Рубрика «матрицы»

Перед вами первая (в истории?) фотография Юпитера и его спутников, сделанная на ТЕЛЕФОН без использования дополнительных оптических средств, таких как телескоп или внешние объективы. Только штатив, только хардкор.

Юпитер и его спутники (слева Ганимед и Европа, справа Каллисто) 4 сентября 2021, пос. Научный, Крым, Huawei P40 Pro Plus, ISO 200, 15s
Читать полностью »

В недавней работе был установлен новый рекорд скорости по умножению двух матриц. Она также знаменует и конец эпохи для метода, который ученые применяли для исследований на протяжении десятилетий.

Матричное умножение. Медленное достижение мифической цели - 1
Математики стремятся к достижению мифической цели — второй степени (exponent two), то есть к умножению пары матриц n х n всего за n2 шагов. Исследователи подбираются все ближе к своей цели, но получится ли у них когда-нибудь достичь ее?
Читать полностью »

Изначально от теории представлений отказались. Сегодня она играет важнейшую роль в большинстве областей математики.

«Бесполезное» представление, преобразовавшее математику - 1

Когда в конце XIX века впервые появилась теория представлений, многие математики сомневались в ценности этого подхода. В 1897 году английский математик Уильям Бёрнсайд писал, что сомневается в том, что эта необычная перспектива даст какие-то полезные результаты.

«Бёрнсайд, по сути, говорил о том, что теория представлений бесполезна», — сказал Джорди Уильямсон из Сиднейского университета в лекции 2015 года.

Прошло более ста лет после её дебюта, и теория представлений стала ключевым ингредиентом во множестве важнейших математических открытий. Однако её ценность сложно оценить с первого раза.

«Не сразу становится понятно, что её стоит изучать», — сказала Эмили Нортон из Кайзерслаутернского технического университета в Германии.
Читать полностью »

Три физика хотели обсчитать процесс изменения нейтрино. В итоге они обнаружили неожиданное взаимоотношение между одними из самых распространённых объектов математики.

Изучение нейтрино привело к неожиданному открытию в математике - 1

Однажды в августе, утром после завтрака математик Теренс Тао открыл емейл, написанный тремя физиками, с которыми он не был знаком. Троица объяснила ему, что наткнулась на простую формулу, которая в случае, если она окажется верной, опишет неожиданное взаимоотношение между одними из наиболее базовых и важных объектов линейной алгебры.

Формула «выглядела слишком хорошо, чтобы быть правдой», сказал Тао, профессор из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, лауреат Филдсовской премии, один из ведущих математиков мира. «Нечто настолько короткое и простое уже давно должно было оказаться в учебниках, — сказал он. – Поэтому сначала я подумал – нет, этого не может быть».

А потом он подумал ещё немного.
Читать полностью »

Всем привет! Меня зовут Гриша, и я основатель CGDevs. Сегодня хочется продолжить тему математики в геймдеве. В предыдущей статье были показаны базовые примеры использования векторов и интегралов в Unity проектах, а сейчас поговорим о матрицах и аффинных преобразованиях. Если вы хорошо разбираетесь в матричной арифметике; знаете, что такое TRS и как с ним работать; что такое преобразование Хаусхолдера – то вы возможно не найдёте для себя ничего нового. Говорить мы будем в контексте 3D графики. Если же вам интересна эта тема – добро пожаловать под кат.

Математика в Gamedev по-простому. Матрицы и аффинные преобразования - 1
Читать полностью »

Доступно о кватернионах и их преимуществах - 1

От переводчика: ровно 175 лет и 3 дня назад были изобретены кватернионы. В честь этой круглой даты я решил подобрать материал, объясняющий эту концепцию понятным языком.

Концепция кватернионов была придумана ирландским математиком сэром Уильямом Роуэном Гамильтоном в понедельник 16 октября 1843 года в Дублине, Ирландия. Гамильтон со своей женой шёл в Ирландскую королевскую академию, и переходя через Королевский канал по мосту Брум Бридж, он сделал потрясающее открытие, которое сразу же нацарапал на камне моста.

$i^2=j^2=k^2=ijk=-1$

Доступно о кватернионах и их преимуществах - 3

Памятная табличка на мосту Брум Бридж через Королевский канал в честь открытия фундаментальной формулы умножения кватернионов.

В этой статье я постараюсь объяснить концепцию кватернионов простым для понимания образом. Я объясню, как можно визуализировать кватернион, а также расскажу о разных операциях, которые можно выполнять с кватернионами. Кроме того, я сравню использование матриц, углов Эйлера и кватернионов, а затем попытаюсь объяснить, когда стоит использовать кватернионы вместо углов Эйлера или матриц, а когда этого делать не нужно.
Читать полностью »

Введение

Ввиду того, что при решении задач оптимизации, дифференциальных игр, и в 2D и 3D расчётах, а вернее при написании софта, который проводит вычисления для их решения одними из наиболее часто выполняемых операций являются векторно-матричные преобразования типа $aX+bY$, где $a,b$ — скалярные значения, $X, Yin R^n$ — вектора или матрицы размерности $R^{ntimes m}$.
Собственно вот такие:
image
(источник).

Так, чтобы не углубляться в теорию оптимизации за примерами достаточно вспомнить формулу численного интегрирования Рунге-Кутты четвёртого порядка:

$Y_{n+1}=Y_n+frac{h}{6}(k_1 + 2 k_2 + 2 k_3+k_4),$

где $Y_i$ — очередное значение интегрируемой функции $f(t,Y)$ $h$ — шаг метода, а $k_i$, $i=1..4$ — значения интегрируемой функции в некоторых промежуточных точках — в общем случае векторах.

Как можно заметить основную массу математических операций как для векторов, так и для матриц составляют:

  • сложение и вычитание — более быстрые;
  • умножение и деление — более медленные.

О сложности вычислений хорошо написано в соответствующем курсе МФТИ.

Помимо этого, довольно существенные расходы при реализации векторных вычислений приходятся на операции управления памятью — создание и уничтожение массивов представляющих собой матрицы и вектора.

Соответственно есть смысл заняться снижением количества операций привносящих наибольшую сложность — умножения (математика) и операции управления памятью (алгоритмика).

Читать полностью »

В этой статье рассматривается проектирование типов для работы с объектами линейной алгебры: векторами, матрицами, кватернионами. Показано классическое применение механизма перегрузки стандартных операций, использование приёма «Copy On Write» и аннотаций.
Читать полностью »

На Тостере иногда встречаются вопросы о том, как научиться думать как программист. Год назад я ради развлечения решил написать программу которая решает всем хорошо известную задачку — головоломку о волке, козе и капусте. В англоязычных источниках известную как river crossing puzzle.

В этом посте я представлю вам пример мыслительного процесса от задачи к ee алгоритмическому решению.
Читать полностью »

Это заметка о том, что на основании алгоритма генерации спектров (о котором было рассказано в статье «Спектроскоп Салтана...») создан тестовый сервис, обратиться к которому может любой желающий.
Спектроскоп-калейдоскоп - 1
Под катом — инструкция по использованию сервиса и его возможностей.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js