The Development of E-Book Based on A Scientific Approach to Train Critical Thinking Ability on The Structure and Function of Plant Tissue Topic

Educational demands that must be met in the 21st century are mastery of 4C skills (Critical Thinking, Collaborative, Creativity, and Communicative) and centered on higher-order thinking skills (HOTS). One of the HOTS is the ability to think critically. These critical thinking skills can be realized by applying the right learning approach with the support of appropriate learning media, including through a scientific approach. The goal of this research is to create an e-book based on a scientific approach to train critical thinking skills on the structure and function of plant tissues that are valid, practical, and effective. This study used a 4D development model, which included define, design, develop, and disseminate. The methods used to collect data are questionnaires, readability, pretest and posttest, and observation. Data analysis was performed using a quantitative descriptive technique. The e-book's validity was obtained by the assessment of three validators, resulting in a percentage of 97.50% in the very valid category. The practicality of the e-book was obtained by the results of student responses resulting in a percentage of 94.80% in the very practical category, and the readability test using a fry chart was at level 11. The effectiveness of the e-book was obtained by the results of the students' pretest and posttest gain scores resulting in an average of 0.72 in the high category, and the results of observations obtained a score of 3.80 in the very good category. Therefore, the developed e-book is declared valid, practical, and effective for use in learning. Keywords: e-book, scientific approach, structure and function of plant tissues, critical thinking skills

Scientific chart image recognition and interpretation

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

Automatic interpretation of map visualizations with color-encoded scalar values from bitmap images

Las visualizaciones de mapas son usadas en diferentes a ‘reas para mostrar datos geográficos (por ejemplo, datos climatológicos u oceanográficos, resultados de análisis empresariales, entre otros). Estas visualizaciones se pueden encontrar en artículos de noticias, artículos científicos y en la Web; sin embargo, muchas de ellas están disponibles como imágenes en mapa de bits, lo que dificulta que el computador interprete los datos visualizados para su indexación y reutilización. En este trabajo proponemos una secuencia de pasos para recuperar la codificación visual a partir de imágenes en mapa de bits de mapas geográficos que utilizan el color para codificar los valores de los datos. Nuestros resultados fueron analizados usando mapas extraídos de documentos científicos, logrando una alta precisión en cada paso propuesto. Adicionalmente presentamos a iGeoMap, nuestro sistema web que utiliza la codificación visual extraída para permitir la interacción del usuario sobre imágenes en mapa de bits de visualizaciones de mapas.Trabajo de investigació

The Impact of Color on Visual Retention and Preference in Logo Design

Color is often the first thing a person will be drawn to in an object. It fills the world and activates people’s imagination. The purpose of this research is to analyze the impact that color has on a person’s ability to recall visual information. Company logos are used as a focus for this due to the importance a logo has in the way companies market themselves. Therefore, a logo should be memorable at a second’s glance. This thesis attempts to solve the problem of understanding what makes a logo more memorable to a customer in order to assure maximum visual retention of a brand’s visual style. In order to accomplish this, over four hundred human subjects were surveyed. Their task was to visually match a sample logo shown to them with a list of options each varying slightly in color and occasionally shape and typography. This allowed for a comparison to be made between the impact of color on retention to other elements of design. Results collected from the survey provided data proving that color was the most significant factor in a person’s ability to remember logo design. A majority of all of the survey responses showed that participants remembered a logo based on its color over other variations in elements such as shape and text. This illustrates how important color is for a graphic designer to use to optimize the visual retention of a brand. The goal of graphic design is to communicate a message to a customer. Optimizing the visual retention of this information across media such as motion graphics, infographics, UX graphics, and more is the ultimate goal. The results of this research can be applied to future studies in these areas and more in order to maintain a consistent understanding of color trends and perceptions in the ever-changing worlds of design, communications, business, and marketing

The Image and Imagination of the Fourth Dimension in Twentieth-Century Art and Culture

