Sounds from the Sun - Scientific data Sonification - Thesis Project
This is the project I realized for my thesis for my Master Degree in Communication Design at the Iuav University of Venice.
You can find the research part here: https://www.behance.net/gallery/37704657/New-Media-for-Scientific-Visualization-Thesis
Questo è il progetto che ho realizzato per la mia tesi per la la laurea magistrale in Design della Comunicazione all'Università Iuav di Venezia, che si trova qui: https://www.behance.net/gallery/37704657/New-Media-for-Scientific-Visualization-Thesis
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Project Featured on Cycling '74 website: / Progetto presentato sul sito di Cycling '74:
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Acoustics, Solar Wind and Data Sonification
For this project I decided to use sound as a media to translate informations, to exploit the interesting differences that our auditory system has, when compared to our vision.
A phenomenon that I found extremely fit for this kind of investigation is Solar Wind: since it can create big problems to our communications and energy distribution system and cannot be forecast, it needs to be constatly monitored.
We should be alarmed when sudden changes happens, and that's very close to how our hearing works: evolution made it so we tend to ignore constant background sounds, but we are promptly alerted when we perceive a new sound, or a sudden change in the background sounds.
Per questo progetto ho deciso di usare il suono per tradurre le informazioni, per sfruttare le interessanti differenze che il nostro sistema uditivo presenta, quando comparato al nostro sistema visivo.
Un fenomeno che ho trovato adatto a questo tipo di investigazione è il vento solare: dato che può creare grossi problemi ai nostri sistemi di comunicazione e di distribuzione energetica e il suo comportamento non può essere previsto, è necessario monitorarlo costantemente.
Dovremmo essere allarmati da improvvisi cambiamenti del suo comportamento, e ciò è molto affine a come funziona il nostro udito: l'evoluzione lo ha modificato in modo che tendiamo a ignorare i rumori di fondo costanti, mentre siamo allertati da suoni nuovi, o rapide variazioni dei rumori di fondo.
Solar Wind Monitoring
Solar Wind is monitored in real-time from four NASA and ESA satellites, that continuosly stream to Earth the solar wind parameters they detect: since the satellites are in orbit between Earth and the Sun, the data they send reaches us some minutes before the actual solar wind particles, so we have some time to get ready for solar storms and other energetic and dangerous events.
The data is streamed to various research centers in the world, and is also made available to the public on some webpages, on which it looks like this:
Il vento solare è monitorato in tempo reale da quattro satelliti di NASA ed ESA, che inviano continuamente a terra i parametri che rilevano: dato che i satelliti sono in orbita tra la Terra e il Sole, i dati che ci inviano ci arrivano prima delle particelle del vento solare, quindi abbiamo tempo di prepararci per tempeste solari o altri eventi particolarmente energetici e pericolosi.
I dati sono inviati in vari centri di ricerca in tutto il mondo, e sono anche resi disponibili al pubblico su delle pagine web, dove hanno questo aspetto:
Sound from the Sun - coding
The data I choose (magnetic field magnitude and components, plasma flux, charged particles stream) is downloaded in plain text format every thirty seconds from a Processing sketch I created for the purpose. If there is new data, it checks if it's formatted properly and not corrupted, converts it and sends to a Max/MSP patch.
The Max patch contains three sound synthesis engines I created, one for every different phenomena I choose to sonify. The different parameters are translated into different features of the sounds generated:
the particle stream is rendered by a discrete stream of microsounds, where the energy is mapped to the frequency of the sounds;
the plasma flux is rendered by a noisy, continuous sound, where the temperature is mapped to the timbre of the sound, the density to width of the noise and the speed to the central frequency;
the magnetic field is rendered by an harmonic sound similar to a chord, where the total magnitude is the fundamental pitch and each component of the magnetic field corresponds to the volume and beating cycle of each harmonic.
the plasma flux is rendered by a noisy, continuous sound, where the temperature is mapped to the timbre of the sound, the density to width of the noise and the speed to the central frequency;
the magnetic field is rendered by an harmonic sound similar to a chord, where the total magnitude is the fundamental pitch and each component of the magnetic field corresponds to the volume and beating cycle of each harmonic.
I dati che ho selezionato (ampiezza e componenti del campo magnetico, flusso di plasma, flusso di particelle cariche) vengono scaricati come testo ogni trenta secondi da uno sketch in Processing che ho creato. Se ci sono nuovi dati, controlla che siano formattati correttamente e non corrotti, li converte e li invia a una patch Max/MSP.
La patch Max contiene tre motori di sintesi sonora diversi, uno per ogni fenomeno che ho deciso di sonorizzare. I diversi parametri sono tradotti in differenti caratteristiche dei suoni generati:
il flusso di particelle è tradotto in un flusso di microsuoni, in cui l'energia è mappata alla frequenza dei suoni;
il flusso di plasma è stato trasformato in un suono continuo e di natura rumorosa, dove la temperatura corrisponde al timbro, la densità all'ampiezza di banda del rumore, e la velocità alla frequenza centrale;
il campo magnetico è reso da un suono armonico simile ad un accordo, dove l'ampiezza totale è la frequenza fondamentale e ogni componente del campo magnetico corrisponde al volume e alla velocità di modulazione di ogni armonica.
Sound examples
Here you can find an example for each sound synthesis engine. The data from which the sound is generated is real, taken during some hours of monitoring. The interesting events have been extrapolated and put together in a short time frame.
Ecco degli esempi per ciascuno dei tre sistemi di sintesi. I dati da cui il suono è generato sono reali, presi durante alcune ore di osservazione. Gli eventi interessanti sono stati estrapolati e montati in un lasso di tempo più breve:
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