Телевизор 

Как работает трекбол. Почему я использую трекбол вместо мыши. Результаты серии прогонов такие

Извлекаем пользу из Big Data - одно из семи направлений проектной смены 1-24 июля 2016 в СочиСириус для школьников, перешедших в 9, 10, 11 классы, интересующихся математикой, комбинаторикой, программированием и анализом данных.

Проектные команды математиков и программистов решают красивые математические задачи и анализируют, моделируют и интерпретируют большие данные, возникающие в рамках этих задач.

Лекционные курсы направления Big Data

Теория вероятностей

Машинное обучение

  • 5 июля 2016. Машинное обучение в эпоху больших данных .
  • 6 июля 2016. Линейные модели регрессии и классификации .
  • 8 июля 2016. Метрические методы классификации, регрессии и кластеризации .
  • 9 июля 2016. Методы понижения размерности и рекомендательные системы .

Оптимизация

Расширенная версия видеоматериалов к планируемому курсу лекций имеется . Статьи, на основе которых построены лекции, доступны . В качестве одного из проектов школьникам предлагается разработать эффективный алгоритм поиска вектора PageRank, исходя из уже имеющихся наработок, см. Таблицу 1 . Другой проект связан с эффективным решением больших систем линейных уравнений с равномерно разреженной (по строкам и столбцам) матрицей, см. модификацию метода условного градиента в этой статье . Также школьникам предлагается проект разработки эффективных алгоритмов поиска равновесий в больших транспортных сетях, .

  • 5 июля 2016. Как бороться с пробками? .

Биоинформатика

Яковлев Павел Андреевич Еричева Елена Витальевна , компания Биокад

Программирование на языке Питон

  • Павел Темирчев . Материалы лекций по Питону .
  • Эмели Драль . Лекция по научной визуализации .

Проектная деятельность

Предсказание музыкальных предпочтений

Кантор Виктор , руководитель группы в Яндексе Зухба Анастасия , преподаватель МФТИ

Задачи и алгоритмы рекомендательных систем (на примере данных Яндекс.Музыки). Проектная команда реализует несколько рекомендательных алгоритмов и оценивает их качество. Команда выполняет инфраструктурную часть проекта совместно, затем участники раздельно реализуют свои алгоритмы в рамках внутрикомандного соревнования.

Предсказание эмоциональной окраски отзывов

Драль Эмели , преподаватель НИУ ВШЭ, руководитель группы в Яндексе Бухаров Олег , преподаватель НИУ ВШЭ

Задачи и алгоритмы анализа текстов (на примере классификации отзывов на КиноПоиске). Проектная команда реализует несколько алгоритмов классификации текстов и оценивает их качество. Команда выполняет инфраструктурную часть проекта совместно, затем участники раздельно реализуют свои алгоритмы в рамках внутрикомандного соревнования.

Моделирование случайных явлений

Лемтюжникова Дарья , преподаватель МПГУ, МФТИ Зухба Анастасия , преподаватель МФТИ Темирчев Павел

Имитационное моделирование физических явлений, экологических и социальных процессов, семантики больших текстовых коллекций. Реализация имитационных моделей распространения информации в сетевых сообществах. Команда выполняет инфраструктурную часть проекта совместно, затем участники раздельно реализуют модели различных явлений.

Медицинская диагностика по электрокардиограмме

Воронцов Константин Вячеславович , доктор физ-мат наук, профессор РАН (Вычислительный центр ФИЦ ИУ РАН, МФТИ, Яндекс, Форексис) Темирчев Павел , студент магистратуры ВМК МГУ

Задачи и алгоритмы машинного обучения для диагностики заболеваний по электрокардиограмме. Идея проекта основана на технологии информационного анализа электрокардиосигналов , предложенной проф. В.М.Успенским. Участники проекта реализуют свои алгоритмы диагностики в рамках внутрикомандного соревнования на платформе Kaggle in Class , затем проектная команда выполняет ряд исследований, направленных на повышение качества диагностики.

  • 2 июля 2016. Машинное обучение: распознавание языка текста и диагностика по электрокардиограмме .
  • 6-7 июля 2016. Введение в проект .

