الرئيسيةعريقبحث

تجسيد مرئي (جرافيك)

☰ جدول المحتويات

تجسيد مرئي لكيفية تشوه السيارة في حادث تصادم غير متماثل باستخدام تحليل العناصر المحدودة .

التجسيد المرئي أو التصور ( انظر إلى الاختلافات الإملائية ) هو أي تقنية لإنشاء صور أو رسوم توضيحية أو رسوم متحركة لتوصيل رسالة، كان التجسيد المرئي من خلال الصور المرئية طريقة فعالة لتوصيل الأفكار المجردة والملموسة من بداية فجر الإنسانية. وتشمل هذه الأمثلة من التاريخ مثل لوحات الكهوف , الهيروغريفية المصرية ، والهندسة اليونانية، والأساليب الثورية لليوناردو دافينشي للرسم الفني للأغراض الهندسية والعلمية .

التجسيد المرئي في يومنا هذا لديه تطبيقات متزايدة بإستمرار في مجالات العلوم والتعليم والهندسة ( مثال : تجسيد مرئي لمنتج ) ، والوسائل المتعددة و الطب، وما إلى ذلك . تطبيق التجسيد المرئي هو في نطاق رسوميات الحاسوب ، قد يكون إختراع جرافيكس الكمبيوتر أهم تطور في التجسيد المرئي منذ إختراع منظور مركزي في عصر النهضة. ساعد تطوير الرسوم المتحركة أيضًا على تقدم التجسيد المرئي .

نظرة عامة

خريطة العالم لبطليموس ، أعيد تشكيلها من جغرافيا بطليموس (حوالي 150) ، تشير إلى دول " سيريكا " و "سيناء" ( الصين ) في أقصى اليمين، خارج جزيرة "تابروبان" ( سريلانكا ، كبيرة الحجم) و "أوريا تشيرسونيسوس"( شبه جزيرة جنوب شرق آسيا ).
معلومات تشارلز مينارد عن مسيرة نابليون

إن استخدام التجسيد المرئي لتقديم المعلومات ليست ظاهرة جديدة، بل تم إستخدامه في الخرائط والرسومات العلمية ومخططات البيانات لمدة تتجاوز الألف عام وتشمل الأمثلة على رسم الخرائط : الجغرافيا لبطليموس (في القرن الثاني الميلادي) ، وخريطة الصين (1137 ميلادي) ، وخريطة مينارد (1861) لغزو نابليون لروسيا منذ قرن ونصف. معظم المفاهيم المستفادة في ابتكار هذه الصور تنتقل بطريقة مباشرة إلى تصور الكمبيوتر. كتب إدوارد توفتي ثلاثة كتب حازت على استحسان النقاد تشرح العديد من هذه المبادئ . وبعض الأمثلة الأكثر تداولا للمرئيات العلمية. [1][2][3]

تم استخدام جرافيكس الكمبيوتر منذ بدايتها لدراسة المشاكل العلمية ومع ذلك غالبا ما كان هنالك نقص في طاقة الرسومات والجرافيكس يحد من فائدتها في أيامها الاولى، بدأ التركيز الأخير على التجسيد المرئي في عام 1987 مع نشر التجسيد مرئي في علوم الحاسوب، وهو مسألة خاصة من جرافيكس الكمبيوتر [4], ومنذ ذلك الحين كانت هنالك العديد من المؤتمرات ورش العمل وكانت برعاية مشتركة من قبل ( IEEE) لمجتمع الكمبيوتر و ACM SIGGRAPH المخصص للموضوع الأساسي، والمجالات الخاصة في هذا النطاق، على سبيل المثال التجسيد المرئي للحجم .

أغلبية الناس على دراية بالرسوم المتحركة الرقمية التي تم إنتاجها لتقديم علم الأرصاد الجوية خلال تقارير الطقس على شاشة التلفاز ، وعلى الرغم من أن هنالك القليل يمكنهم التمييز بين نماذج الواقع هذه وصور الأقمار الصناعية التي يتم عرضها أيضا في مثل هذه البرامج، يقدم التلفزيون أيضا تصورات علمية عندما يعرض عمليات كمبيوتر رسومية ومتحركة لحوادث الطرق أو الطائرات وبعض أكثر الأمثلة شيوعا للمرئيات العلمية هي الصور المنشأة بواسطة جهاز الحاسوب والتي تظهر المركبات الفضائية الحقيقية أثناء العمل، أو في الفراغ بعيدا عن الأرض وأيضا على الكواكب الأخرى، الأشكال الديناميكية للتصور، مثل الرسوم المتحركة التعليمية أو الجداول الزمنية ، يكون لديها القدرة على تعزيز التعلم حول الأنظمة التي تتغير بمرور الوقت .

