Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Матрица

Что такое ШИМ и почему мерцает OLED? РАЗБОР

08.10.2020 16:23:54 | Автор: admin
ШИМ, все вокруг говорят про ШИМ. Ну фиг знает я его не вижу. Что хотите сказать, если понижу яркость дисплея, это как-то будет меня утомлять? Кажется тут есть в чём разобраться!

Сегодня мы объясним как на самом деле работает ШИМ. Узнаем сколько FPS видит человек, а сколько муха. Проведём тесты ШИМ на осциллографе.И, конечно, расскажем как избавиться от ШИМа на Samsung и на iPhone.



OLED дисплеи фактически во всём превзошли IPS. Но некоторые люди просто физически не могут пользоваться OLED, ведь они чувствуют усталость глаз, сухость и даже головные боли.

Почему так? Дело в том, что в отличие от большинства IPS-экранов большинство OLED-матриц мерцают. Примерно как дешевые люминесцентные лампы. И это не очень хорошо сказывается на зрении.

Но стоп! Лично у меня нет никаких проблем с OLED-дисплеями, да и мои друзья ходят с OLED и не жалуются.

Действительно, по статистике большинство (примерно 90%) людей не ощущают мерцания OLED-дисплеев. Мы даже провели опрос:Устают ли у Вас глаза от OLED дисплеев? Устают ли у вас глаза от IPS дисплеев? Иполучили вот такие результаты: примерно четверть 27% сообщила, что у них глаза устают. Меньшинство, но всё же четверть!

Тем не менее есть люди, которые не просто чувствуют ШИМ, но даже отчетливо его видят. Как так получается?

ШИМ в кинопроекторах




Чтобы ответить на этот вопрос давайте поговорим про кино. В старых кинопроекторах, в которых еще были бобины с плёнкой, крутили кино со скоростью 24 кадра в секунду.

Так вот, для того чтобы при смене кадров изображение не смазывалось и вы не видели момент перемотки пленки, в этот момент поток света перекрывался. Это приводило к адскому мерцанию, так как изображение постоянно обрывал черный кадр.

Так как ускорить процесс смены кадров не было технической возможности киноделы придумали другой хак. Они стали перекрывать изображение дважды: не только во время смены кадра, но и когда на экране отображался статический кадр.Ммм. И какой в этом смысл?

Такое чередование изображения и дополнительных черных кадров позволяло искусственно увеличить частоту мерцания до 58 раз в секунду. Чего было достаточно, чтобы обмануть мозг. Видя постоянно мелькающую картинку, мозг просто отключает восприятия мерцания и мы видим плавную картинку.Кстати в немом кино, где использовалась частота 16 К/с, вообще перекрывали 3 раза и получилось мерцание 48 раз в секунду.

Сколько мы видим кадров?




Этот невероятный эффект человеческого зрения называется порогом слияния мерцаний и этот порог равен 60 Гц. Это значит, всё что мерцает чаще чем 60 раз в секунду человек будет воспринимать как непрерывное изображение.

Кстати, у собак и кошек этот порог выше в районе 70-80 Гц, а у мух так вообще 250-300 Гц.



Что же это получается, игровые мониторы 144 Гц и выше это всё маркетинг? Нет, 60 кадров в секунду это минимальный порог, при котором человек перестает видеть мерцание.
А люди с натренированным зрением, например, пилоты истребителей на тестированиях различают кадры, появившиеся на 4 мс. Что соответствует 250 кадрам в секунду. К хардкорным геймерам это тоже относится.

На самом деле есть исследования, где люди смогли различить и 480 к/с и даже больше в некоторых условиях.

Но в целом если верить ГОСТАм:Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность.ГОСТ Р 54945-2012

Зачем нужен ШИМ?


Итак, со зрением разобрались. Но зачем вообще мерцают OLED-дисплеи и на какой частоте?

Сначала ответим на вопрос Зачем?

Существует два способа регулировки яркости дисплея:

Первый и самый очевидный способ, при помощи понижения напряжения. Чем меньше мы подаем энергии на дисплей, тем меньше он светится.

Именно так регулируется яркость в большинстве IPS-дисплеев в наших смартфонах, ноутбуках и мониторах.



Но почему бы на OLED-дисплеях не делать также? На самом деле можно, и так даже делали раньше. Например в смартфоне LG G Flex 2 использовался именно такой подход. Но есть проблема! На OLED-дисплеях при уменьшении напряжения сильно страдает картинка. Возникает так называемый мура-эффект, более известный как эффект наждачной бумаги. Мы подробно рассказывали об этом в материале про OLED.



Поэтому чтобы избежать такой деградации изображения используется второй подход: регулировка яркости при помощи мерцания или ШИМ. ШИМ это широтно-импульсная модуляция, или PWM по-английски.Это буквально значит регулировка ширины, ну или длительности, импульса.

Так, стоп, что еще за импульс? Дело в том, что напряжение в дисплеях, использующих ШИМ, не постоянное, а прерывистое. Оно подаётся при помощи вот таких всплесков или импульсов.



Количество импульсов в секунду называется частотой и измеряется в Гц. А время, которое занимает каждый цикл пульсации, называется периодом.

К примеру, возьмем частоту 250 Гц, в этом случае период будет 4 мс. Частота и период это фиксированные значения, и с изменением яркости дисплея они не меняются. А вот ширина каждого импульса это как раз то, что мы можем регулировать. Это значение называется рабочим циклом, и он выражается в процентах.