О способах решения задач оптимизации сверхбольших размеров

Гасников Александр Владимирович , кандидат физ-мат наук (МФТИ, ИППИ РАН)

Большое количество задач анализа данных и моделирования сетей (компьютерных, транспортных) приводят к задачам оптимизации (чтобы найти оптимальные значения неизвестных параметров или найти равновесную конфигурацию). В качестве примеров конкретных приложений будут рассмотрены задачи поиска вектора PageRank, задача восстановления матрицы корреспонденций в большой компьютерной сети по замерам потоков на линках (ребрах), задача поиска равновесия в модели распределения транспортных потоков по путям крупного мегаполиса и задача «сжатия измерений».

  • 22 июля 2016. PageRank .

Модели больших сетей и классические модели случайных графов

Жуковский Максим Евгеньевич , кандидат физ-мат наук (МФТИ, Яндекс)

Свойства некоторых больших сетей близки к асимптотическим свойствам случайных графов. Тем не менее, как правило, гораздо проще изучать характеристики таких случайных структур. В проекте мы разберемся в том, как подобные модели применяются в задачах поиска страниц в Интернете. Другое применение теории случайных графов – вероятностный метод. Решения некоторых комбинаторных задач основаны на том, что случайные графы (как правило, в биномиальной модели и равномерной модели Эрдеша-Реньи) обладают определенными свойствами с положительными вероятностями. Пожалуй, наиболее изученным классом свойств в контексте асимптотических вероятностей является класс свойств первого порядка. В проектах мы уделим большое внимание этой теме (в частности, законам нуля или единицы для свойств первого порядка).

Криптография на решётках

Герман Олег Николаевич , доктор физ-мат наук, профессор (механико-математический факультет МГУ им М.В. Ломоносова)

В рамках данного проекта мы познакомимся с такими науками как теория решёток, геометрия чисел, теория выпуклых многогранников и теория двойственности. Эти области математики важны как для фундаментальных исследований - например, их можно использовать для доказательства иррациональности и трансцендентности чисел, так и для прикладных задач - решётки активно используются для задач факторизации чисел и многочленов, а также для вычисления дискретных логарифмов. При этом, для того, чтобы начать изучать эти науки, достаточно хорошо владеть школьным курсом математики.

Алгоритмы на больших графах

Райгородский Андрей Михайлович , главный научный сотрудник и заведующий лабораторией продвинутой комбинаторики и сетевых приложений МФТИ, федеральный профессор математики, заведующий кафедрой дискретной математики МФТИ, профессор механико-математического факультета МГУ, руководитель исследовательской группы в Яндексе

В рамках проектов мы научимся работать со сложными задачами на больших графах и на их случайных аналогах. Полученные результаты мы применим к классическим задачам комбинаторной геометрии

Задача о справедливом дележе

Мусатов Даниил Владимирович , кандидат физ-мат наук (МФТИ, Яндекс, ЛИСОМО РЭШ, КФУ)

Всем известно, как по-честному поделить пирог на две части: один делит, другой выбирает. А что делать, если делящих больше двух? При этом у них разные вкусы и, возможно, внутри пирога есть неделимые объекты. Эту задачу можно решать на трёх уровнях: математическом, алгоритмическом и теоретико-игровом. На математическом уровне вопрос только в существовании: можно ли найти делёж, удовлетворяющий определённым свойствам? Например, можно ли добиться, чтобы каждый из n участников считал, что получил хотя бы 1/n от пирога? Или можно ли сделать так, чтобы никто не завидовал чужому куску? На алгоритмическом уровне вопрос заключается в построении протокола, выявляющего подходящий делёж. Желательно, чтобы этот алгоритм работал достаточно быстро. На теоретико-игровом уровне разбирается вопрос о том, что будет, если участники начнут отклоняться от протокола: можно ли получить больше, соврав о своих предпочтениях?

Классические методы теории кодирования

Купавский Андрей Борисович , кандидат физ-мат наук (МФТИ, Гренобль)

Проект посвящен изучению задач экстремальной теории множеств. Типичная задача такого рода звучит примерно так: насколько большим может быть семейство подмножеств данного конечного множества, если подмножества этого семейства удовлетворяют некоторым ограничениям (например, попарно пересекаются). Мы разберем несколько базовых методов теории множеств, которые включают метод циклов Катоны, компрессию, теорему о тенях. С их помощью получим как различные классические результаты, такие, как теорему Эрдеша-Ко-Радо, Хилтона-Милнера, лемму Сауэра и Шеллаха, так и результаты более современные.