إلى جانب التفرقة ما بين التجسيد المرئي التفاعلي والرسوم المتحركة، فأكثر تصنيف مفيد قد يكون ما بين التصورات العلمية المجردة والنموذجية، تظهر التصورات المجردة بنيات تصورية كاملة في 2D أو 3D. هذه الأشكال المتولدة تعسفية تمامًا. تضع التصورات القائمة على النموذج إما تراكبات البيانات على صور واقعية أو رقمية مركبة للواقع أو تصنع بنية رقمية لكائن حقيقي مباشرة من البيانات العلمية.

عادةً ما يتم إجراء التجسيد المرئي العلمي باستخدام برامج متخصصة، على الرغم من وجود بعض الاستثناءات، كما هو موضح أدناه. تم إصدار بعض هذه البرامج المتخصصة كبرمجيات مفتوحة المصدر ، ولها أصولها في كثير من الأحيان في الجامعات، ضمن بيئة أكاديمية حيث من الشائع مشاركة أدوات البرامج ومنح الوصول إلى شفرة المصدر. هناك أيضًا العديد من حزم البرامج الاحتكارية لأدوات التصور العلمي.

تـشـمل نمـاذج وإطار العمل لبناء تجسيد مرئي يتضمن نماذج تنقل المعطيات التي تشتهر بها نظم مثل AVS و IRIS Explorer و أيضا مجموعة أدوات VTK ونماذج لحالة البيانات في أنظمة جداول البيانات مثل جدول البيانات للتجسيد المرئي وأيضا جدول البيانات للصور

التطبيقات

التجسيد المرئي العلمي

محاكاة عدم استقرار راليه تايلور الناجم عن اثنين من سوائل الخلط

كموضوع يختص في علم الحاسوب ، التجسيد المرئي العلمي هو استخدام لتمثيلات حسية تفاعلية، وبالعادة بصرية، للبيانات المستخرجة لتعزيز الإدراك ، وبناء الفرضيات والمنطق ، وأيضا التجسيد المرئي للبيانات هو فئة فرعية ذات صلة بالتجسيد المرئي يتعامل مع الرسومات الإحصائية والبيانات الجغرافية والمكانية ( على مثال رسم الخرائط المواضيعية ) التي يتم تلخيصها في شكل تخطيطي . [5]

التجسيد المرئي العلمي هو تحويل أو إنتقاء أو تمثيل للبيانات من محاكاة وتجارب، مع بنية هندسية ضمنية أو صريحة، لتسمح بإستكشاف البيانات وتحليلها وفهمها، حيث يركز التجسيد المرئي العلمي ويؤكد على تمثيل البيانات ذات الترتيب الأعلى بإستخدام تقنيات الرسوم المتحركة والجرافيكية في المقام الأول .[6][7]

إنه جزء مهم جدا في التجسيد المرئي وربما يكون الجزء الأول، لأن التجسيد المرئي للتجارب والظواهر قد يكون قديم كقدم العلم نفسه، فالمجلات التقليدية للتجسيد المرئي العلمي هي التجسيد للتدفق ، والتجسيد الطبي , وأيضا التجسيد الفزيائي الفلكي ، والتجسيد الكيميائي ، وهنالك العديد من التقنيات المختلفة للتجسيد المرئي للبيانات العلمية، مع إعادة بناء السطح المتساوي الأضلاع وجعل الحجم المباشر أكثر شيوعا .

التجسيد المرئي التعليمي

يستعمل التجسيد المرئي التعليمي محاكاة لإنشاء صورة لشيء ما بحيث يسهل تعليمه، ويكون مفيدا جدا عند التدريس حول موضوع يصعب رؤيته بغير ذلك، على سبيل المثال : التركيب الذري ، لأن الذرات يكون حجمها صغير جدا بحيث لا يمكن دراستها بسهولة دون تكلفة وصعوبة استخدام المعدات العلمية .