One of the most important stimuli for the imaginations of modern artists in the twentieth century was the concept of a higher, unseen fourth dimension of space. An outgrowth of the n-dimensional geometries developed in the nineteenth century, the concept predated the definition of time as the fourth dimension by Minkowski and Einstein in relativity theory. Only the popularization of relativity theory after 1919 brought an end to the widespread public fascination with the supra-sensible fourth dimension between the 1880s and 1920s. initially popularized by figures such as E. A. Abbott, Charles Howard Hinton, Claude Bragdon, and R D. Ouspensky (as well as science-fiction writers), the fourth dimension was a multivalent term with associations ranging from science, including X-rays and the ether of space, to idealist philosophy and mystical "cosmic consciousness." This essay focuses on the differing approaches to higher spatial dimensions in the cubism of Pablo Picasso and Juan Gris, the suprematism of Kazimir Malevich, and The Large Glass project of Marcel Duchamp in the early twentieth century. It concludes by examining contemporary artist Tony Bobbin's thirty-year engagement with the mathematics of four-dimensional geometry and computer graphics, as well as his current work with knot theorist Scott Carter.Art Histor

A graphical tool for eliciting knowledge of air pollution sources

With tens of thousands of air quality monitoring stations installed in the world, this source of information has become the standard in air quality measuring. Air pollution becoming a growing concern for decades now, the need for an easy way to visualise pollution data arose. Extensive maps have been created to represent air pollution using data collected from monitoring stations, as well as other sources of information, such as traffic density or weather forecasts. This paper introduces a complementary source: direct environmental expert knowledge. By using the developed tool, the goal is to allow experts to express their knowledge about air pollution emission and diffusion as a function of the presence of key topological elements in a map, such as buildings or roads. The results of the usability tests performed with a sample of 30 participants are promising. Participants provided useful feedback regarding key application features to be implemented in future iterations.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio

3D Visualization of very large databases - integrating and expanding the state of the art in bioinformatics and astroinformatics