Если рабочий цикл 100%, импульс будет длиться 100% своего периода, то есть 4 мс. Это соответствует 100% яркости дисплея. Если мы сократим ширину импульса до 50% или 2 мс, воспринимаемая яркость дисплея также упадет до 50%.А на яркости 1% фактически 99% будет отображаться просто черный экран, но наше зрение это интерпретирует как просто очень тусклую картинку. Получается, чем меньше яркость дисплея, тем более выражен эффект мерцания. И тем это вреднее для глаз.

Частота ШИМ в разных дисплеях


На самом деле ШИМ используется не только в OLED-дисплеях, но и в IPS. Но в отличие от OLED в IPS-экранах используют очень высокую частоту мерцания, свыше 2000 Гц. Естественно, столь быстрое мерцание не сможет заметить ни человек, ни муха. А значит и глазки уставать не будут.

Например, у Xiaomi Redmi Note 7 2336 Гц, а уrealme 6 Pro 2336 Гц.

А какая частота ШИМ в OLED?


Тут всё зависит от конкретной модели, но есть определенные закономерности. Во-первых, желательно чтобы частота ШИМ была кратной частоте обновления дисплея. Потому на 60 Гц или 120 Гц дисплеях, как правило частота ШИМ 240 Гц, а на 90 Гц дисплеях 360 Гц.

Мы решили убедиться в этом самостоятельно и отправились в Санкт-Петербург. Там ребята из компании ЛЛС подготовили для нас осциллограф с высокоскоростным фотодетектором.

Так мы проверили на ШИМ на iPhone 11 Pro и Pixel 4.

Тесты показали, что iPhone 11 Pro, вопреки общему мнению, немного мерцает даже на максимальной яркости, с частотой 240 Гц. При снижении яркости до 50%, мерцание становится менее выраженным, а значит до этого момента на iPhoneиспользуется уменьшение напряжения.Ну а дальше в бой вступает ШИМ. На осциллографе очень хорошо видно, как при снижении яркости уменьшается ширина импульса, а значит увеличивается мерцание.

В Pixel 4 вплоть до 70% яркости мы не обнаружили ШИМа совсем, видно только обновление экрана 90 Гц. А дальше начинается ШИМ с частотой 360 Гц. Но так как частота обновления экрана в Pixel 4 после 40% падает до 60 Гц, видно как каждыйчетвёртый импульс немного скачет. Это потому что частота обновления не совпадает с частотой модуляции.

Посмотреть частоту ШИМ в других моделях можно на портале notebookcheck.net.Впрочем, некоторые измерения там выглядят сомнительно. Либо на нашем родном IXBT.com, там всё ок с тестами.
  • Galaxy S20 242.7 Гц
  • Galaxy S20 Ultra 240.4 Гц
  • Google Pixel 2 245.1 Гц
  • Google Pixel 2 XL 242.7 Гц
  • Google Pixel 3a 271.1 Гц
  • Google Pixel 3a XL 242.7 Гц
  • Google Pixel 4 367.6 Гц
  • Google Pixel 4 XL 367.6 Гц
  • Huawei P30 240.4 Гц
  • Huawei P30 Pro 231.5 Гц
  • Huawei P40 245 Гц
  • Huawei P40 Pro 365 Гц
  • iPhone 11 Pro 290.7 Гц
  • iPhone 11 Pro Max 245.1 Гц
  • iPhone XS 240.4 Гц
  • iPhone XS Max 240.4 Гц
  • OnePlus 5T 242.7 Гц
  • OnePlus 6T 240 Гц
  • OnePlus 7 200 Гц
  • OnePlus 7 Pro 122 Гц
  • OnePlus 7T Pro 294 Гц
  • OnePlus 8 Pro 258 Гц
  • Samsung Galaxy A50 119 Гц
  • Samsung Galaxy A51 242.7 Гц
  • Samsung Galaxy A71 247.5 Гц
  • Samsung Galaxy S10e 232 Гц
  • Xiaomi Mi 10 362.3 Гц
  • Xiaomi Mi 8 238 Гц
  • Xiaomi Mi 8 Explorer Edition 100 Гц

OnePlus 7 Pro:



Samsung Galaxy A50:



На самом деле, частоту мерцания OLED-дисплеев можно увеличить, пусть не до 2000 Гц, но хотя бы до 500 Гц. Кстати, именно такая частота ШИМ была в древнем Windows Phone Lumia 950. Но это удорожает производство, а так как страдающих людей мало, производители воровать у себя из кармана не готовы.



Кстати, практически все современные LCD-телевизоры тоже ШИМят на частоте 240 Гц. И в теликах этот эффект даже более заметен, чем в телефонах.

Разве что SONY не поскупились установить в свои LCD модели контроллеры управления яркостью либо совсем без мерцания, либо с мерцанием на частоте 720 Гц.

Как проверить ШИМ самому?


Но как проверить ШИМ на вашем телефоне, ноутбуке или телевизоре самостоятельно? Если у вас нет под рукой осциллографа с высокоскоростным кремниевым фотодетектором.

На самом деле очень просто! Вам нужно снять экран экран на видео в замедленной съемке 240 к/с или больше. Сейчас почти любой телефон так может. Если на всех значениях яркости вы не увидите мерцания в виде перемещающихся полос. Значит ШИМа нет.

Что такое DC Dimming?


Тем не менее проблема есть и первой её осознал Xiaomi, представив функцию DC Dimming в Black Shark 2 Pro. Эта тема настолько хорошо зашла, что очень быстро подсуетились OnePlus, OPPO и Huawei. И начиная с прошлого года во всех флагманах точно есть DC Dimming.

Само название расшифровывается как Direct Current Dimming, что переводится как затемнение постоянным током. Иными словами в этом случае яркость регулируется как и положено снижением напряжения.

СТОП! Но также нельзя! Картинка же убьется!На самое деле, так нельзя было делать раньше, потому как качество OLED-дисплеев оставляло желать лучшего. Но теперь всё иначе.