التجسيد المرئي للمعلومات

استخدام نسبي لمتوسط لـ IPv4

يركز التجسيد المرئي للمعلومات على استخدام الأدوات المدعومة من قبل الحاسوب لإستكشاف كمية كبيرة من البيانات المجردة، حيث تم إنشاء مصطلح " التجسيد المرئي للمعلومات" في الأصل من قبل مجموعة أبحاث واجهة المستخدم في Xerox PARC وتتضمن العالم جوك جي ماكينالي، فيتضمن التطبيق العملي لتجسيد المعلومات في برامج الحاسوب اختيار البيانات المجردة وتحويلها وتمثيلها في شكل يسهل التفاعل البشري من أجل الإستكشاف والفهم، حيث أن الجوانب المهمة للتجسيد المرئي للمعلومات هي ديناميات التمثيل البصري والتفاعل، التي قد تكون تقنيات قوية تمكن المستخدم من تعديل التجسيد المرئي في الوقت الحقيقي، وبالتالي توفير تحسيد مرئي لا مثيل له للأنماط والعلاقات الهيكلية في البيانات المعنية المجردة .

التجسيد المرئي للمعرفة

يهدف استخدام التمثيلات المرئية لنقل المعرفة بين شخصين على الأقل إلى تحسين نقل المعرفة بإستخدام أساليب التجسيد المرئي الحاسوبي والذي هو غير المستند إلى الحاسوب بشكل كامل [8] ، حيث إن التجسيد المصمم بشكل صحيح هو جزء مهم ليس فقط من تحليل البيانات ولكن من عملية نقل المعرفة أيضا،[9] قد يتم تحسين نقل المعرفة بشكل كبير من خلال استخدام التصاميم المختلطة لأنه يعزز كثافة المعلومات ولكنه قد يقلل أيضا من الوضوح، على سبيل المثال، يمكن تنفيذ التجسيد المرئي للمجال الحجمي ثلاثي الأبعاد بإستخدام الأسطح المتساوية لتوزيع المجال والقوام لتدرج المجال [10] ، ومن الأمثل على هذه التنسيقات المرئية : الرسومات والمخططات والصور والأشياء المرئية التفاعلية وتطبيقات التجسيد المرئي للمعلومات والمرئيات التخيلية كما القصص ، بينما يركز التجسيد المرئي المعلوماتي على استخدام الأدوات المدعومة بالحاسوب لإشتقاق رؤى جديدة، حيث يركز التجسيد المرئي للمعرفة على نقل الرؤى وخلق معرفة جديدة في مجموعات ، إضافة إلى مجرد نقل الحقائق ، يهدف التجسيد المرئي المعرفي إلى نقل الأفكار والخبرات والمواقف والقيم والتوقعات والمنظور والآراء والتوقعات بإستخدام تجسيدات تكميلية مختلفة، أنظر إلى : قاموس الصور ، القاموس المرئي .

التجسيد المرئي للمنتجات

يشمل التجسيد المرئي للمنتجات تقنية برمجيات التجسيد لعرض ومعالجة النماذج ثلاثية الأبعاد والرسم الفني والوثائق الأخرى ذات الصلة للمكونات المصنعة والتجميعات الكبيرة للمنتجات، وهو جزء أساسي من إدارة دورة حياة المنتج ، عادة ما يوفر برنامج التجسيد للمنتج مستويات عالية من الواقعية، بحيث يمكن عرض المنتج قبل تصنيعه بالفعل، وهذا يدعم وظائف تتراوح من التصميم والأناقة إلى المبيعات والتسويق

التجسيد الفني هو هو جانب مهم من تطوير المنتج، في الأصل يتم عمل الرسومات الصناعية يدويا، ولكن مع ظهور رسومات الحاسوب المتقدمة، تم استبدال لوحة الرسم بتصميم بمساعدة الحاسوب ( CAD ) ، تتميز رسومات ونماذج CAD بالعديد من المزايا مقارنة بالرسومات اليدوية مثل إمكانية النماذج ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية السريعة والمحاكاة ، يعد عرض المنتجات ثلاثية الأبعاد بتجارب أكثر تفاعلية للمتسوقين عبر الإنترنت، ولكنه يتحدى أيضا تجار التجزئة للتغلب على العقبات في إنتاج المحتوى ثلاثي الأبعاد، حيث أن إنتاج من المحتوى ثلاثي الأبعاد على نطاق واسع يمكن أن يكون مكلفا للغاية ويستغرق وقتا طويلا . [11]

التواصل المرئي

التواصل المرئي هو وسيلة لتوصيل الأفكار من خلال عرض مرئي للمعلومات ، حيث ترتبط في المقام الأول بصور ثنائية الأبعاد ، وتتضمن : الأبجدية الرقمية والفن و الإشارات و الموارد الإلكترونية ، حيث تركز الأبحاث الحديثة في هذا المجال على تصميم الويب وقابلية الإستخدام الموجهة بيانيا .

