Шедевры научно-технической визуализации-2012

Красивы, зловещи, удивительны победители Международного конкурса научно-технической визуализации! Национальный научный фонд США и журнал Science проводят его уже десять лет, и за это время данная сугубо прикладная область превратилась в яркое, информативное, самобытное искусство. Его образы рассказывают о сущем яснее и чётче, чем научные доклады.

Сотрудники Барселонского суперкомпьютерного центра (Испания) произвели на свет виртуальное сердце на основании данных, полученных разнообразными методами, а также посоветовавшись с врачами и биоинженерами. Расчёт одного сокращения занимает 100 минут машинного времени, поэтому вычисления распределили среди 10 тыс. процессоров учреждения. Первое место в видеокатегории. 

В один прекрасный день нейронные сети могут стать основой компьютерных микросхем. Эта визуализация представляет собой модель нервных связей макаки. Исследователи из IBM показали здесь более четырёх тысяч центров нейрональных соединений, каждое из которых представлено точкой на кольце, а соединяет их 320 739 дуг. Первое место в категории «Иллюстрация» и место на обложке журнала Science.

Кто знал, что у морского ежа Arbacia punctulata такие зубы? А под растровым электронным микроскопом (и с помощью некоторых ложных цветов) они выглядят именно так — благодаря биоминеральным кристаллам, делающим зубы отчаянно твёрдыми. Изображение подготовили сотрудники Университета штата Висконсин в Мэдисоне (США).

Каким образом совы поворачивают голову едва ли не на 360 градусов без ущерба для кровеносных сосудов? Ответ — здесь и на этом плакате. Изучив шейные позвонки и сосуды двенадцати сов, учёные из Медицинской школы при Университете Джонса Хопкинса (США) выявили ряд архитектурно-анатомических решений, которые позволяют совершать этот удивительный манёвр.

Если бы можно было видеть тонкие, незаметные перемены — как тихонько краснеет лицо человека в такт биению сердца и наполнению артерий, — мир выглядел бы так, как показано на этом видео. Группа исследователей из Массачусетского технологического института и фирмы Quanta Research Cambridge продемонстрировала, как с помощью алгоритма увеличения пикселов можно рассмотреть такие вещи издалека.

Чудовищная опухоль (красная глянцевитая шишка) перенаправляет улицы и дороги мозга. Эти пути — белое вещество, соединяющее тела нервных клеток, — представлены красным и синим: красные расположены близко к опухоли и во время операции должны вызвать особую обеспокоенность, а синие находятся на безопасном расстоянии. Изображение построено на основании магнитно-резонансной томографии в Шербрукском университете (Канада).

Препятствия, лабиринты, конкуренция: эпическая борьба сперматозоидов за право оплодотворить яйцеклетку.

Двустворчатый (слева) и брюхоногий (справа) моллюски, спрятавшиеся в раковины. В отличие от первых, которые могут быстро захлопнуть дверцу в ответ на опасность, вторым остаётся лишь извиваться в тайниках его крепости. Но брюхоногие всё-таки берут верх, ибо они могут просверлить оболочку и высосать двустворчатого досуха. Изображение — компьютерная томография живых организмов, проведённая в Гонконге.

Постройте Луну, побейте её астероидами и залейте океаном лавы. Эта компьютерная игра называется Selene II. Она помогает узнать базовые геофизические и космологические концепции современной науки, решая визуальные задачки. За кулисами алгоритмы анализируют и отслеживают производительность игроков: раз решил — значит, усвоил.

Коралловые полипы образуют флюоресцирующий калейдоскоп под взглядом неинвазивного конфокального микроскопа и светом лазера. Подводную страну чудес показали нам сотрудники Гавайского университета в Маноа. Бонус: Бах и Вивальди.

Скрученные, покрытые иглами, похожие на кальмаров — это семена различных растений. Прекрасная демонстрация возможностей современной рентгеновской микроскопии. Спасибо чешским учёным!

На этом плакате представлена история жизни на Земле и самой Земли, от первобытного пылевого облака до массовых вымираний, тектоники плит, типов пород и фотосинтеза. Четыре с половиной миллиарда лет на одном листе.

Проведите велоцираптора на околосветовой скорости через ледяные лабиринты веб-игры, предназначенной для изучения... специальной теории относительности, а вовсе не палеонтологии. Каждый уровень иллюстрирует какую-то релятивистскую странность: растяжение времени и пространства, доплеровское смещение цветов и т. д. Смотрите не сядьте в лужу!

Европейский центр окружающей среды и здоровья человека рассказывает здесь о нашем фармацевтически насыщенном мире. Можно ли жечь лекарства? А что будет, если спустить их в унитаз? Не забывайте, куда ведут все трубы.

Самые красивые и компактные схемы для кристальной архитектуры создают не машинные алгоритмы, а люди-игроки. Вот поэтому сотрудники Университета Северного Техаса и придумали эту забаву.

Подготовлено по материалам Wired.