Ошибки в последовательностях

Яковлев Павел Андреевич , директор департамента вычислительной биологии, компания Биокад Еричева Елена Витальевна , старший специалист по анализу данных, компания Биокад

Популяционное исследование с помощью секвенирования позволяет изучать как выглядят различные мутантные формы генов в разных людях. Особенно интересно изучение генов антител, стремительно мутирующих даже в одном человеке. Для этого используется технология таргетного (нацеленного) секвенирования, когда подготавливается большое количество фрагментов ДНК, предположительно содержащих антитела, которые далее секвенируются. К сожалению, на всех этапах этой работы могут происходить ошибки, которые «портят» получившиеся прочтения антител. Целью проекта является исправление таких ошибок для получения как можно большего репертуара интересующих нас генов.

Как и в гольфе, сначала познакомимся, так сказать, с мячами и клюшками, т.е. с самим устройством поближе. Коробка трекбола обычна для устройств такого рода, вполне удобна и функциональна. В комплекте мы получили сам девайс, компакт-диск с программным обеспечением Logitech® для Mac и Windows и краткое руководство по эксплуатации. Собственно, больше ничего и не нужно.

Похож наш испытуемый, как многие считают, на морского зверька – не то ската, не то диковинную рыбу. Действительно, в нем есть что-то от жителя глубин: обтекаемая гибкая форма, серебристо-зеленая окраска, клавиши-«плавники». Вот только крупный вишневый шар в голове выглядит немного странно, но… каких только существ не рождает глубокое синее море. К дизайну претензий нет – красиво и гармонично.

Трекбол выполнен из хорошей прочной пластмассы, на нижней стороне - тонкие резиновые накладки, которые не дадут ему сдвинуться с места при работе. Устройство симметрично и может с одинаковой легкостью использоваться левшами и правшами. Шар трекбола, как уже было сказано, вишневого цвета в крапинку, система отслеживания движения полностью оптическая. Компания утверждает, что фирменная оптическая технология плавного отслеживания Marble (те самые крапинки) позволяет более точно считывать положение шара и не допускать сбоев при его загрязнении.

На боках «зверька» 4 функциональные кнопки: две большие, выполняющие стандартные функции мыши, и две дополнительные маленькие – левая выполняет переход на предыдущую страницу в интернет-браузере, правая включает механизм универсального скроллинга. Отдельного колесика для скроллинга у трекбола нет.

С трекболами у компьютерщиков отношения как-то не сложились, в отличие от мышей. Грызуны завоевали абсолютно господствующее положение, размножаясь и видоизменяясь с невиданной скоростью, под стать своим животным собратьям. Трекболы же заняли крайне малую обособленную нишу, оставаясь прерогативой редких чудаков и фанатов. А ведь принцип работы у них один и тот же: трекбол, по сути, представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь, только у мыши передвигают весь корпус, а у трекбола на неподвижном корпусе крутят шарик. Но не судьба, несмотря на улучшенную эргономичность.

Дело в том, что во время управления мышью работают мышцы руки, предплечья, плеча и груди – ведь двигаем мы мышь всей рукою. А за трекболом нагружены только мышцы пальцев руки, которая спокойно лежит запястьем на столе. Например, производитель трекболов ITAC Systems утверждает, что после 4-часовой активной работы с мышью, в результате усталости запястья, рука становится до 60 % слабее в тестах, тогда как использование трекбола не оказывает влияния на исследуемые показатели. Таким образом, возникновение «туннельного синдрома» при использовании трекбола практически исключено. Причем, очевидно, использование его из эргономических соображений при работе с текстами бессмысленно, так как здесь основную часть времени руки заняты клавиатурой и редкие отвлечения к мыши их не перегружают. А вот при работе с графикой и в играх, многочасовое напряженное манипулирование мышкой приводит к болям в запястье и руке в целом.

Но даже это, очевидное и сильное преимущество перед мышами, не помогло трекболам завоевать хоть сколько-нибудь заметную популярность. Возможно, множество мелких недостатков перевесили огромный существенный плюс.