Уже давно многие производители стали использовать гибридный способ регулировки яркости. Например на iPhone до 50% яркости используется снижение напряжения, и только потом включается ШИМ.А телефоны с функцией DC Dimming пошли дальше и стали регулировать яркость исключительно снижением напряжения.

Да, включив DC Dimming на низких яркостях могут немного поплыть цвета и появиться шум. Но это совсем не критично.

И тесты показывают, что функция реально работает. Хотя колебания яркости и не сглаживаются полностью, всё равно такой подход позволяет многократно снизить нагрузку на наши с вами глаза.

По нашим замерам на Xiaomi Mi 10 ШИМ с включенным DC Dimming исчезает полностью! А значит ваши глазки смогут отдохнуть.




Убираем ШИМ для всех


Но что делать, если вам DC Dimming не завезли? Например у вас Samsung, который ШИМит даже на 100% яркости, или iPhone который начинает ШИМить на 50%?

На самом деле решение есть и оно программное.Имя ему экранные фильтры!

Android.Например, на любой Android можно поставить программу OLED Saver. Она умеет накладывать полупрозрачный серый фильтр поверх всего изображения. Регулируя прозрачность фильтра, регулируется яркость. Это программа умеет имитировать функциюавтояркости. Можно довольно быстро из шторки регулировать прозрачность фильтра и настроить автозапуск после перезагрузки.

Не могу сказать что это очень удобно. Но может быть очень полезно, если любите позалипать в телефон перед сном в темноте.

iPhone.А на iPhone вообще есть специальный режим встроенный в систему. Он называется понижение точки белого и прячется в разделе Универсальный Доступ. Путь такой: Настройки > Универсальный доступ > Дисплей и размер текста > Понижение точки белого

А чтобы постоянно не лезть в настройки можно назначить включение режима на тройное нажатие кнопки питания с помощью такого пути:Настройки > Универсальный доступ > Быстрая команда.

В iOS 14 можно даже назначить тоже самое на постукивание по задней крышке. Но я бы не рекомендовал так делать, будут ложные срабатывания.

Ну и напоследок можно вынести ярлык с этой функцией в пункт управления. Для этого идём в Настройки > Пункт управления и перетаскиваем иконку Команды для универсального доступа.

Итоги




Что в итоге? ШИМ, конечно, зло. Хоть я его и не вижу, и мои глаза не устают, эта шутка всё равно напрягает мозг. А с возрастом может появиться и усталость глаз.

С другой стороны, благодаря ШИМ вообще стал возможен прогресс в развитии технологии OLED. Если б его не было сидели бы мы IPS и о всех прелестях классных OLED-дисплеев даже бы и не знали.

Очень надеемся, что DC Dimming станет стандартом и мы забудем о ШИМ в смартфонах и телевизорах точно также, как забыли о нём в настольных мониторах с появлением Flicker Free мониторов от BenQ. Это, кстати, та же самая технология что и DC Dimming.

В основу ролика легла статья с портала deep-review.com и материал Олега Афонина для журнала Хакер. Ребята проделали отличную работу, а мы продолжаем их дело.

Спасибо компании ЛЛС за оборудование и теплый приём в Питере! Очень приятно вместе с вами делать крутой науч-поп контент.На этом сегодня всё!
Подробнее..

О созависимости (как доказать, что мы живем в матрице)

28.07.2020 04:12:13 | Автор: admin
image

Можно ли обозначить взаимосвязь в мире как чтото исключительно парное? При проведении исследований чаще всего сопоставляются лишь две характеристики, то есть внимание наблюдателей остается фиксированным лишь на критериях исследования. Не справедливо было бы исключить из любых исследований повод? Совершать все исследования полностью вслепую? Контрольная выборка недостаточно контрольна, если критерием исследованием должна выступать та же гносеология.

Человечество обязано провести контрольное наблюдение за опытом с большим количеством исходов, которые были бы легко повторимы, но не имели бы четкого критерия. Таким опытом может выступить системное извлечение из испытуемых предложений: предложения единственная форма отражения действительности, которая не уступает ей в проявлении мысленного отождествления с искомым предметом.

Испытуемым следует задать единственную цель записать единое по смыслу предложение на двух языках. Причем, одно должно стать объектом одного исследования, а второе другого. Мало того, каждое должно начинаться со слов, обозначающих вероятность, например, скорее всего. Далее по случайному предложению из обоих корпусов стоит разослать участникам двух параллельных экспериментов (то есть два на человека) и попросить оценить достоверность факта, указанного в нем, применительно к опрашиваемому.

Если при увеличении доступа к случайной выборке из обоих исследований процентная фактография не будет сходиться, шансы, что мы живем в симулируемой системе, достаточно высоки. Очевидно, что чувакам, которые займутся верификацией, сообщать о том, что они делают, не очень и стоит.
Подробнее..

Перевод Как новый алгоритм преодолевает ограничение скорости решения линейных уравнений

27.03.2021 22:10:41 | Автор: admin

Сантош Вемпала и Ричард Пенг из Технологического института Джорджии, придумали новый, более быстрый способ решения некоторых систем линейных уравнений, рабочую лошадку современных вычислений. Используя случайность, новый алгоритм предлагает принципиально новый и более быстрый способ выполнения одного из самых простых вычислений в математике и информатике.


Учащиеся начальной школы на уроках математики, вероятно, сталкиваются с учителями, которые предостерегают их от простого угадывания ответа при решении задачи. Но новое доказательство показывает, что на самом деле правильное предположение иногда бывает лучшим способом решения систем линейных уравнений (одно из фундаментальных вычислений в математике).

