Рубрика «математика на пальцах» - 2

в 14:36, , рубрики: геометрия, дифференциальная геометрия, кривые, математика, математика на пальцах

Предисловие

Привет всем читателям. Просто решил написать статью о дифференциальной геометрии кривых. На мой взгляд, тема из «непрерывной» математики будет большинству читателей Хабра полезна, по крайней мере ближайший час =), учитывая что это IT ресурс, а IT это где то ближе к дискретной математике (опять таки на мой несовершенный взгляд). Но кое где, знаю точно есть не только дискретка, например, CAD системы проектирования имеют движки построенные на дифференциальной геометрии (ну конечно, не на одной лишь, и вычислительная геометрия там есть и прочее). Возможно в играх используется, я не знаю. Ведь игра — это обычно движение, а чтобы описать движение — хорошо бы знать геометрию.
Читать полностью »

в 20:48, , рубрики: c++, CGI (графика), raytracing, геометрия для пятого класса, компьютерная графика, математика на пальцах, Программирование, Работа с 3D-графикой, разработка игр, стереограммы, трассировка лучей

Пришли очередные выходные, надо написать пару десятков строк кода и нарисовать картинку, да лучше не одну. Итак, на прошлых и позапрошлых выходных я показал, как делать трассировку лучей и даже взрывать всякое. Это многих удивляет, но комьпютерная графика — очень простая вещь, пары сотен строк голого C++ вполне хватает на создание интересных картинок.

Тема сегдоняшнего разговора — бинокулярное зрение, причём сегодня даже до ста строк кода не дотянем. Умея рендерить трёхмерные сцены было бы глупо пройти мимо стерепар, сегодня будем рисовать примерно вот такое:

Три картинки за одно воскресенье: о создании бюджетных стереоизображений на пальцах (стереограмма, анаглиф, стереоскоп) - 1

Читать полностью »

в 16:05, , рубрики: c++, CGI (графика), raytracing, геометрия для пятого класса, компьютерная графика, математика, математика на пальцах, Программирование, разработка игр, трассировка лучей

Неделю назад я опубликовал очередную главу из моего курса лекций по компьютерной графике; сегодня опять возвращаемся к трассировке лучей, но на сей раз пойдём самую чуточку дальше отрисовки тривиальных сфер. Фотореалистичность мне не нужна, для мультяшных целей подобный взрыв сойдёт, как мне кажется.

Как всегда, в нашем распоряжении только голый компилятор, никаких сторонних библитек использовать нельзя. Я не хочу заморачиваться с оконными менеджерами, обработкой мыши/клавиатуры и тому подобным. Результатом работы нашей программы будет простая картинка, сохранённая на диск. Я совершенно не гонюсь за скоростью/оптимизацией, моя цель — показать основные принципы.

Итого, как в таких условиях нарисовать вот такую картинку за 180 строчек кода?

Рисуем мультяшный взрыв за 180 строчек голого C++ - 1

Читать полностью »

в 16:25, , рубрики: c++, геометрия для пятого класса, компьютерная графика, математика, математика на пальцах, Программирование, разработка игр, трассировка лучей

Публикую очередную главу из моего курса лекций по компьютерной графике (вот тут можно читать оригинал на русском, хотя английская версия новее). На сей раз тема разговора — отрисовка сцен при помощи трассировки лучей. Как обычно, я стараюсь избегать сторонних библиотек, так как это заставляет студентов заглянуть под капот.

Подобных проектов в интернете уже море, но практически все они показывают законченные программы, в которых разобраться крайне непросто. Вот, например, очень известная программа рендеринга, влезающая на визитку. Очень впечатляющий результат, однако разобраться в этом коде очень непросто. Моей целью является не показать как я могу, а детально рассказать, как подобное воспроизвести. Более того, мне кажется, что конкретно эта лекция полезна даже не столь как учебный материал по комьпютерной графике, но скорее как пособие по программированию. Я последовательно покажу, как прийти к конечному результату, начиная с самого нуля: как разложить сложную задачу на элементарно решаемые этапы.

