サイエンティフィックイラストレーション。ビジュアルサイエンスの世界への鍵

科学において、ビジュアル・コミュニケーションは基本である。原子から遺伝子、結晶、あるいは銀河系全体まで、対象によって大きく異なる。視覚によって知識を照らし出すことを目的としている。それゆえ、発見、アイデア、観察を共有するために、研究者たちは画像とテキストの両方を用いてコミュニケーションを図ってきた。

つまり、アートが大きく貢献しているのです。科学の進歩そして、知識がどのように広まっていくのか。科学と芸術は相反するものと思われがちですが、サイエンス・イラストレーションはこの2つの分野が交差するところにあります。

科学という学問を知らない人でも、科学的な図解を数多く目にしたことがあるのではないだろうか。科学の本や博物館で見た展示物、あるいは診察室にある体の部位の輪郭を示した図を見てください。

この記事では、それについて多くの情報を提供しています。サイエンスイラストとその科学における重要な役割について知る必要があるすべてのことを学びましょう。

科学的イラストレーションとは何か？

サイエンティフィックイラストレーションは、複雑なアイデアや詳細、理論を興味深く、かつ有益な方法で表現するためのコミュニケーション手法である。

科学的概念を説明するためによく使われる専門用語ではなく、イラストレーションを通してより明確に伝えることができる。科学的なイメージを正確に描いたり表現したりすることが、アーティストやイラストレーターが科学を伝え、聴衆に情報を提供する方法なのです。

サイエンスイラストレーターは、正確なイラストを作成するために、美学と技術的な専門知識を組み合わせて使用します。イラスト、グラフィック、マルチメディアを駆使することで、コンセプトを明確に提示し、視覚的に描写することで、幅広いオーディエンスに親しみやすく、魅力的なものにすることができるのです。

これを使えば、複雑な概念をより多くの人に説明したり、模範的なイラストやアニメーションを用いて医師や科学者を教育したりすることができます。絵の持つ力は計り知れません。

略史

有史以前から、人類は芸術を通して自分たちを取り巻く世界を表現してきました。旧石器時代の洞窟壁画に描かれた動物の絵は、その証といえるでしょう。

南フランスにあるショーヴェ洞窟壁画は、旧石器時代の自然図像の好例である。洞窟に描かれたのは約33000〜30000年前と推定される。

1994年、ハイカーの一団がこの洞窟を発見した。インドのビンベトカ（ライオン、バイソン、絵画）からオーストラリアのユビール（カンガルーをテーマにした絵画）まで、世界中の洞窟で旧石器時代の動物の彫刻が発見されている。

歴史的に見ても、絵は発見を記録し、人に伝える役割を担ってきた。1万5千年以上前の絵には、マンモスの肩にハート型の汚れが描かれており、この汚れは心臓に近い位置にある。

*洞窟に描かれたマンモスの心臓（出典：Singer C：出典：Singer C. A Short History of Anatomy from the Greeks to Harvey, Dover Publications, 1957; Credit: Dover Publications Inc.）*

おそらくこれは、人類学的なイラストの最も古い例です。このイラストは、初期のハンターが狩りの際にマンモスの心臓がどこにあるかを示すためのものであったかもしれないという仮説が立てられています。

エジプトのアレキサンドリアの学者たちが、観察専用の図書館を作ったのは、それから何世紀も後のことである。ギリシャの医師ヘロフィルスアレキサンドリアで開業していた彼は、身体の解剖学をよりよく理解するために、対象を解剖し、絵を描いた。イラストレーションを技術的な道具として使用した先駆者であり、最初の一人であると言われている。

科学の黎明期には、図解が欠かせなかった。ギリシャ、エジプトからヨーロッパの啓蒙主義に至るまで、人類の歴史の初期には、時に複雑な情報を伝えるために視覚的な表現が不可欠だった。ピラミッドの壁面にも偉大な芸術作品の図版が描かれていた。