В результате это доказательство устанавливает первый метод, способный превзойти то, что ранее было жёстким ограничением скорости решения некоторых задач этих типов.

Это одна из самых фундаментальных вычислительных задач, сказал Марк Гисбрехт из Университета Ватерлоо. Теперь у нас есть доказательство того, что мы можем вычислять быстрее.

Новый метод, предложенный Ричардом Пенгом и Сантошем Вемпала из Технологического института Джорджии, был опубликован в июле и представлен в январе на ежегодном симпозиуме ACM-SIAM по дискретным алгоритмам, где он получил награду за лучшую работу.

Линейные системы включают в себя два или более уравнений с переменными, которые показывают различные способы отношения между элементами. Системы линейны, так как единственная допустимая степень в точности равна 1, а графики решений уравнений образуют плоскости.

Типичный пример линейной системы также, вероятно, знакомый студентам-математикам включает в себя скотный двор, заполненный курами и свиньями. Сколько там кур и свиней, если известно, что имеется 10 голов и 30 ног? По мере изучения алгебры студенты знакомятся с определённой процедурой решения этой задачи: записать систему из двух алгебраических уравнений и решить её.

Однако линейные системы способны на большее, чем просто подсчёт кур и свиней. Они возникают во многих практических ситуациях. Например, строительство более прочного моста или более незаметного самолёта может включать решение систем с миллионами взаимозависимых линейных уравнений. С более фундаментальной точки зрения, линейные системы возникают во многих основных задачах оптимизации в информатике, которые включают в себя поиск наилучших значений для набора переменных в рамках системы ограничений. Если мы сможем быстрее решать линейные системы, то мы также сможем быстрее решать и эти задачи.

Линейные системы рабочая лошадка современных вычислений, считает Вемпала.

В новом доказательстве найден более быстрый способ решения большого класса линейных систем, обходя один из основных методов, обычно используемых в этом процессе. Этот метод, называемый матричным умножением, ранее установил жёсткое ограничение скорости вычисления линейных систем. Он по-прежнему используется в данной работе, но в дополнительной роли. Авторы связывают его с новым подходом, который, по сути, является формой обученного гадания.

Вы можете угадать свой путь к решениям, сказал Пенг. И ни один учитель не рассердится на вас за это.

Математика скотного двора

Чтобы получить представление о линейных системах и способах их решения, давайте вернёмся на скотный двор, но представим, что теперь это больше похоже на зверинец: куры, однорогие носороги и двурогие козы. Вы делаете быстрый подсчёт и определяете, что имеется 12 голов, 38 ног и 10 рогов. Можете ли вы выяснить, сколько там животных каждого вида?

Чтобы продолжить, назначьте переменную каждому виду животных (c для кур, r для носорогов, g для коз) и напишите уравнение для каждого признака. Числа, или коэффициенты, перед каждой переменной отражают количественную характеристику признака, которым обладает каждое животное.

c + r + g = 12 голов2c + 4r + 4g = 38 ног0c + 1r + 2g = 10 рогов

Теперь у вас есть три уравнения и три неизвестных.

Один из способов их решения это преобразовать одно уравнение, выразив одну переменную через две другие. Например, 0c + 1r + 2g = 10 превращается в r = 10 2g. Подставьте это выражение вместо r в два других уравнения и продолжите эту процедуру, пока все переменные не будут определены в терминах всего одной переменной, для которой можно найти точное решение. Затем вы можете повторить этот процесс, используя найденную переменную, чтобы найти решение для следующей переменной.

Ещё один, более сложный, способ поиска решения создать матрицу, элементами которой служат коэффициенты уравнений. Три уравнения превращаются в эту матрицу.

\begin{equation} \begin{bmatrix} 1&1&1\\ 2&4&4\\ 0&1&2 \end{bmatrix} \end{equation}

Далее неизвестное количество кур, носорогов и коз мы представляем другой матрицей.

\begin{equation} \begin{bmatrix} c\\ r\\ g\end{bmatrix} \end{equation}

Наконец, мы представляем наблюдаемое количество голов, ног и рогов третьей матрицей.

\begin{equation} \begin{bmatrix} 12\\ 38\\ 10\end{bmatrix} \end{equation}

Мы можем объединить эти три матрицы в единую линейную систему, где первая матрица, умноженная на матрицу с переменными элементами, равна третьей матрице в этот момент мы можем найти решение для второй матрицы с помощью линейной алгебры.

\begin{equation} \begin{bmatrix} 1&1&1\\ 2&4&4\\ 0&1&2 \end{bmatrix} * \begin{bmatrix} c\\ r\\ g\\\end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 12\\ 38\\ 10\end{bmatrix} \end{equation}

При преобразовании уравнений или использовании матричного подхода, в конечном счёте, для решения задачи выполняется одно и то же общее количество вычислительных шагов. Это число равно количеству переменных системы в кубе (n3). В этом случае у нас три переменных, так что решение занимает 33 = 27 вычислительных шагов. Если бы у нас было четыре вида животных и четыре уравнения, для решения задачи потребовалось бы 43 = 64 шага.

За последние 50 лет исследователи нашли способы более эффективного выполнения этой процедуры. Часто можно применять более короткие пути способы повторного использования или комбинирования операций, которые позволяют решать линейные системы за меньшее количество шагов.

Сантош Вемпала и Ричард ПенгСантош Вемпала и Ричард Пенг

В конечном счёте всё сводится к тому, что решение любой линейной системы можно свести к матричному умножению, которое на данный момент, по крайней мере теоретически, можно выполнить за n2,37286 шагов.

В различных технических применениях требуется решать линейные системы еще быстрее потенциально за n2 шагов. Мы используем матричное умножение, потому что это лучший доступный инструмент, но это не означает, что своего открытия не ожидает ещё лучший инструмент.