Tese de mestrado, Bioinformática e Biologia Computacional (Bioinformática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015A exploração visual de dados é essencial para o processo científico. Muitas vezes, é o ponto de partida e até mesmo a referência de orientação para o pensamento científico. Tanto a Biologia como a Astronomia enfrentam o desafio comum da análise de grandes conjuntos de dados altamente multidimensionais. O atual estado da exploração visual de dados tabulares, muitas vezes sobre o formato de nuvens de pontos, é feito principalmente usando representações 2D. No entanto a dimensionalidade reduzida esconde facilmente características e relações nos dados. Como exemplo, a redução de dimensionalidade facilmente produz “overplotting” e vistas desorganizadas. Vários painéis 2D são muitas vezes utilizados para melhorar este problema, mas a ligação entre dados em diferentes painéis frequentemente não é clara. Estudos indicam que a redução de 3D para 2D reduz significativamente a quantidade de informação visual na análise de dados genómicos. Curiosamente, a visualização 3D não é generalizada na análise de nuvens de pontos. Esta técnica é usada quase exclusivamente no estudo de fluidos e campos, que são corpos estendidos. Uma das razões é a falta de boas ferramentas para seleção 3D e interação com grandes conjuntos de pontos. Os arquivos extremamente grandes produzidos pelos levantamentos astronómicos do presente, em conjunto com os padrões estabelecidos pelo Observatório (Astronómico) Virtual Internacional para troca de dados e interação de aplicações estão a produzir uma mudança de paradigma na forma como os dados são explorados. A tendência atual é de se deixar de fazer a exploração dos dados unicamente localmente, isto é trazendo-os para as estações de trabalho dos utilizadores, e passando-se a recorrer a serviços “on-line” para pesquisar e explorar os arquivos, quer localmente na estação de trabalho como em dispositivos móveis. O mesmo tipo de mudança de paradigma é visto nas Ciências Biológicas, onde, por exemplo, os dados genómicos são armazenados em diferentes repositórios on-line. Como tal, também se torna natural abordar a exploração moderna de dados visuais também com serviços on-line. Na verdade, isso está-se a tornar uma realidade com serviços recentes, como Rapidgraph e Plot.ly que estão a receber atenção tanto da comunidade astronómica como de outros campos. Na biologia, o Epiviz um serviço on-line projetado para visualização de dados genómicos funcionais tem recebido grande atenção ultimamente, depois de ter sido destaque na revista Nature. Neste trabalho foi desenvolvida uma aplicação web para visualização de dados, denominada SHIV, acrónimo de Simple HTML Interactive Visualizator, cuja tradução é Visualizador Interativo HTML Simples. Esta aplicação web funciona como um cliente para outra aplicação, o Object Server, um servidor de dados. O Object Server é a aplicação que irá fornecer à missão Gaia da Agência Espacial Europeia, um levantamento de 1% das estrelas da Via Láctea (ainda assim para cima de mil milhões de objetos), as funcionalidades de visualização interativa tanto em 2D como em 3D. Este trabalho, o conjunto de cliente web com a aplicação servidor, propõe-se a oferecer aos seus utilizadores uma plataforma capaz de providenciar capacidades de visualização interativa de dados de vários domínios, indo desde dados astronómicos a dados genómicos. Os utilizadores têm à sua disposição uma ferramenta acessível em qualquer plataforma, de um comum computador desktop a correr Windows a um tablet a correr Android, desde que exista uma ligação de rede e um navegador de internet razoavelmente recente é possível utilizar a aplicação. Para ultrapassar tanto as limitações associadas aos navegadores, em termos de capacidades de processamento e de armazenamento, como limitações no tratamento de grandes quantidades de dados, escolheu-se modificar um servidor de dados, principalmente astronómicos, já provado. A grande quantidade de dados a visualizar é um problema atual no domínio astronómico, que ultrapassa em muito as capacidades disponíveis nos computadores de secretária atuais, e tudo leva a crer que com a tendência de crescimento associado à Bioinformática o mesmo aconteça num futuro próximo. Para oferecer aos utilizadores de computadores normais a capacidade de visualizar o catálogo da missão Gaia, foi desenvolvido uma aplicação que fornece, entre outras, funcionalidades de níveis-de-detalhe (do inglês level-of-detail), detalhe-a-pedido (do inglês detail-on-demand) e vistas ligadas (do inglês linked-views). A conjunção de níveis-de-detalhe, a descrição de um objeto ou conjunto de objetos com sucessivos níveis de detalhe progressivamente mais complexos, com detalhe-a-pedido, a capacidade de obter só os dados relevantes a um dado campo de visão ou filtro de dados, oferece a clientes com capacidades limitadas uma visão fiel dos dados, uma visão adaptada às suas restrições, quer de resolução disponível quer de outras limitações relacionadas com a capacidade de processamento existentes. A capacidade de ligar vistas oferece aos utilizadores a possibilidade de ligar vários gráficos de uma mesma fonte de dados, por exemplo ao fazer um gráfico de dispersão de um conjunto de amostras, pode ver como é que uma dada seleção se relaciona com um histograma de expressão média. Estas capacidades, tanto para visualizações 2D como para 3D, ao serem oferecidas por uma aplicação que funciona como um serviço oferece persistência dos dados, o que significa que um utilizador pode começar uma visualização num dispositivo e terminá-la noutro. Oferece também a possibilidade de partilhar tanto os dados como visualizações já criadas com outros utilizadores. No âmbito deste trabalho várias modificações e adições tiveram que ser efetuadas na aplicação servidor, de modo a poder integra-la no domínio da Bioinformática. Foi, por exemplo, adicionada a capacidade de carregamento de ficheiros em formato FASTA ou FASTAQ assim como de ficheiros em formato GFF ou GTF, formatos comuns. Foram também melhoradas as capacidades de serviço de aplicações web, já que a aplicação original está focada em clientes nativos. Várias funcionalidades de transformação de dados, como por exemplo a capacidade de criar transpostas de uma dada tabela ou a capacidade de gerar matrizes de distâncias de amostras. O cliente foi desenvolvido com base na biblioteca D3.js de Mike Bostock, esta biblioteca oferece capacidades de produção de gráficos dinâmicos e interativos para a web, utilizando as especificações, largamente utilizadas, de HTML5, Gráficos Vetoriais Escaláveis (do inglês Scalable Vector Graphics) e Folhas de Estilo em Cascata (do inglês Cascading Style Sheets). Para o aspeto gráfico e ambiente de interação do cliente foi também utilizada a biblioteca Bootstrap, que oferece um conjunto de elementos de tipografia comuns como botões, formulários, etc., que