تحليل مرئي

تركز التحليلات المرئية على التفاعل البشري مع أنظمة التجسيد كجزء من عملية أكبر لتحليل البيانات، حيث يتم تعريف التحليلات المرئية على أنها "علم المنطق التحليلي الذي تدعمه الواجهة البصرية التفاعلية" . [12]

يعتبر تركيزه على خطاب المعلومات البشرية ( التفاعلات ) داخل مساحات المعلومات الضخمة والمتغيرة ديناميكيا، حيث يركز بحث التحليلات المرئية على دعم العمليات الإدراكية والمعرفية التي تمكن المستخدمين من اكتشاف ما هو متوقع وإكتشاف ما هو غير متوقع في مساحات المعلومات المعقدة .

التقنيات الناتجة عن التحليلات المرئية تجد تطبيقها في جميع المجالات تقريبا، ولكنها مدفوعة بالاحتياجات الحرجة ( والتمويل ) في علم الأحياء والأمن القومي .

المراجع

  1. Edward R. (1990). Envisioning information. Cheshire, Conn. (P.O. Box 430, Cheshire 06410) : Graphics Press. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2020.
  2. Edward R. (2001). The visual display of quantitative information. Cheshire, Conn. : Graphics Press. مؤرشف من الأصل في 14 يناير 2013.
  3. Edward R. (1997). Visual explanations : images and quantities, evidence and narrative. Cheshire, Conn. : Graphics Press. مؤرشف من الأصل في 9 مارس 2020.
  4. "evl | electronic visualization laboratory". www.evl.uic.edu. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 202030 أبريل 2020.
  5. "Wayback Machine" ( كتاب إلكتروني PDF ). web.archive.org. 2018-09-26. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 2 مايو 202030 أبريل 2020.
  6. https://www.sciencedaily.com/articles/s/scientific_visualization.htm
  7. "Visualization". www.sci.utah.edu (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 4 أكتوبر 201930 أبريل 2020.
  8. Meier, M.; Lustig, A.; Aebi, U.; Burkhard, P. (2002-11-13). "octameric de novo designed peptide". dx.doi.org30 أبريل 2020.
  9. Opiła, Janusz (2019-04-01). "Role of Visualization in a Knowledge Transfer Process". Business Systems Research Journal. 10 (1): 164–179. doi:10.2478/bsrj-2019-0012. ISSN 1847-9375. مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2020.
  10. Opila, J.; Opila, G. (2018-05). "Visualization of computable scalar 3D field using cubic interpolation or kernel density estimation function". 2018 41st International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO). IEEE. doi:10.23919/mipro.2018.8400036.  . مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2020.
  11. Felix Limper (2020-02-28). "3D Workflows in Global E-Commerce: Why your retail business needs a …". مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2020.
  12. Illuminating the path. Los Alamitos, Calif.: IEEE Computer Society. 2005.  . OCLC 213098888. مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2020.

قراءة متعمقة

  • Battiti, Roberto; Mauro Brunato (2011). Reactive Business Intelligence. From Data to Models to Insight. Trento, Italy: Reactive Search Srl.  .
  • Bederson, Benjamin B., and Ben Shneiderman. The Craft of Information Visualization: Readings and Reflections, Morgan Kaufmann, 2003, (ردمك ).
  • Cleveland, William S. (1993). Visualizing Data.
  • Cleveland, William S. (1994). The Elements of Graphing Data.
  • Charles D. Hansen, Chris Johnson. The Visualization Handbook, Academic Press (June 2004).
  • Kravetz, Stephen A. and David Womble. ed. Introduction to Bioinformatics. Totowa, N.J. Humana Press, 2003.
  • Mackinlay, Jock D. (1999). Readings in information visualization: using vision to think. Card, S. K., Ben Shneiderman (eds.). Morgan Kaufmann Publishers Inc. صفحات 686.  .
  • Will Schroeder, Ken Martin, Bill Lorensen. The Visualization Toolkit, by August 2004.
  • Spence, Robert Information Visualization: Design for Interaction (2nd Edition), Prentice Hall, 2007, (ردمك ).
  • Edward R. Tufte (1992). The Visual Display of Quantitative Information
  • Edward R. Tufte (1990). Envisioning Information.
  • Edward R. Tufte (1997). Visual Explanations: Images and Quantities, Evidence and Narrative.
  • Matthew Ward, Georges Grinstein, Daniel Keim. Interactive Data Visualization: Foundations, Techniques, and Applications. (May 2010).
  • Wilkinson, Leland. The Grammar of Graphics, Springer (ردمك )

روابط خارجية

موسوعات ذات صلة :