Нет никаких причин для того, чтобы эта проблема решения линейных систем зависела от улучшений матричного умножения, сообщил Вемпала.

Угадывание решений

Для понимания нового и усовершенствованного инструмента нужно помнить о другом устоявшемся методе решения линейных систем. Это интуитивный способ, к которому можно обратиться, впервые столкнувшись со стаей кур, грохотом носорогов и перевозкой коз, собранных вместе: угадайте значения всех переменных, подставьте их в уравнения, проверьте, как далека от истины эта догадка, и угадайте снова.мммм

К этому итеративному подходу часто прибегают инженеры и учёные. Это хорошо работает для многих практических задач, потому что эксперты, как правило, не гадают вслепую, что сокращает количество итеративных догадок, которые они должны сделать, прежде чем найти решение.

При решении реальных научных вычислительных задач люди проявляют очень хорошую интуицию, относительно того, какими должны быть ответы, сказал Пенг.

Итеративные методы полезны в конкретных случаях, когда интуиция может оказать некоторую поддержку. Они также полезны в более общем случае, когда линейная система, которую вы пытаетесь решить, имеет большое количество переменных, коэффициенты при которых равны нулю.

Эта особенность присутствует и полезна в примере со скотным двором, где самый простой признак, используемый при решении, рога. Почему? Поскольку у цыплят нет рогов, член в уравнении, соответствующий цыплятам, исчезает, и задача с тремя видами животных сводится к задаче фактически для двух переменных. Убрав рога из расчётов, вы можете с помощью полученной информации быстро решить уравнения для ног и голов.

В более сложных линейных системах этот тип отношений, в котором не все признаки относятся ко всем переменным, может быть широко распространён. В системе могут быть миллионы переменных и миллионы уравнений, но каждое уравнение может включать только небольшое количество общих переменных. Линейные системы такого типа называются разреженными, что отражает тот факт, что большинство переменных входит в большинство уравнений с нулевыми коэффициентами. Такая ситуация часто возникает в реальных линейных системах. И именно в таких системах итеративные методы могут превосходить матричное умножение.

Это работает только в случае достаточно разреженных матриц, сказал Уильямс.

Но до этой новой работы никому не удавалось доказать, что итеративные методы всегда быстрее матричного умножения для всех разреженных линейных систем.

Согласованная случайность

В новом методе Пенга и Вемпала используется усовершенствованная версия стратегии итеративных догадок: вместо того чтобы делать только одну догадку, их алгоритм делает много догадок параллельно. Такой подход ускоряет поиск, точно так же и вы быстрее найдёте драгоценный камень в лесу, если поиском занято много людей одновременно.

Именно параллелизм отвечает за волшебство, отметил Гисбрехт.

Может показаться очевидной польза сортировки нескольких одновременных догадок, но это усложняет работу стратегии. Эффективность нового алгоритма во многом зависит от умения делать первоначальные догадки, порождающие итеративный процесс, и разумно объединять плоды параллельных догадок в один окончательный ответ.

Если вернуться к примеру скотного двора, алгоритм может сделать три первоначальных догадки, где каждая догадка это матрица 3 на 1, определяющая количество кур, носорогов и коз. Алгоритм проверяет, насколько далека от истины каждая догадка, а затем делает новые догадки, продолжая параллельные потоки догадок.

Ключ к конечному успеху алгоритма заключается в том, что три первоначальные догадки он делает случайным образом. Случайность может показаться не очень хорошей основой для догадок, но как универсальный метод она имеет свои преимущества, особенно при решении огромных задач. А именно благодаря случайности вы не будете непроизвольно смещать свой поиск в сторону одной части задачи, потенциально пренебрегая областью, в которой находится фактическое решение.

Я должен убедиться, что все мои догадки достаточно случайны, чтобы охватывать все возможные комбинации, сказал Пенг. Это ужасный способ делать догадки, который в конечном счёте становится предпочтительным методом, поскольку задача становится очень большой.

Большая часть сложной технической работы в статье Пенга и Вемпала включает в себя доказательство того, что различные нити случайных догадок также работают сообща, включая любую конкретную догадку, которая на самом деле является решением задачи.

Существует согласованная случайность, сказал Вемпала.

Это означает, что случайные догадки не только учитывают точные значения самих догадок, но и охватывают все потенциальные догадки, лежащие между ними. Это похоже на ситуацию, когда два человека ведут поиск в лесу и просматривают не только землю перед собой, но и всю линию видимости между ними.

Также покрыта вся область между двумя [догадками], сказал Вемпала.

Эта функция поиска гарантирует, что алгоритм где-то обнаружит решение. Но сама по себе она не определяет, что такое решение в действительности. Для этого чтобы фактически взять решение в свои руки Пенг и Вемпала должны доказать кое-что ещё.

Алгоритм отслеживает свои случайные догадки, как записи в матрице. Поиск решения среди записей в матрице становится вопросом матричного умножения, что, конечно, является препятствием, которое они намеревались обойти. Но и здесь они пользуются преимуществами случайности, которую использовали для заполнения записей в матрице.

Поскольку записи в матрице случайны и между ними осуществляется координация, сама матрица приобретает определённые симметрии. Эти симметрии делают возможным применение сокращённых способов вычислений. Как и в случае с любым высокосимметричным объектом, достаточно знать, как выглядит одна его часть, чтобы восстановить его целиком.

В результате алгоритм Пенга и Вемпала может найти решение для такой матрице быстрее, чем для матрицы с тем же числом элементов, но без полезных симметрий. Симметрии матрицы также дают ещё одно важное преимущество: они помогают гарантировать, что догадки (в отношении значений переменных) никогда не вырастут настолько большими, что станут громоздкими, с точки зрения алгоритмической эффективности.