facilitam a criação de interfaces modernas e que funcionam de maneira similar em diferentes navegadores. Para além de oferecer capacidades de visualização interativa de dados em uma ou duas dimensões, através dos muito utilizados gráficos de dispersão (scatter plot), gráficos de linhas, histogramas, Heatmaps e gráficos de blocos. A aplicação oferece também capacidades básicas de visualização de dados em três dimensões. O 3D é discutido neste trabalho porque é pouco comum ainda no domínio da Bioinformática, e no geral nas ciências biológicas, a sua utilização. Embora existam utilizações, como por exemplo a visualização da estrutura de proteínas, no resto do domínio são raras as menções da utilização do 3D para efetuar ciência e gerar conhecimento. Um possível motivo para tal é que as ferramentas atualmente existentes não contemplam a possibilidade da criação de visualizações em três dimensões. Espera-se que com a inclusão, à partida, de capacidades 3D numa aplicação que espera ser uma base de trabalho para o futuro fomente a utilização do 3D na Bioinformática. Para demonstrar as capacidades do conjunto das aplicações, são mostrados casos de uso. O primeiro, um caso de uso tipicamente astronómico, mostra como é possível efetuar a visualização dos dados da missão Hipparcos da Agência Espacial Europeia, a primeira missão focada em astrometria de precisão que efetuou medidas precisas da posição de objetos celestes, num diagrama de Hertzsprung–Russell. Este diagrama de cor-magnitude é utilizado no conhecimento da evolução estelar nos domínios da astronomia e astrofísica. Ao mesmo tempo cria-se e visualiza-se um gráfico de dispersão das posições das estrelas observadas e compara-se seleções efetuadas num dos gráficos com a sua localização no outro gráfico, fazendo uso da funcionalidade de vistas ligadas. O segundo caso de uso é um exemplo típico de bioinformática exploratória. Com o carregamento de dados de expressão genética, obtidos pelo método de Cap Analysis of Gene Expression de amostras humanas do consórcio FANTOM5. Estas 70 amostras, principalmente de tecido cerebral juntamente com alguns outliers como tecido do útero, servem como base do caso de uso. Após o carregamento dos dados cria-se e visualiza-se um gráfico MA da expressão de genética em amostras de adulto e de recém-nascido de substantia nigra. Seguidamente criam-se histogramas para a largura da expressão genética assim da expressão média dos genes. Estas visualizações demostram as capacidades interativas da aplicação. Seguidamente compara-se a largura da expressão genética com a expressão média, faz-se também uso da funcionalidade de acrescentar linhas de regressão ao gráfico para verificar a existência de tendências nos dados. Depois cria-se a matriz de distâncias das amostras que serve de base a um Heatmap onde se pode visualizar facilmente as amostras outlier. Finalmente mostra-se a utilização de gráficos em 3D para a visualizar a informação obtida no Heatmap e como também se poderia distinguir outliers com recurso à mesma. Para terminar faz-se uma discussão do trabalho e apresenta-se as áreas onde o trabalho futuro se pode focar.Visual data exploration is essential to the scientific process. It is often the starting point and even the guiding reference for scientific thought. Both biology and astronomy face the common challenge of analysing large sets of highly multidimensional data. Current day visual exploration of tabular data (point clouds) is mostly done using 2D representations. But reduced dimensionality easily hides features and relations in the data. As an example, collapsing dimensions easily produces overplotting and cluttered views. Multiple 2D panels are often used to improve this problem but the link between data in different panels is frequently not clear. Studies indicate that reduction from 3D to 2D reduces significantly the quantity of visual information in the analysis of genomic data. Curiously, 3D visualisation is not widespread in the analysis of point clouds. It is almost exclusively used with fluids and fields, which are extended bodies. One of the reasons is a lack of good tools for 3D selection and interaction with large sets of point. The extremely large archives produced by today's astronomical surveys, together with the International (Astronomical) Virtual Observatory standards for data interexchange and application messaging are producing a paradigm shift in the way data is explored. The tendency is becoming not to download the data to the user’s workstation or mobile device and explore it locally, but instead to use on-line services for querying and exploring those archives. The same kind of paradigm shift is seen in the Biological Sciences where, for example, genomic data are stored in different on-line repositories. Thus, it also becomes natural to address modern visual data exploration also with on-line services. Indeed, this is becoming a reality and recent services such as Rapidgraph and Plotly are receiving attention from the astronomical community among others. In biology, the Epiviz on-line service designed for visualisation of functional genomics data has received great attention lately, having been featured by Nature. In this work a web-based interactive visualization tool, the Simple HTML Interactive Visualizator (SHIV), was developed which in conjunction with a server software, Object Server, used for providing the interactive 2D and 3D visualization infrastructure to the European Space Agency’s Gaia mission, a survey of over a billion starts or 1% of the stellar content of the Milky Way. The conjunction of a web-based client with a server software allows users, with normal computers and/or in mobile devices, to visualize the large amounts of data that are common in the Astronomy and Astrophysics fields, and are expected to happen in the near future in the Bioinformatics field if the tendency to growth holds. This capacity is made possible with the usage of features like levels-of-detail, detail-on-demand and linked views. The creation of progressively more complex levels of detail for a given object or objects (levels-of-detail), in conjunction with the possibility to just request the data associated with a given viewport or filter (detail-on-demand) allow that clients with limited resources and/or limited screen space offer to users visualizations that faithfully represent the totality of the data. Allowing users to link views, gives them the possibility to explore multiple dimensions of the same data by using several graphs to focus on specific features. The client offers common visualization tools, with the creation of scatter plots, histograms, heatmaps, linecharts and block charts in two dimensions, as well as the creation of three dimensional visualizations. It is hoped that the support for 3D since the inception of the client will provide users with the tool necessary to analyse their data in new and innovative ways