Внимание: просто рассматривать мой код, равно как и просто читать эту статью с чашкой чая в руке, смысла не имеет. Эта статья рассчитана на то, что вы возьмётесь за клавиатуру и напишете ваш собственный движок. Он наверняка будет лучше моего. Ну или просто смените язык программирования!

Итак, сегодня я покажу, как отрисовывать подобные картинки:
256 строчек голого C++: пишем трассировщик лучей с нуля за несколько часов - 1

Читать полностью »

в 16:46, , рубрики: c++, Алгоритмы, геометрия для пятого класса, математика, математика для программистов, математика на пальцах, мнк, наименьшие квадраты, Программирование, разработка игр, уравнение лапласа

Итак, очередная статья из цикла «математика на пальцах». Сегодня мы продолжим разговор о методах наименьших квадратов, но на сей раз с точки зрения программиста. Это очередная статья в серии, но она стоит особняком, так как вообще не требует никаких знаний математики. Статья задумывалась как введение в теорию, поэтому из базовых навыков она требует умения включить компьютер и написать пять строк кода. Разумеется, на этой статье я не остановлюсь, и в ближайшее же время опубликую продолжение. Если сумею найти достаточно времени, то напишу книгу из этого материала. Целевая публика — программисты, так что хабр подходящее место для обкатки. Я в целом не люблю писать формулы, и я очень люблю учиться на примерах, мне кажется, что это очень важно — не просто смотреть на закорючки на школьной доске, но всё пробовать на зуб.

Итак, начнём. Давайте представим, что у меня есть триангулированная поверхность со сканом моего лица (на картинке слева). Что мне нужно сделать, чтобы усилить характерные черты, превратив эту поверхность в гротескную маску?

Методы наименьших квадратов без слёз и боли - 1

В данном конкретном случае я решаю эллиптическое дифференциальное уравнение, носящее имя Симеона Деми Пуассона. Товарищи программисты, давайте сыграем в игру: прикиньте, сколько строк в C++ коде, его решающем? Сторонние библиотеки вызывать нельзя, у нас в распоряжении только голый компилятор. Ответ под катом.

Читать полностью »

в 17:15, , рубрики: c++, Алгоритмы, геометрия для пятого класса, математика, математика для программистов, математика на пальцах, математическое моделирование, мнк, наименьшие квадраты, Программирование

Полтора года назад я опубликовал статью «Математика на пальцах: методы наименьших квадратов», которая получила весьма приличный отклик, который, в том числе, заключался в том, что я предложил нарисовать сову. Ну, раз сова, значит, нужно объяснять ещё раз. Через неделю ровно на эту тему я начну читать несколько лекций студентам-геологам; пользуюсь случаем, излагаю тут (адаптированные) основные тезисы в качестве черновика. Моей основной целью не является дать готовый рецепт из книги о вкусной и здоровой пищи, но рассказать, почему он таков и что ещё находится в соответствующем разделе, ведь связи между разными разделами математики — это самое интересное!

На данный момент я предполагаю разбить текст на три статьи:

  • 1. Ликбез по теории вероятностей и как она связана с методами наименьших квадратов
  • 2. Наименьшие квадраты, простейший случай, и как их программировать
  • 3. Нелинейные задачи

Я зайду к наименьшим квадратам чуть сбоку, через принцип максимума правдоподобности, а он требует минимального ориентирования в теории вероятностей. Данный текст рассчитан на третий курс нашего факультета геологии, что означает, (с точки зрения задействованного матаппарата!) что заинтересованный старшеклассник при соответствующем усердии должен суметь в нём разобраться.

Насколько обоснован теорвер или верите ли вы в теорию эволюции?

Однажды мне задали вопрос, верю ли я в теорию эволюции. Прямо сейчас сделайте паузу, подумайте, как вы на него ответите.