По теме:

  1. Mathematicians Discover the Perfect Way to Multiply

  2. On Your Mark, Get Set, Multiply

  3. A New Approach to Multiplication Opens the Door to Better Quantum Computers

Нам пришлось контролировать, насколько велико появляющееся число, когда мы делаем эту догадку и координацию, сказал Пенг.

Пенг и Вемпала доказывают, что их алгоритм может найти решение любой разреженной линейной системы за n2,332 шагов. Этот результат превосходит показатель степени для лучшего алгоритма матричного умножения (n2,37286) примерно на четыре сотых. Это небольшое улучшение матричного умножения в ближайшее время не будет иметь значения для практических применений, но как доказательство правильности концепции оно представляет собой целую пропасть: оно показывает, что есть качественно лучший способ решения линейных систем.

С философской точки зрения, мы раньше не знали, есть ли способ вычислений, более быстрый, чем матричное умножение, сказал Вемпала. Но теперь мы знаем.

А если вам хочется подтянуть свои знания алгоритмов или математики то будем рады видеть вас в числе наших студентов на курсах "Алгоритмы и структуры данных" и "Математика для Data Science". Возможно, именно вы создадите алгоритм, который поставит новый рекорд скорости вычислений.

Узнайте, как прокачаться в других специальностях или освоить их с нуля:

Другие профессии и курсы
Подробнее..

Киберпанк 2020 как развивался жанр с появления до наших дней

11.12.2020 18:19:05 | Автор: admin


Обычно в этом блоге появляются посты про наши конференции, но ничто айтишное нам не чуждо и в эту пятницу, когда весь мир обсуждает Cyberpunk 2077, захотелось отвлечься.


Выход этой игры вызвал новый всплеск интереса ко всему жанру киберпанка, поэтому захотелось отрефлексировать: что произошло с жанром за всё время его существования? Как он взаимосвязан с IT, которое нам всем тут близко, и как на нём сказалось развитие IT? Почему громких киберпанк-произведений так давно не появлялось?


Я люблю киберпанк уже лет двадцать (с тех пор, как в школе попался в руки журнал Навигатор игрового мира с текстом про него), зачитывался когда-то Уильямом Гибсоном поэтому теперь захотел собрать воедино всё, что знаю и думаю по теме.




Что такое киберпанк?


Для начала надо определиться с терминологией. Что мы вообще понимаем под словом киберпанк? И тут мы сталкиваемся со сложностью: строгого определения нет, люди десятилетиями спорят, что является им и что не является.


Есть распространённое определение, которому вторит и Википедия: это субжанр фантастики с сочетанием high tech, low life. Технологии стали более развиты, но счастья всем даром это не принесло. Наоборот, социальный договор сломался, и получился мрачный мир, где выживает сильнейший.


Определение хорошее, но всё-таки неполное. Например, киберпанк это ещё и узнаваемая визуальная эстетика: урбанистические картинки, где в темноте сияют вывески с иероглифами, и всё выглядит одновременно футуристичным и трущобным. Интересно, что перекликающуюся эстетику порой замечают в обычных спальных районах: тут и особых технологических прорывов не видно, и социальный договор как-то по-новому не ломался, а слово всё равно так и вертится на языке.



Вот вам, например, киберпанк района Западное Дегунино


Думаю, есть и ещё одна важнейшая составляющая, которую часто забывают упомянуть (например, в словах high tech, low life про неё ничего напрямую не сказано): киберпанк плотно связан с IT.


Вот смотрите. Слова high tech означают вообще любые развитые технологии. И тогда, скажем, Футурама с её космическими полётами или Довод с поворотами времени вспять это тоже про хайтек. Но никто не увязывает космос с киберпанком. С ним ассоциируются другие понятия, так или иначе связанные с компьютерами: хакеры, киберпространство, виртуальная реальность, искусственный интеллект. Его герои не бороздят космические просторы, зато часто сидят за клавиатурой (или подключены к виртуальным мирам напрямую, так что клавиатура уже не нужна). Они не в старой аналоговой фантастике с инопланетянами и механическими роботами, а в цифровой, где можно за пару секунд загрузить себе в голову навык пилотирования вертолёта.


По-моему, весь киберпанк возник как попытка человечества осмыслить компьютерную революцию. В 80-х было очевидно, что происходит что-то большое, и по всему миру на мониторах возникает новый мир, способный составить конкуренцию реальному но совершенно непонятно было, к чему это в итоге приведёт. Что произошло в итоге спустя десятилетия, когда мы уже знаем, к чему привело? Давайте посмотрим на то, как это развивалось.




80-е


В 1982-м вышло сразу два основополагающих фильма, которые ещё не были полностью киберпанком в его нынешнем понимании, но многое для него сделали: Бегущий по лезвию (Blade Runner) и Трон (Tron). Ни один не оказался суперуспешным в кинопрокате, но оба стали культовыми и впоследствии на многое повлияли.



Один из самых известных кадров Бегущего по лезвию


Бегущий по лезвию довольно далеко ушёл от исходного романа Филипа Дика и соединил фантастику с эстетикой нуар-фильмов, где никому нельзя верить. Получилось мрачное будущее, где автомобили научились летать, но приземляются они на тёмных улицах среди азиатских забегаловок. Все люди поудачливее уже сбежали с Земли, а оставшиеся живут в опустевших небоскрёбах, на стенах которых светится гигантская реклама. В этом мире, где не найти человеческого тепла, рассчитывать на историю с хеппи-эндом особо не приходится. Этими образами активно вдохновляются до сих пор в том числе в Cyberpunk 2077.


