将令人困惑的数学方程式变成简单图像的软件

2020-06-03 12:26:10

卡内基梅隆大学的计算机科学家发明了一种新工具,可以自动将数学方程式转化为可视化。

与图形计算器不同,该软件不仅可以创建基本函数的描述,还可以创建跨越数学各个领域的复杂关系。

研究人员将在SIGGRAPH 2020计算机图形和交互技术会议上正式介绍他们的计划和即将发表的论文,该会议实际上将于今年7月举行。

数学公式可能感觉像是一个平庸的抽象,没有图像来理解数字、字母和希腊符号的字符串。考虑毕达哥拉斯定理,这是三角形三条边之间的几何本质关系:a2+b2=c2。当三角形有直角时,斜边总是等于两条较短边的平方。但普通学生可能会仅仅错过方程式中的数学之美。

因此,卡内基梅隆大学的计算机科学家建造了一种软件工具,将数字语言翻译成图片。该系统为著名数学家和物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)--他以旋风理论等概念而闻名--命名为彭罗斯(Penrose),超越了图形计算器的能力。您不仅可以输入简单的表达式,还可以输入几乎任何数学领域的复杂关系。

计算机科学和机器人学助理教授基南·克兰(Keenan Crane)在一份事先准备好的声明中表示,一些数学家有手工绘制美丽图表的天赋,但一旦黑板被擦掉,这些天赋就消失了。我们想让任何人都能获得这种表现力。

由于高质量的图表需要大量单调的工作来制作,这使得它们很难获得,Crane和他的团队已经求助于图表绘制专家来为程序创建底层逻辑,甚至构建了一种全新的编程语言,仅用于在Penrose中编码指令。因此,当其他用户访问Penrose时,他们可以在计算机处理指令的同时使用熟悉的数学语言。

计算机科学系博士生凯瑟琳·叶(Katherine Ye)在新闻稿中说:我们首先问了一个问题:人们是如何将数学想法转化为脑海中的图片的?";&34;计算机科学系博士生凯瑟琳·叶(Katherine Ye)在新闻稿中说。我们系统的秘诀是让人们能够很容易地向计算机解释这个翻译过程,这样计算机就可以完成实际制作图片的所有繁重工作。

在用户输入他们想要的可视化外观之后-您可以从维恩图、3D维恩图、树、箭头所示的矢量点、点所示的点或连续线中进行选择-计算机会给出几个候选图表,用户可以从中选择并编辑,直到他们得出完美的图形为止。

这个工具要到7月份的某个时候才能上市,因为研究人员在组织者几乎将于下月举行的SIGGRAPH 2020计算机图形和交互技术会议上向彭罗斯展示了这一点。

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