1800年代前半までは、科学的な図版を使って視覚情報を共有する.携帯電話やカメラが普及した現在でも、イラストレーションは大きな力を持っています。写真には1つの視点しかありませんが、イラストレーションには多くの視点があります。

サイエンス・イラストレーターの技術を使えば、複雑なデザインを複数の焦点で表現したり、細部に注目させたり、カメラでは不可能な分解された物体の再組み立てを行うことができます。

ギャラリーを見てみるとかがくえいぞうこのように、科学的なイラストレーションを見ると、奇抜でありながら完璧とも思えるような、複雑なイラストレーションを発見することができます。科学者のイラストレーションは、1つの標本だけでなく、複数のものを描くことが多い。しかし、科学技術は進歩し、より精密で鮮明に描かれるようになった。

様々な種類の科学イラスト

博物図譜のイラストとマッピング

言うまでもなく、これは歴史的な科学理論や観察のイラストレーションである。生物、植物、微生物が置かれた環境のイラストが収録されている。観察に重きを置いているため、科学における最古の図版の多くはこの分野である。

*Pennatulida from: Ernst HaeckelによるKunstformen der Natur (1899年から1904年まで)の自然の芸術形態*

イラストレーターは、ある自然現象をよりよく理解し、研究するために、過去や現在の題材をイラストで表現することを仕事としています。化石、動物の生息地、地球上の生命に関する事実を、これらの作品を通して見たり、伝えたりすることができるのです。古いものでは、地図や生息地のイラストが描かれたものもいくつかあります。

絶滅した生物の復元と図鑑

博物図鑑より具体的だが、これも似たようなものである。ウーリーマンモスやサーベルタイガーなど、恐竜や絶滅種の図版が多く収蔵されている。

これらの生物は、絶滅してから数千年後に発見された化石や科学者の協力を得て、現在ご覧いただいている作品になりました。これらの人気のある絶滅種に加えて、あまり知られていない絶滅種も数多く存在し、絶滅種を説明するために探索するイラストレーターもいます。

顔面構造の法医学的再構築について

*顔面再建法：（A）二次元手動、（B）三次元手動、（C）三次元コンピュータ化。*

前回のイラストと同様に、今回のイラストもより焦点を絞ったものとなっています。人類学的に、初期のヒト科の祖先の頭蓋骨や骨を使って顔を復元したもので、この種のイラストのベースとなるものです。その結果、私たちの祖先がどのような人たちであったかを知ることができるのです。

ボタニカルイラストレーション

博物図譜は、植物とその解剖学的な特徴を描くことが多い。植物の種類や発見が多いので、新しい題材の図版はいつも面白いです。このコーナーでは、植物がどのような働きをするのか、その全過程や特徴などを詳しく解説しています。

博物館展示用の模型と画像

博物館における展示の芸術的創造は、科学芸術の教育目的に大きく貢献している。化石を含むインタラクティブな展示から、テキストベースの展示まで、内容は展示によって大きく異なる。一般の人々にも理解しやすい内容であるため、公教育としての役割も大きい。

インフォグラフィックス

機能性アートの制作は、データと情報に大きく影響されます。ビジュアルアーティストとして重要なのは、理解しやすく美的に描けるような、適切かつ正確なデータを選択することです。

で作られたようなインフォグラフィックスをよく見かけます。 Mind the Graphのインフォグラフィックメーカー, 新聞、ウェブサイト、そして携帯端末にも。デザインの複雑さによっては、科学的な研究にも、一般の人が日常的に使うものにもなりえます。

デジタル3Dモデル、アニメーション、ビデオ

3Dモデリングとアニメーションは、技術の進歩とともに人気を博しています。それを使えば、生物、プロセス、植物、動物を視覚的にだけでなく、全体的にモデル化することができます。

ユーザーは、被写体と対話し、体の一部がどのように動くか、さまざまな視点からどのように見えるかを見ることができます。プロセスのデモンストレーションや、小さなスケールでワーキングモデルを作り、その動きを見せることも可能です。