Трон не был настолько мрачным, здесь сразу можно понять, что всё закончится хорошо. Но он важен в другом отношении. Во-первых, здесь заходила речь о взломе компьютерной системы, причём во имя благих целей, и возникал образ хорошего хакера. (Стоит вспомнить, что слово хакер тогда вообще было лишено нынешних негативных коннотаций взломщика-злоумышленника и означало нечто вроде компьютерный гик, умеющий добиться цели.)



Во-вторых, здесь героя затягивало внутрь компьютерного мира. Стирание грани между реальным и виртуальным мирами это позже на разный лад будет в Матрице и 13-м этаже, Газонокосильщике и Лабиринте отражений. И хотя по сегодняшним меркам здешний виртуальный мир выглядит нарисованным в Paint, в нём есть свои яркие образы: сцена со световыми мотоциклами так запоминается, что из неё позже выросла отдельная игра Armagetron Advanced.


Годом позже, в 1983-м, возникает само слово киберпанк благодаря писателю Брюсу Бетке, назвавшему так свой рассказ. Он целенаправленно захотел соединить в одном слове два корня, первый из которых был бы про технологии, а второй про подростковое наплевательство на правила. Его мысль была в том, что на смену хулиганам-байкерам должно прийти поколение бунтарей, владеющих компьютером с детства и их родители совершенно не будут знать, что с ними делать.



В середине 80-х вообще происходит расцвет книжного киберпанка. Писатель Уильям Гибсон после рассказов вроде Джонни Мнемоника берётся за дебютный роман Нейромант, и он становится главной киберпанк-книгой всех времён. Я прочитал её в начале нулевых, когда ей было около 18 лет, и уже тогда её собирались экранизировать. С тех пор прошло ещё 18, а фильм так и не снят, но вроде бы по-прежнему собираются. Может, хоть хайп вокруг Cyberpunk 2077 на это сподвигнет? В любом случае, если Бегущий по лезвию был ещё про андроидов, а не про компьютеры, то вот тут IT-специфика развернулась во всю ширь: хакеры, киберпространство, искусственный интеллект.


А ещё в 80-х происходит заход на территорию с другой стороны. В Японии появляются Акира и Призрак в доспехах, сначала в формате манги, а позже обе получат аниме-экранизации тут возникает свой киберпанк.





90-е


Если в 80-х происходило становление жанра и появлялись прото-киберпанковые произведения, а интересовалась ими нишевая аудитория, то в 90-х жанр уже зрелый и более мейнстримовый.



Взять, например, фильм Джонни Мнемоник о человеке, который перевозит данные в своей голове. Оригинальный рассказ Гибсона в 80-е читали гики, а вот экранизация 1995 года получила ощутимый бюджет и звёздного Киану Ривза, так что вышла на более широкую аудиторию, хоть и не понравилась критике. (Любопытная маленькая деталь: у героя Киану Ривза объём для хранения данных составлял 80 гигабайт, и тогда казалось, что это безумно много. А теперь Cyberpunk 2077, где в числе прочего есть тот же Киану, занимает больше 100 гигабайт.)


В том же 1995-м вышли Хакеры с первой заметной ролью Анджелины Джоли. Они не оправдали кассовых ожиданий, но показали, что само слово хакер пришло в массы и массы однозначно увязывали его со взломом, а не просто компьютерными способностями.


Но пик в этом отношении это 1999 год и Матрица. Фильм об искусственной реальности осмыслял, кажется, сразу всё сделанное в жанре до него открывающие титры позаимствовал из Призрака в доспехах, на главную роль взял того же Киану. А в итоге стал и суперпопулярным (в итоге сейчас готовится к выходу уже третий сиквел), и культовым, и высоко оцененным критикой.



Любопытно, что в том же 1999-м появился ещё и 13-й этаж, где герой тоже с удивлением обнаруживает себя внутри виртуального мира, годом ранее их предвосхитил Тёмный город, а ещё на год раньше Сергей Лукьяненко опубликовал Лабиринт отражений. Вопрос о настоящести мира и способности заметить подмену в то время явно владел умами.


И параллельно жанр развивался как раз в ненастоящих мирах компьютерных играх. На рубеже веков вышли две игры, которые связывают с киберпанком в первую очередь: System Shock 2 и Deus Ex.



Если уже поговорили о фильмах, книгах, манге и играх а бывает ли киберпанк-музыка? Вообще говоря, сложно определить, что это такое: понятно, что такая музыка должна быть электронной, но всякой электроники есть много, не всю же её в киберпанк определять. Есть случаи, когда музыкант сам прямо обозначает связь например, Билли Айдол, который сначала был просто панком без всяких кибер-приставок, в 1993-м выпустил концептуальный альбом Cyberpunk. Но у меня лично с киберпанком ассоциируется в первую очередь альбом The Future Sound of London Dead Cities. По-моему, вот так и должны звучать напичканные технологиями, но мрачные города.




XXI век


В 90-х жанр активно развивался а вот после Матрицы как отрезало. За последние 20 лет мы не видели, кажется, ни одного по-настоящему значимого киберпанк-произведения. Были сиквелы (Бегущий по лезвию 2049, Призрак в доспехах 2, две Матрицы), ни один из которых не сравнился с оригиналом. Были какие-то фильмы, которые можно причислить к киберпанку со скрипом: Википедия включает туда Район 9 и Робота по имени Чаппи Нила Бломкампа, но инопланетяне и роботы появились в фантастике задолго до 80-х и персональных компьютеров.