Подключение устройства к USB-порту, как вы понимаете, никаких проблем не вызвало. Гаджет работал без специальных драйверов, довольствуясь стандартными системными. Но и функции выполнял минимально: движение курсором и действия правой и левой кнопок стандартной мыши. Для скачивания новейшей версии фирменного драйвера я зашел на сайт компании-производителя и обомлел: пограмма SetPoint, являющаяся фактически драйвером устройства, весила 65,5 Мб (!), причем на сайте застенчиво указано: «примерно 50 Мб». Это что же такое находится внутри? Какие суперфункции выполнит чудесный трекбол? Может белье постирает и сварит кофе? А ну, если что покруче?! Ведь, скажем, 11-я, пусть не последняя, версия полнофункционального векторного графического редактора Corel Draw занимает каких-то 52 Мб, а полноценная издательская система Scribus так вообще всего 20.

Скачали драйвер, установили, перегрузились. Все предсказуемо – в автозагрузке оказалась программа настойки кнопок трекбола SetPoint, в оперативной памяти – она же на 13 Мб и еще один процесс на 5 Мб из папки KHAL2. Немало для настройки «мышки». При более внимательном прочесывании системных папок все стало окончательно ясно. Компания Logitech поставила на компьютер несчастного пользователя ВСЕ драйвера для ВСЕХ устройств, которые она выпускает, вплоть до веб-камер и микрофонов. Вот откуда 65 Мб, а вовсе не от полета технической мысли и сверхфункциональности трекбола!

Но вернемся к возможностям настройки. В первой закладке программы можно настроить задачи для кнопок трекбола: вариант для больших кнопок всего один – поменять их функции местами, а вот для маленьких репертуар значительно шире (см. скриншот). Пункт «Другое» открывает еще больше вариантов, включая открытие кнопки «Пуск», свертывание окон и пр. Интересно, что настройка скорости прокрутки для функции “Universal Scroll”, при прокрутке интернет-страницы в Опере ничего не дала: скорость абсолютно не изменялась при любых значениях.

На следующей закладке можно отрегулировать скорость перемещения и другие параметры курсора. Имеется чекбокс включения функции “Smart Move”. Кстати, попытка неопытного пользователя выяснить, что это за хитрость с помощью кнопки «Справка» вызовет немалые трудности. Нет, справочная система хороша – она полностью на русском языке, подробна и осмысленна. Но она опять же предназначена для всех манипуляторов, точнее, мышей сразу и содержит множество отсутствующих у данного девайса функций. Придется потратить время, чтобы разобраться, что относится к вашему устройству, а что нет.

Третья закладка выборочно отключает установленные параметры трекбола при распознавании игры, а последняя четвертая помогает настроить «вертикаль» перемещения шара.

Второй раздел фирменной утилиты под названием «Инструменты» неожиданно оказывается просто областью ссылок на сайт Logitech.

Вот теперь «морской зверек» совсем готов к работе, рука так и просится занять свое место на его гладкой спинке, мозг страстно желает получить ответ на главный вопрос: удастся ли провести курсор из точки А в точку В кратчайшим путем и с меньшими усилиями. Приступим.

Надо признаться, у меня нет опыта близкого знакомства с трекболами. Не то что бы я их совсем не знал, но это было скорее так, шапочное знакомство. На этом фоне привычные попытки сдвинуть девайс наподобие мыши продолжались не более нескольких минут, еще полчаса-час рука устраивалась на выпуклой поверхности устройства, а запястье выбирало оптимальное место неподвижной опоры на столе, наконец, 2-3 часа пальцы принаравливались к кнопкам и управлению шаром. Так что неоптимистичные заявления о том, что на привыкание к трекболу после пользования мышкой нужно несколько дней или неделя, не так уж и верна. Понятно, до совершенства еще далеко, но работать можно абсолютно свободно уже через несколько часов.

Кстати, в сети ходит мнение, что движение мыши интуитивно понятно человеку, а вот движение шара трекбола нет, его трудно предсказать. Чепуха! Уровень понимание направления движения ровно тот же, ни больше, ни меньше.