科学的図解の実例

現代のサイエンス・イラストレーションは、洞窟画と大きく異なることは否めません。原始美術や彫刻、デジタルアート、データグラフィック、写真など、歴史を通じて自然を描く方法は進化してきました。科学者たちのイラストも、技術の進歩や科学そのものの進化に合わせて進化してきたのです。その一例をご覧ください。

植物科学イラストの例

植物や昆虫の生態を観察して描いた博物図譜を手がけた著名なサイエンスイラストレーターがいます。

16世紀から17世紀にかけて、ヨーロッパの博物学者は南米やオーストラリア、ガラパゴス諸島に渡り、自然界を収集・調査しました。

新世界」が知られるようになると、新発見の環境を記録した図版が多く描かれるようになった。科学者でありイラストレーターでもあるマリア・シビュラ・メリアン多くの植物や昆虫の図鑑を作成した。変態を研究し、生物と宿主植物との関係を説明したのも彼女である。

動物の科学的イラスト例

エルンスト・ヘッケルは動物学者で、自然の対称性や自然美に着目し、科学図版の再定義に貢献しました。彼が描いたイメージは、現代のサイエンス・イラストレーションを定義するのに役立った。

実際、今でも科学の教科書に載っているし、20世紀の芸術や建築に大きな影響を与えた。さらに、彼は「原生生物界」と名付けた王国に進化史に基づく分類体系を提案し、その中でさまざまな新種を発見した。

彼の作品は、生物学で当たり前のように使われるようになった門、系統、生態などの用語の道を開いた。生涯を通じて、非ランダムな形の起源に魅了された彼は、生命体の図鑑「Kunstformen der Natur」を作成した。

医療科学イラストの例

レオナルド・ダ・ヴィンチダ・ヴィンチは、1511年から1513年にかけて、人間の心臓を描いた。ダ・ヴィンチは絵画でよく知られていますが、その輝かしい経歴の中で、熱心な星空観察者、優れた建築家、武器設計者、人体解剖学と植物学の本格的な研究者でもありました。

そして最も重要なことは、大動脈弁がどのように開閉し、血液が一方通行にしか流れないかを観察したことである。ダ・ヴィンチのイラストは現在、英国王立美術館に所蔵されており、非常に良好な状態で保存されている。

科学イラストレーションの作り方

1. 研究の重要性は計り知れない

新しい研究のテーマが決まったら、いよいよスタートです。サイエンティフィックイラストレーターは、まずそのテーマについて調べることから始めます。何を描こうとしているのかを明確にし、それがいかに重要であるかを認識してこそ、良いイラストが描けるのです。

結局、正確な情報を共有するのは時間がかかりますが、重要なことなのです。イラストレーターが質の高いイラストを描くためには、テーマとその周辺をリサーチする必要があります。

2. 初期スケッチ

最初のスケッチには、多くのラフがあることでしょう。ほとんどすべての芸術作品は、最終的に結実する前に、どんな期待であれ、ラフスケッチやコンセプトの段階を経ます。その過程を受け入れよう一つの作品を完成させるためには、長い間、修正と編集をしなければなりません。

3. 選択したツールで実験する

イラストレーターが使用する媒体によって、ペンやインク、イラストレーションソフト、3Dソフトなど、使用するツールを使い分け、視覚効果を得るための練習と技術の完成が不可欠です。

Adobe Illustratorに決める前に、Adobe Photoshopで描画タブレットとデジタルブラシを使用することを検討してください。しかし、簡単に滑らかなイラストを必要とする場合は、について考えてみましょう。 Mind the Graph世界最大のサイエンスイラストのギャラリーを持つ、サイエンスアートプロジェクトのために作られたプラットフォームです。

4. 構図を決める＆図面を転写する

どのようなメディアを使うかにもよるが、一般的なドローイングや絵画では、完成した構図やアウトラインを表面に転写するのが普通である。スケッチを転写するには、トレーシングペーパーを使用する必要があります。イラストレーターはライトボックスを使うことで、転写作業を容易にすることができる。