Ну, можно вспомнить, что в начале нулевых были заигрывания с компьютерной/хакерской тематикой у далёких от неё людей: году в 2001-м я увидел клип Жора хакер поп-певицы с псевдонимом НАСТЯ.da.ru и до сих пор пытаюсь отойти от него.



А ещё в 2013-м была игра Watch Dogs с хакерством, тему искусственного интеллекта продолжили развивать в фильмах вроде Ex Machina, а систематически пугать людей технологиями стал сериал Чёрное зеркало. Но в связи с ними всеми слово киберпанк особо не звучало.


Так что, кажется, главное заявление за эти годы пришло не из мира кино или книг, а автопрома. Cybertruck Илона Маска это киберпанк-автомобиль во всём, начиная с названия и заканчивая тем, какие время и место выбрали для его премьеры (ноябрь 2019-го, Лос-Анджелес это вступительный титр из Бегущего по лезвию).



Зато, пока реальный киберпанк был в дефиците, возникло ироничное ВК-сообщество киберпанк, который мы заслужили с примерами того, как технологии вписываются в наши реалии (уважаемые соседи, просьба не занимать место у дерева, я тут заряжаю электромобиль).


В сообществе закреплена запись Киберпанк умер. Не потому, что жанр плохой наоборот, великий жанр, пророческий. Просто он перестал быть фантастикой. Мы уже живём в киберпанке. "High tech, low life" это наша жизнь, все эти смартфоны и дополненная реальность вперемешку с жареным супом и отклеивающимися обоями.



А теперь вот у нас есть Cyberpunk 2077 первое за долгое время большое высказывание. Но в обзорах замечают, что при всём масштабе оно вторичное: использует уже сложившийся киберпанк-канон, а не добавляет к нему что-то принципиально новое. Причём канон за эти годы успел устареть (появились те же смартфоны, толком не предсказанные в классическом киберпанке), а ему продолжают следовать. Получается уже не будущее, а будущее, каким его представляли в прошлом.


И аудитория воспринимает это соответственно. Если когда-то неоновые вывески ассоциировались с будущим, то теперь для людей это эстетика 80-х. Сейчас никто уже не считает, что хакеры завтра захватят весь мир зато можно повспоминать времена, когда это казалось реальным. Отчасти на подобном основан музыкальный феномен vaporwave/synthwave, тоже переосмысляющий 80-е и использующий киберпанк-образы.


То есть, хотя в название Cyberpunk 2077 вынесен год из будущего, интерес людей к нему это во многом ностальгия по прошлому.




Что всё это значит


Почему жанр, активно развивавшийся в XX веке, зачах в XXI? Мне видятся следующие причины.


Во-первых, в 80-х было ясно, что развитие персональных компьютеров даст человечеству много нового, но было совершенно непонятно, что именно. И это давало богатую пищу для фантазии: можно было представлять любые виртуальные миры, неотличимые от настоящих, и в них легко было поверить. А сегодняшние новости уже не будоражат воображение. Переход Apple на ARM-процессоры очень впечатляющая техническая работа, но не меняющая принципиально жизнь конечного пользователя. О каких новых киберпространствах мечтать в связи с ARM?


А во-вторых, я вижу принципиальное изменение в следующем. Чтобы эффективно пользоваться компьютером в 80-х, требовалось быть гиком-хакером. Появились новые устройства, обещающие какие-то принципиально новые возможности (мгновенно общаться с людьми по всей планете!), но подвластны эти возможности только части людей. Это создавало вокруг них романтический флёр, возникал образ всесильного хакера. И поэтому, скажем, в мире Матрицы ключевое умение способность читать код. Главный герой, ещё находясь внутри Матрицы, связал свою жизнь с кодом, а потом вышел на новый уровень, научившись видеть код самой Матрицы. Даже номер его квартиры, 101, можно считать числом в двоичной системе.


Теперь же всё иначе. Главные возможности (вроде того же мгновенного общения) попали в руки всем и уже не требуют каких-то особых умений. Айтишник может получать root-права на телефоне, чтобы выжимать из него больше, но с точки зрения обычного пользователя что изменится, кроме того, что Сбербанк-онлайн откажется работать? Хакерство стало чем-то вроде умений автомеханика: ну, круто разбираться в том, что под капотом, но большинство людей может спокойно ездить на машине и без этого, а когда что-то сломается, есть автосервисы. Где в чистке карбюратора романтика и будущее?



Интересно, что фильм 2018 года Первому игроку приготовиться по формальным критериям вроде как киберпанк. Развитие технологий? Да. Люди живут в трущобах? Да. Герой постоянно в виртуальном мире со шлемом на лице? Да. Почему тогда слово киберпанк к этому применять не хочется? Мне кажется, дело вот в этой разнице: он не хакер, а геймер. Не программист, а пользователь. В настоящем мире VR сейчас тоже развивается и шлемы всё лучше, но купить и использовать Oculus Quest 2 может кто угодно, тут нет никакого хакерства в чём тогда киберпанк?


Водораздел около 2000 года, после которого новый важный киберпанк перестал появляться это, по-моему, массовое распространение интернета. Всё главное, что можно получить от компьютера, стало доступно рядовому пользователю, ничего не понимающему в номерах пойнтов FIDO. И можно прямо заметить, как вместо гиков осмыслять особенности интернета тогда стали обычные люди: например, Земфира в 2002-м выпустила песню Webgirl, где интернет играет важную роль уже для обычной пользовательницы. А сегодня уже и такая песня не нужна интернет стал слишком привычным и само собой разумеющимся.


В общем, Хабр, время нашей романтики прошло, теперь IT не обещание удивительного будущего для избранных, а просто индустрия сродни любой другой.


Но мы можем в последний раз как следует прикоснуться к этому периоду романтики, запустив Cyberpunk 2077.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru