間を移動すると、投影は、速度、色、レイヤー、繰り返しなどのアニメーション手法を使用して、さまざまな気候遷移をゆっくりと循環し、すべてサイト固有のデータを介して生成され、地球の気候に関連する惑星のユニークな動作を伝えます。この作品は、インスタレーションの中心にPerlin Noiseアルゴリズムを使用して作成された生成アニメーションを使用して、独自の科学データの視覚化のためのフレームワークを提供します。海面水温、栄養塩の動態、気候変動の速度などの研究変数は、色、縮尺、アニメーションの速度などの正式な結果に影響を与え、これらはすべて簡単に操作でき、特定のデータに接続できます。このアプローチはまた、データをオンラインで公開する可能性を可能にし、視覚的パラメータを多種多様な定量的および定性的データにスケーリングするためのメカニズムを提供する。

概要

ジェネレーティブアートとここで採用されている方法は、データの整合性を維持しながら、定量的データをアニメーションに直接変換することを可能にします。アーティストはジェネレーティブアートを使用して空間^{と時間の認識}を探求しますが^1,2、^ジェネレーティブアートは、空間的または時間的な科学的データではまだ一般的に使用されていません。ここで紹介する作業は、ジェネレーティブビジュアル製品を使用して気候データを紹介するための簡単なフレームワークを提供します。これらの製品は、対面式の展示の作成に使用する場合でも、プレゼンテーションやオンライン出版物の視覚補助として使用する場合でも、広く適用できます。

地球化学的測定または推定を使用して、色、形状、サイズ、速度などの要素をスケーリングすると、視聴者が論文を読んだり、グラフを解釈したり、データテーブルを調べたりすることなく、変化の速度と大きさを視覚的に伝える手段が提供されます。あるいは、選択された変数のランダム化は、将来の予測の場合のように、データの欠如または不確実性を伝えるために使用されます。地質学の過去と未来の並置は、おそらく科学コミュニケーションツールとしてのこれらの製品の有効性に不可欠です。最近の経験は、現代の気候変動の比較のベースラインとなることが多く、人為的な気候変動の規模を把握することは困難になっています

プロトコル

1. 既存のビジュアライゼーションを再生する

1. コーディングおよび視覚化ソフトウェアをダウンロードします( 材料表を参照)。
   1. データとコードをダウンロードします。この記事では、Starr et ^al.9の年齢モデルについて、Marcks et ^al.4とCartagena-Sierra et ^al.5のデータで「不確実性の程度」を使用しています。
      注:「不確実性の程度」には、補足コーディングファイル1、補足コーディングファイル2、補足コーディングファイル3、補足コーディングファイル 4、および補足コーディングファイル5の5つの コーディングファイルが含まれており、視覚化の各期間(それぞれMPT 1、MPT 2、MPT 3、MPT 4、および将来)に関する内容が含まれています。これらのそれぞれには、視覚化に使用されるコーディングライブラリ¹⁰ 、.csv形式でダウンロードされたデータを含む「スクリプト」フォルダー、ビジュアル「粒子.js」の生成に使用されるコード、およびすべての関連データとコードをリンクするインデックスファイル「index.html」が含まれています。

結果

この作業により、地質学的時間の5つの固有の間隔に対応する6つの視覚化が生成され、視覚的側面は、深海堆積物で測定された定量的データ(図1、図2、図3、図4、ビデオ1、ビデオ2、ビデオ3、およびビデオ4)または気候変動に関する政府間パネル(IPCC)のRCPシナリオからモデル化された定量的データ(図5および図6 ).各ビジュアライゼーションは一意で生成的であるため、粒子の軌跡や形状の境界などの変数がランダム化されるため、同じ入力データでもコードが実行されるたびにわずかに異なるビジュアル出力が生成されます。各ビジュアライゼーションでは、パーリンノイズアルゴ.......

ディスカッション

この作品は、科学コミュニケーションを目的としたジェネレーティブアートの有用性を強調しています。ワークフローを使用して、既存のデータをアニメーション内の要素に変換できます。この作業からのアニメーション出力は、コードが実行されるたびに異なるバージョンのアニメーションが作成され、視覚要素が地球化学および気候モデルデータにスケーリングされるという点で独特です。したがって、入力データが同じである限り、色、速度、サイズなどの要素は一定のままです。これにより、これらの視覚要素を直接比較して、データに関する結論を導き出すこともできます。

深海堆積物からの地球化学的測定と将来の人為的温暖化のモデル推定は、パーリンノイズアルゴリズム¹¹内で使用され、没入型設備に変換されます。古海洋データから生成されたアニメーションは、将来の気温のモデル推定値の比較のベースラインとして機能します。深海堆積物は過去の気候のアーカイブであり、気候システムを理解するための貴重なリソースです^12,13

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
イーゼルUline		H-1450SIL	はめ込み式イーゼルフォームコアボードを保持するフォーム
コアポスターボード	ロイヤルブライツ	#753064	プロジェクションライブサーバーのキャンバスとして使用されるフォームコアボード
	。出版社:Ritwick Dey	バージョン5.7.9	Visual Studio Codeのソフトウェア拡張機能で、ブラウザウィンドウでアニメーションを表示することができます。ダウンロード先:https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ritwickdey.LiveServer
スロー	プロジェクターOptoma	796435814076	任意のモデルのスロープロジェクターは、投影面/距離を希望 で動作します。
Visual Studio Code	Microsoft	Version 1.74 for MAC OS	コード編集および実行用ソフトウェアダウンロード場所 : https://code.visualstudio.com/