原画の上に最終的なイラストを描くための紙を置き、光を当てて最終的なイラストを紙にトレースしていきます。デジタルイラストは、従来のスケッチとは少し仕組みが違います。作業の大部分をソフトウェアで行うため、簡単かつきれいに仕上げることができるのです。

Mind the Graphのツールを使えば、多くのアセットやカスタマイズ可能な要素を使って自由にコンポジションを編集し、意図したゴールを達成することができます。

5. 最終的なイラストを仕上げる

このステップは、一見シンプルに見えますが、多くの時間を要します。最終的なサイエンスイラストを作る過程で、イラストレーターは絶えず内容、レイアウト、デザイン、外観を見直さなければなりません。

様々な被写体をリアルに表現したり、照明や位置が被写体の見え方にどのように影響するかを観察するために参考画像を使用することができます。また、領域や内容によっては、科学的なイラストレーションにスケールや寸法を含めることも一般的です。

Mind the Graphで科学フィギュアを作る

避けるべき一般的な間違い

科学イラストの間違いは、自然主義的な絵、あるいは極端に写実的な絵と混同することから生じる。イラストレーションの専門家の間では、これらの分野の限界について大きな議論がある。

各枝の意味をめぐっては意味論的な議論もあるが、ある程度のコンセンサスが得られている点もある。

主観を避ける

図版の作成は主観的になりがちで、この分野で議論される最も一般的な間違いの1つです。主な問題は、作者の主観的なアプローチにあります。作者は、作品の情報機能と個人的な解釈をごちゃ混ぜにしてしまいます。

美学にとらわれるな

科学者、研究者、博物館、編集者、ジャーナリストは、何かを説明するために科学的なイラストを使う。科学情報のイラストは、それ自体やその作者によって作られるものではない。したがって、機能性よりも美観を重視するのは重大な誤りである。科学イラストレーションは、正確であると同時に視覚に訴えるものでなければならない。

よく犯しがちな過ちの一つは、画像の特定の特徴の正確さに過度の重きを置き、メッセージの総合性を見落としてしまうことである。その学際的な側面から、イラストレーションが科学的なイラストレーション以上に芸術作品のような地位を獲得し、その結果、他の美的配慮の代わりに科学的な情報が損なわれてしまうことがある。

また、その逆もやってはいけない

逆に、科学的な真実性を重視するあまり、美的な側面が疎かになってしまうという難しさがある。学術研究としては非常に有用でも、情報としては必ずしも有用でないものもあり、これもまた科学図版の多様な用途の一つである。

細部へのこだわり

また、色・柄・形式の一貫性の低さ、コンセプトとデザインの不一致、分野特有のコードの無視、比率や角度の不一致、理解しにくい言葉や記号の使用、正確なスケールのグラフの不在などが、科学イラストレーションにおけるミスにつながっているのです。

そのため、テーマについて徹底的に調べ、理解してからイラストを描き始めることが重要です。より簡単にそれを実現したいのであれば、理想的なレイアウトを提供してくれる、すぐに使えるテンプレートから作成してみてください。素敵な科学的なテンプレートのギャラリーから編集します。 Mind the Graph.

今日、科学者はさまざまな視覚化ツールを自由に使うことができ、それぞれがさまざまな形で科学コミュニケーションに貢献している。マクロ写真やミクロ写真、そして科学的データから得られた画像の使用は、科学的実践に不可欠な要素である。

しかし、イラストは細部にこだわるあまり、全体像が見えにくくなることがあります。教科書や科学雑誌のように、イラストは複雑なシステムを単純化し、観客が科学的概念を把握できるようにします。イラストの芸術性と創造性は、科学的な文章に対する読者の興味を高め、誰にとっても科学をより身近なものにします。

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科学的イラストレーション：視覚科学の世界への鍵

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