資訊比對與雛型生成
4.1 資訊比對
資訊比對與雛型生成
4.1 資訊比對
在完成單體振動流體的實驗紀錄，與模擬實驗產生的形體程式後，產生的結果可用數據 與圖像的方式進行資料比對，檢討程式設計與實際實驗的差異，並以結果進行程式的修 正或是分析出對照的方式。
4.1.1 資訊轉化輸入與生成
在實驗的過程中，單體發出的頻率差距若是過小，產生的波紋並無顯著差異，因此以每 10Hz 的差距為單位進行記錄。將程式產生的圖形與實驗照片對照(圖 4-1)，以邊界的大 小為規範，將兩項結果調整至相同可比較的大小，可發現實際實驗 20Hz 的波紋大約與 程式運算以 8 單位為參數的結果相同，而 30Hz 的波紋約與程式運算 11 單位相同。以此 類推的結果，實驗中範圍 20Hz 內的變化，與 8 到 14 單位為參數進行程式運算產生的圖 形相同。因此程式運算產生的結果與實際的聲音模型是可以進行對照的，但是兩邊的參 數並不是等比的關係，企圖轉換資訊的話必須將其中一邊的參數映射到另外一邊，來得 到正確的產出結果。
圖 4-1 實際實驗單位與程式運算單位的對照
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Jeremy Pfeiffer 是一位 Cymatics 的研究者，他以精密的設備進行了 Cymatics 在不同狀態下 的紋路變化，圖 4-2 是他將波源放置在容器下方不同位置，但給予同頻率時產生的波紋 差異。將此圖與實驗結果和程式運算結果比較，可發現實驗產生的波紋是不平均的反射 下出現的結果，而程式運算則是由正中心點發散的波所產生的紋理。因此實驗的結果無 法與程式生程的形體直接對照，而是以圖 4-1 的參數映射方式來理解實驗結果與程式運 算的關係。
圖4-2 以他人的實驗結果進行對照( http://cymatics.ning.com/)
非牛頓流體的實驗結果會因為設備與調配材料的不同而有所差異，因此無法與他人的研 究結果做比對。且流體的運動狀態相當特殊，無法以照片或影片的方式記錄分析，因此 本章節利用電腦輔助將特殊的流體運動轉化為可閱讀的資訊，來輔助章節 3.2.4 中的程 式完成更接近實際狀態的程式運算。
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在實驗過程中以視訊鏡頭拍下流體運動影片，並將影片檔案匯入Rhinoceros > Grasshopper
> Firefly，並使用上述軟體將影片每個像素的明暗度轉化為三維網格曲面，產生的曲面 與實體實驗的形體接近。再將曲面上等距的點投影至平面，並根據各點的高度建立半徑 成正比的圓，由半徑大小不同的圓，可以閱讀到電腦程式中的資訊配合流體變動的改 變。
在章節3.2.4中的程式是以非牛頓流體產生特殊運動的區域中心為變數在運作的，因此在 由實體實驗獲取的資訊，必須判斷出流體產生特殊運動的區域中心。由上述作法產生不 同半徑的圓，越大的圓代表投影點的流體運動達越高處，選取半徑最大的二十個圓，即 曲面高度最高的二十個點，並以這些點形成最大的區域，區域質心即為程式運算需要的 點。
圖 4-3 實際實驗的資訊轉化
由即時運算的程式來分析實驗的影片，將獲得一連串動態的幾何圖像，這些圖像表現了 實驗的過程，在將圖像轉化為前期程式運算用的參數前，為了觀察數據與影像的變化關 係，將產生的幾何圖像在五個時間點輸出，並與同時間實驗的影像比對，來理解程式分 析影像所產生的結果。
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以圖 4-3 的流程將 30Hz 到 90Hz 的非牛頓流體的實驗影片進行轉化，由產生的結果(圖 4-4 與圖 4-5)可以看到流體在以不同的狀態運動時，經由轉化產生的質心位移。在頻率 為 30Hz 時，雖然流體的運動較為激烈，但是質心的位移卻不大，整體的的運動在畫面 左上方盤旋。
圖 4-4 將實驗過程的影片轉化為幾何資訊
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而頻率為 70Hz 到 90Hz 時，流體的運動相對較微弱，無法像低頻率一樣將容器中的流 體推擠至周遭，在容器中形成一空洞區域。以目測來看，在高頻率的實驗中，流體運動 的質心有較大的位移，但在經過程式的判斷後，位移的程度似乎不比低頻率時大。需以 程式輔助將圖像數據化加以比較。
圖 4-5 將實驗過程的影片轉化為幾何資訊
65 4.1.2 數據比對
在以電腦輔助將非牛頓流體的運動狀態以數據的方式呈現後，將可以比較不同頻率下運 動的差異性。由這些數據的變化，可以映射到程式中，來決定程式運算的參數與實際實 驗參數的關係。
在非牛頓流體運動的程式運算中，首先須以頻率來決定基礎的 Cymatics 佈點，此部分在 章節 4.1.1 已經有映射的方法。另外兩項參數分別為加權點的影響半徑和加權點的位移 能力。分析過程中，以邊界線的長度作為比較的單位，分別計算實驗過程中流體運動的 區域圍塑出的區域的邊長平均，以及中心點位移的長度和邊界線長度的比值。由分析個 種頻率的實驗過程影片獲得的數據，來產生與程式參數可比對的值，由運動區域的邊長 平均來對應程式中加權點的影響半徑，並由實驗中流體運動區域中心點的位移來對應程 式中加權點的位移大小。圖 4-6 和圖 4-7 為頻率 30Hz 到頻率 90Hz 的實驗數據，由數據 與邊界長度產生的比值即可反映同頻率的非牛頓程式在企圖與實驗同步時需要的參數 大小。
圖 4-6 流體實驗的運動數據化
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圖 4-7 流體實驗的運動數據化
由數據顯示流體的運動區域隨著頻率增加而縮減，頻率 30Hz 時，運動區域的邊界長度 與外框邊界的比為 10 : 2.32，而頻率 90Hz 時，比為 10 : 1.49。可以由此數據映射程式在 運算頻率 30Hz~90Hz 的流體運動時需要的參數。而中心點的位移程度由數據可看出並沒 有規則，而是趨近於隨機的跳動，此處判斷流體運動區域的位移程度可能與流體個區塊 的密度有關，因此無法以視覺或是程式數據來估算運動區域的位移方向及位移的距離。
圖 4-8 數據資料比對
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