一图胜千言，前沿科学可视化是科学研究自身表达的内在需要，是促进科学成果走向大众的重要载体，也是科学技术与人文艺术交融的创新成果。本书基于作者十余年深耕于前沿科学可视化领域的120余项原创案例分析及系统研究，从计算机图形学、认知心理学、科技哲学、视觉传达和新闻传播等多学科交叉角度，深入探讨前沿科学可视化的理论与应用，内容涵盖前沿科学可视化的历史趋势、认知理论、解释模型、图像叙事和传播策略等。对于塑造科技创新的生动形象、促进公众理解前沿科学具有积极价值，也为中国日渐涌现的世界级科技新闻以及科技期刊的可视化理念???????紊

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2019年苏州大学“精英人才特聘教授”，苏州大学科技传播创新团队

目录
第一章 前沿科学可视化的概念与功能 1
第一节 前沿科学可视化传播之意义与现状 2
一、为什么公众需要了解前沿科学 2
二、科技新闻和科普资讯是前沿科学传播的重要载体 4
三、从前沿科学成果到科技信息的转化 5
四、可视化呈现对于前沿科学传播的促进 8
五、中国前沿科学可视化之迫切需求 11
第二节 科学可视化及相关概念 13
一、可视化与科学可视化 13
二、科学模型与可视化表征 19
三、科学图像：可视化技术的产物 24
四、视觉文化与符号学 27
第三节 科学可视化的技术功能 29
一、可视化是一种科学研究方法 29
二、达成科学共识的必需工具 32
三、作为证据和促进传播的科学图像 35
第四节 前沿科学可视化的研究问题及主要观点 38
一、从黑洞照片的故事讲起 38
二、前沿科学研究的可视化方法案例 41
三、前沿科学可视化的研究问题 43
四、科学可视化的作用机制及意义 45
本章参考文献 47
第二章 前沿科学可视化的演化趋势 53
第一节 科学可视化的演变历史 53
一、科学可视化的历史 53
二、可视化技术的发展过程 58
三、可视化技术演进趋势与影响因素 61
四、可视化技术带来的科学图像伦理变迁 67
第二节 科学可视化的形式与结构变化 72
一、以科学家需求为导向的图像 75
二、以公众理解为导向的图像 76
三、科学性与美学性 78
四、形式服从于传播效能 78
五、结构服从于视觉认知 79
第三节 前沿科学可视化形态 80
一、形态之一：学术插图 80
二、形态之二：科技期刊封面图 81
三、形态之三：科技新闻图像 81
四、形态之四：科学动画与演示视频 84
五、形态之五：VR/AR 及交互式体验 86
第四节 前沿科学可视化的应用领域 87
一、科学可视化技术领域的研究 87
二、科学研究中的科学可视化 88
三、科学传播与科学教育视角的科学可视化 89
本章参考文献 90
第三章 科学可视化的认知理论 93
第一节 可视化认知现象 93
一、生活中的可视化认知 93
二、科学史上的可视化认知 96
第二节 可视化的认知哲学理论 99
一、可视化认知研究的两种哲学进路 99
二、巴特莱特的图式理论 102
三、基于图式理论的心智表征 104
四、心智表征的多模态理论 108
五、贡布里希的视觉显著点理论 110
第三节 可视化的认知科学理论 112
一、图片优势效应与双重编码理论 112
二、相似性假说 113
三、工作记忆模型与认知负荷理论 117
四、支架理论与隐喻 118
五、注意力理论 120
本章参考文献 121
第四章 前沿科学可视化认知的解释模型 125
第一节 内部可视化认知模型 125
一、大脑内部的可视化认知 125
二、基于图式理论的内部可视化认知模型 126
三、内部可视化认知模型的应用案例：思想实验 129
第二节 外部可视化认知模型 134
一、“相似性谬误” 134
二、外部可视化认知的解释框架 135
三、外部可视化认知模型的应用案例：网络分析 138
第三节 可视化的双向认知模型 143
一、双进路与双过程的融合 143
二、整合自上而下和自下而上的新模型 145
三、双向认知模型的应用案例 149
第四节 可视化认知原理对可视化设计的影响 154
一、影响外部认知的可视化设计特征 154
二、基于双向模型的可视化设计干预点 156
三、科学可视化设计中的视觉传达 160
本章参考文献 167
第五章 前沿科学可视化的图像叙事 171
