13、物理研究与历史建筑保护中的视觉语言

物理研究与历史建筑保护中的视觉语言

1. 物理研究中的视觉语言

科学交流与视觉交流紧密相连，科学实验结果以数字形式呈现，但以图形和复杂图像展示时，更易解释和传达信息，便于快速检查和比较。

1.1 如今物理研究中的多维图像

现代实验物理依赖数字采集和处理系统，大量数据被组织成多维矩阵，通常超过三维。实验中记录的典型物理量包括：
| 物理量 | 说明 |
| ---- | ---- |
| 空间坐标（x, y, z） | 描述物体的空间位置 |
| 时间 | 反映实验的时间进程 |
| 能量 | 如光的波长、波数、频率，或电子的动能 |
| 强度/通量 | 每秒撞击探测器的光子、电子或其他粒子的数量 |

实际用于发表的图像会从多维矩阵中选择子空间进行绘制。在典型的多维图像中，最多可绘制四个维度：前三个通过透视或轴测投影绘制，第四个通过颜色编码表示。

graph LR
    A[实验数据] --> B[多维矩阵]
    B --> C[选择子空间]
    C --> D[绘制图像]
    D --> E[传达科学信息]

1.2 图像的作用与发展趋势

图像与相关说明配合，应向读者传达论文的主要科学信息，无需读者阅读全文。过去十年，在高级期刊中，图像不仅具有信息传达功能，还注重图形效果和美学问题。

1.3 数字技术出现前的情况

在数字技术出现前，物理研究使用模拟数据编码。例如，图像通过光子