Us and them : the representation of minority groups in the Statistical Atlases of the United States from 1874 to 1925

The dissertation offers a critical reading of the visual representation of minority groups in the Statistical Atlases of the United States from 1874 to 1925. Beginning in 1874, six consecutive Statistical Atlases, collections of displays of census data, were published to characterize Americans and their lands. Using a variety of data displays, these atlases envisioned the emerging nation with a diversity of races and ethnicities at the high time of immigration and westward expansion. The visual constructs of the nation\u27s population groups in the Atlases projected a particular reading of these groups in the nation at a particular historical moment. As a powerful public act of visual rhetoric, the Atlases worked to shape Americans\u27 racial and ethnic identity and contributed to the forging of a national identity as a whole. Although the graphic features and statistical innovations of the Statistical Atlases have long been acknowledged, the rhetorical effects and ideological implications of the Atlases have not received sufficient critical attention. This dissertation extends the existing scholarship on the Atlases by conducting a rhetorical analysis on the representation of minority groups in the Atlases including foreign immigrants in general, Chinese immigrants in specific, and Native Americans. My intention of the study is to shed light on the fabrications of politics and ideologies that play out behind the visual language of data displays. In the dissertation, I argue that the Statistical Atlases performed a surveillance and disciplinary function on the population in the nation that can be termed the other and helped creating a public discourse that supported the state\u27s policy of immigration and westward expansion in the late 19th and early 20th centuries. The construction of the minority groups not only reflected and but also reshaped the historical context