第一节 科学图像与叙事 171
一、叙事是人类思维的默认模式 171
二、科学传播中的叙事 172
三、科学的可视化叙事 173
第二节 叙事中的科学性与艺术性 175
一、科学的理性表达 175
二、艺术的情感张力 177
三、科学可视化：科学与艺术的重逢 178
第三节 科学图像叙事的场域差异与弥合 181
一、图像叙事的学术共同体场域 182
二、图像叙事的公众传播场域 183
三、中国文化的科学图像叙事 186
四、国际文化的科学图像叙事 189
五、科学图像叙事的场域弥合 193
第四节 前沿科学图像叙事的典型路径 201
一、超写实：再现科学奇妙景观 201
二、连接生活：构造科学的社会应用 205
三、眼见为实：实验成像的再加工 208
四、故事讲述：逻辑相似的视觉隐喻 211
五、大国重器：大科学装置的创新呈现 214
本章参考文献 218
第六章 从认知到叙事的图像表达 223
第一节 认知逻辑：科学要素的可视性 223
一、实体的可视性 223
二、属性的可视性 225
三、关系的可视性 226
第二节 认知界面：叙事的可视性转化 227
一、研究对象的可视性 227
二、研究工具方法的可视性 228
三、数据、信息与理念的可视性 229
四、可传播性与可表达性 230
五、可视性与可视化的转换 231
第三节 叙事塔：前沿科学的图像层级模型 232
一、层级一：学科与领域属性 233
二、层级二：研究特定对象 234
三、层级三：实验与数据可视化 234
四、层级四：科学问题的可视化 236
五、层级五：科学思想的可视化 239
第四节 叙事策略：消除科学与公众的鸿沟 242
一、减少学术符号：消除受众畏惧心理 242
二、增强艺术表现力：让科学更好看 243
三、比喻和类比：增进认知理解 243
四、故事化构建：让科学更生动 245
第五节 图像构建：科学可视化方案的生产流程 246
一、精简繁杂的科学信息 246
二、阐明主要科学问题 248
三、构建生动的逻辑故事 250
四、共识领域的视觉元素 250
五、锐意提升艺术表现力 251
本章参考文献 255
第七章 前沿科学可视化的量化分析与应用对策 257
第一节 封面图像的引文膨胀效应 257
一、CNS的封面图像遴选机制 258
二、一百年来Nature的科学图像 259
三、计量学揭示封面故事论文的引用率差异 262
四、封面图像引文膨胀效应的解释与讨论 264
五、引文膨胀效应的学术意义及社会价值 265
第二节 基于影响因子及学科差异的图像分布规律 266
一、高影响因子期刊更倾向于采用图像作封面 266
二、实证揭示不同学科图像分布基本规律 268
三、科学之美暗示商业美学 269
第三节 科技新闻中的可视化应用 270
一、科技新闻图片的作用 271
二、世界科技进展新闻图像调研分析 274
三、中外顶级前沿科技成果新闻图片的对比 281
第四节 前沿科学可视化的领军创作者 283
一、世界综合图像库的领军巨头 284
二、微付图库的先锋机构 285
三、自然与生命摄影专家 285
四、中国的科学可视化业界 287
第五节 国际科技期刊的增强出版趋势 290
一、内容增强型 292
二、增强型摘要 294
三、科普展示型 296
四、增强内容的传播渠道 296
第六节 前沿科学可视化的启示与建议 298
一、学术平台的可视化机制改进 299
二、学术平台的数字化传播策略 302
三、对学术平台增强出版能力的启示 305
四、对中国科技新闻配图的建议 307
五、对科学传播研究与教育的建议 309
本章参考文献 312
附录 前沿科学可视化的公开演讲与其他原创案例 315
附录A 其他原创案例 315
一、生命科学 315
二、医学健康 326
三、物理 338
四、化学与材料 345
五、天文、地理与交叉学科 350
附录 B 公开视频演讲及媒体报道 355
一、CCTV-2《未来架构师》演讲：科学与艺术的重逢 355
二、中国科协《我是科学家》演讲：用视觉艺术捕捉前沿科学的精彩瞬间 361
三、果壳网演讲：杂志封面上的科学之美 369
四、“赛先生说”苏州科学文化讲坛：从微观到宇宙，科学新“视”界 372
五、《新安晚报》：给前沿科学“画像” 377
后记 381