В трёх статьях о наименьших квадратах: ликбез по теории вероятностей - 1
Читать полностью »

в 11:22, , рубрики: python, Алгоритмы, Блог компании Open Data Science, математика, математика на пальцах, машинное обучение, обработка изображений, сверточные нейронные сети
Сверточная сеть на python. Часть 3. Применение модели - 1

Это заключительная часть статей о сверточных сетях. Перед прочтением рекомендую ознакомиться с первой и второй частями, в которых рассматриваются слои сети и принципы их работы, а также формулы, которые отвечают за обучение всей модели. Сегодня мы рассмотрим особенности и трудности, с которыми можно столкнуться при тестировании вручную написанной на python сверточной сети, применим написанную сеть к датасету MNIST и сравним полученные результаты с библиотекой tensorflow.
Читать полностью »

в 10:56, , рубрики: python, Алгоритмы, Блог компании Open Data Science, математика, математика на пальцах, машинное обучение, обработка изображений, сверточные нейронные сети
Сверточная сеть на python. Часть 2. Вывод формул для обучения модели - 1

В прошлой статье мы рассмотрели концептуально все слои и функции, из которых будет состоять будущая модель. Сегодня мы выведем формулы, которые будут отвечать за обучение этой модели. Слои будем разбирать в обратном порядке — начиная с функции потерь и заканчивая сверточным слоем. Если возникнут трудности с пониманием формул, рекомендую ознакомиться с подробным объяснением (на картинках) метода обратного распространения ошибки, и также вспомнить о правиле дифференцирования сложной функции.
Читать полностью »

в 18:12, , рубрики: python, Алгоритмы, математика, математика на пальцах, машинное обучение, обработка изображений, Программирование, сверточные нейронные сети
Сверточная сеть на python. Часть 1. Определение основных параметров модели - 1

Несмотря на то, что можно найти не одну статью, объясняющую принцип метода обратного распространения ошибки в сверточных сетях (раз, два, три, четыре, пять и даже дающих “интуитивное” понимание — шесть), мне, тем не менее, никак не удавалось полностью понять эту тему. Кажется, что авторы недостаточно внимания уделяют обычным примерам либо же опускают какие-то хорошо понятные им, но не очевидные другим особенности, и весь материал по этой причине становится неподъемным. Мне хотелось разложить все по полочкам для самого себя и в итоге конспекты вылились в статью. Я постарался исключить все недостатки существующих объяснений и надеюсь, что эта статья ни у кого не вызовет вопросов или недопониманий. И, может, следующий новичок, который, также как и я, захочет во всем разобраться, потратит уже меньше времени.
Читать полностью »

в 21:15, , рубрики: алгебра, Алгоритмы, кодирование, корректирующие коды, линейные коды, математика, математика на пальцах, поля галуа, метки: ,

Корректирующие коды «на пальцах» - 1Корректирующие коды — это коды, которые могут обнаружить и (если повезёт) исправить ошибки, возникшие при передаче данных. Даже если вы ничего не слышали о них, то наверняка встречали аббревиатуру CRC в списке файлов в ZIP-архиве или даже надпись ECC на планке памяти. А кто-то, может быть, задумывался, как так получается, что если поцарапать DVD-диск, то данные всё равно считываются без ошибок (конечно, если царапина не в сантиметр толщиной и не разрезала диск пополам).

Как нетрудно догадаться, ко всему этому причастны корректирующие коды. Собственно, ECC так и расшифровывается — «error-correcting code», то есть «код, исправляющий ошибки». А CRC — это один из алгоритмов, обнаруживающих ошибки в данных. Исправить он их не может, но часто это и не требуется.

Давайте же разберёмся, что это такое.

Для понимания статьи не нужны никакие специальные знания. Достаточно лишь понимать, что такое вектор и матрица, как они перемножаются и как с их помощью записать систему линейных уравнений.

Внимание! Много текста и мало картинок. Я постарался всё объяснить, но без карандаша и бумаги текст может показаться немного запутанным.

Читать полностью »

123
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js