Первое и очевидное преимущество трекбола – минимум занимаемого места - не требует каких-либо доказательств. Из первого логично вытекает второе преимущество – «коврик» трекбола никогда не кончается. Работая на больших экранах, часто приходится переносить мышь обратно, когда она уезжает слишком далеко вперед или упирается в край стола. У трекбола стол никогда не кончается, правда, иногда «кончаются» пальцы. Это бывает, когда нужно вести длинную аккуратную линию: пальцы упираются в край лунки для шара и приходится перебирать ими, что сбивает курсор в стороны из-за легкости и подвижности шара. И вот тут, на мой взгляд, сталкиваются преимущества с недостатками обоих видов манипуляторов. Мышь более громоздка и ею трудно провести точную линию в заданном направлении. Но именно из-за этого линия получается более плавной. Шар трекбола более легок и подвижен, и может направляться пальцами с большей точностью. И именно это очевидное достоинство, особенно при переборе пальцами, создает резкие рывки, делая линию более неровной. Хотя тренировка, по-видимому, может существенно улучшить результаты. Вот примеры выделения участка изображения инструментом «Лассо» с помощью трекбола (1)и мыши (2).

Третье преимущество трекбола перед мышью – полное пренебрежение характером поверхности. Компьютерные грызуны, конечно, постоянно совершенствуются, но по стеклу и прозрачному пластику все равно нормально не работают. Трекболу, естественно, нет никакой разницы, на чем его устанавливать.

Еще один плюс особенно важен в играх – скорость передвижения курсора, быстрое перемещение на большие расстояния. Мышь требует много свободной площади, значительных движений руки и постоянных переносов. В трекболе можно просто крутануть шар, и он перемещается в противоположный угол экрана. Опытные игроманы утверждают, что скорость реакции при использовании удобного (!) трекбола значительно возрастает, хотя и это на любителя.

Поскольку достоинства, похоже, кончились, поговорим о недостатках. Первая и главная проблема Logitech Trackman – кнопки. Если левая основная кнопка расположена под большим пальцем, то правая точнехонько под его основанием и серединой. И чем же предполагается на нее жать? Основанием пальца неудобно, и точность такого нажатие низка. Согнув же палец, невольно приподнимаешь всю ладонь над поверхностью девайса и держишь ее на весу. Это неэргономично, рука устает и повышается вероятность случайного нажатия на клавиши.

Вообще, ход кнопок настолько легок, что случайных нажатий никак не избежать. Причину такого неудобного расположения кнопок можно предположить: поскольку устройство предназначено и для правшей и для левшей одновременно, оно должно быть симметрично. Возможно, ради этого пришлось пожертвовать удобством.

О дополнительных же кнопках вообще разговор особый. Они крайне малы и почти не выступают над соседней большой кнопкой. И если левой еще можно пользоваться с грехом пополам, то правая «блуждает» где-то под основаниями среднего и безымянного пальцев. Единственный выход для этой модели, видимо, в том, чтобы перепрограммировать левую дополнительную кнопку на функцию скроллинга - все же это часто востребованное действие.

Кстати, прокрутка не во всех программах работает корректно. Если в MS Office все отлично работает и настраивается, то в разных браузерах скорость прокрутки не зависит от программы SetPoint (или зависит, но обратным образом) и движение происходит рывками. В программе GIMP скроллинг вообще отказался работать, хотя колесо мыши прекрасно выполняло это действие.

Еще одна проблема характерна уже для всех трекболов: быстрое загрязнение шарика от соприкосновения с пальцами. И, хотя оптическая система регистрации положения шара меньше страдает от грязи, чем механическая, все же шар не висит в воздухе и грязь будет скапливаться на внутренних опорах.

Подведем итоги. Ответ на главный вопрос вполне позитивен. Покатав шарик на домашнем трекболе, мы сможем провести линию из точки А в точку В; это будет не сверхлегко, но не сложнее, чем с использованием мыши обыкновенной. А дальше – множество тонкостей.

Общий же вывод остался прежним, соответствующим положению трекболов на окраине компьютерного мира: девайс для любителей и по особым показаниям. Скажем, может подойти для заядлого игрока в компьютерные игры. Или для некоторых специалистов в области графики, кому нет необходимости приобретать планшет. Наконец, для тех, у кого возникают неприятные ощущения в суставах и мышцах руки от долгой работы с мышью.

Обсудить Trackman Marble на форуме