在加州大学圣克鲁斯分校(UC Santa Cruz)攻读生态学和进化生物学研究生的第一年，杰西卡·肯德尔-巴(Jessica Kendall-Bar)开始作为一名自由艺术家工作，并开始思考如何更有意地将她的艺术与科学结合起来。四年后，她在动画方面的工作帮助科学家交流他们的发现，这导致了一套强大的工具和程序的发展，用于生成真实的、数据驱动的动物行为动画。
在今年的IEEE可视化会议(10月24日至29日)上发表的一篇论文中，Kendall-Bar展示了这些动画如何不仅帮助科学家向其他科学家和公众传达他们的发现，还可以帮助他们理解自己的数据。
“通过用数据制作三维模型的动画，我们可以同时显示几个不同的数据流。这使得识别数据中的重要模式更容易、更快。”她说。
几十年来，海洋哺乳动物研究人员一直在使用越来越复杂的标签来跟踪动物，记录它们的运动和潜水行为，捕捉视频，甚至记录心率等生理数据。肯德尔-巴的论文研究探索了监测野生海洋哺乳动物睡眠的新技术。
2019年，她提出为一位研究人员制作动画，她在一次科学会议上看到了这位研究人员关于座头鲸进食行为的报告。“他拍了一段精彩的视频，视频中三只鲸鱼在海底合作进食，但真的很难看到它们在做什么，”她回忆说。“这场演讲在大会上引起了极大的兴趣，数百人眯起眼睛，伸长脖子，试图解读视频中发生的事情。”
图片来源:加州大学圣克鲁斯分校
她为斯特尔瓦根银行国家海洋保护区(Stellwagen Bank National Marine Sanctuary)的鲸鱼研究员、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家大卫·威利(David Wiley)制作的动画不仅比视频更清楚地展示了座头鲸的进食行为，还包括一群模拟的猎物鱼，它们的行为在科学上是准确的，并展示了捕龙虾的无绳技术如何降低鲸鱼被缠住的风险。
随后的项目在使用数据驱动动画方面变得越来越复杂。肯德尔-巴与UCSC的生态学和进化生物学助理教授罗克珊·贝尔特朗(Roxanne Beltran)合作，制作了一个动画，展示了雌性海象在7个月的觅食旅程中活动模式的变化(参见“恐惧的光景”)。
“在我们起草手稿的时候，杰西的艺术技巧帮助我们从一个全新的角度来看待我们的数据集，”贝尔特兰说，并指出动画帮助推动了论文进入公众视野，在推特上有超过10万的点击量。“在大数据时代，我们需要艺术和科学更多的交叉。艺术可以告诉科学，科学可以告诉艺术。”
另一段海象视频是由莫斯兰丁海洋实验室的吉特·麦克唐纳和UCSC海洋科学研究所主任丹尼尔·科斯塔共同制作的。这个3D动画显示了海豹潜水时的游泳行为和心率，展示了虎鲸的声音引起的恐惧反应，虎鲸是海象的重要捕食者。
开发一个动画视频开始于创建一个故事板和s
图书馆的英航
基于数据的关键特征，考虑预期受众和预期结果。信贷:杰西卡Kendall-Bar
论文中描述的第四个动画是基于UCSC生态学和进化生物学教授Terrie Williams领导的独角鲸研究。它展示了在东格陵兰岛被网缠的独角鲸被释放后的游泳行为和心率，并强调了独角鲸在快速游泳时心率非常低的矛盾的恐惧反应(见“野生独角鲸的心脏监视器显示了令人担忧的压力反应”)。
肯德尔-巴尔说:“在这四个项目中，我们将数据整合到叙事动画中，以达到特定的受众，包括其他科学家，以及教育公众或政策制定者和可能帮助实现保护成果的人。”
除了海洋哺乳动物研究人员，合作还包括Angus Forbes，巴斯金工程学院的计算媒体副教授，他在数据可视化方面有专长。
福布斯说:“杰西卡的数据驱动动画有效地传达了科学结果，并提供了实现这些结果所涉及的许多步骤的见解。”“她对视觉传播新形式的研究使从事跨学科项目的科学家受益，并有助于增加与公众的接触。”
这张来自动画视频的图片展示了座头鲸的合作进食行为。信贷:杰西卡Kendall-Bar
Kendall-Bar创建了一个在线学习中心，为对使用平面设计、动画和其他视觉交流工具感兴趣的科学家提供开源代码库和循序渐进的教程和研讨会。她还在加州大学圣克鲁兹分校(UC Santa Cruz)帮助教授数据可视化研讨会和课程，与开放实验室网络(OpenLab Network)以及艺术系和计算媒体系的教员合作。
她说:“电影行业已经为动画创造了强大的工具，我们应该把这些工具用于科学研究。”这些动画将生物学家、艺术家和计算机科学家聚集在一起，进行跨学科合作，推动各个领域的发展。我认为我们应该更多地在一起工作。”
