鱼羊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI
画数学插图令人头秃？
现在 ， CMU的研究人员们开发出了一款实用工具Penrose：
以纯文本的方式输入 ， 根据语言描述 ， 就能自动生成数学图表 。
集合论：

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几何：

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线性代数：

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光线追踪：

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都不在话下 。
整个过程 ， 不需要手动进行繁琐调整 ， 只需在软件中用编程语言的方式 ， 描述数学表达式 。
并且 ， 这些表达式不仅限于基本功能 ， 而是可以表达任何数学领域的复杂关系 。
这一研究成果 ， 入选计算机图形学顶会SIGGRAPH 2020 。
在GitHub上 ， 也得到了3500标星 ， 登上热榜 。
有网友认为：Penrose ， 就像是科学图表中LaTeX 。

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纯文本绘制数学图表
用LaTeX编辑数学公式的快乐 ， 谁用谁知道 。
那么Penrose具体是怎么绘制出数学图表的呢？
比如 ， 要画出这样一个集合关系：

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在软件界面中 ， 完成这样的输入就能自动生成：

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如果对配色、布局不满意 ， 点击「resample」 ， 系统会提供其他不同的选择：

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也可以自己手动在「sty」文件中进行调整：

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研究人员还提到 ， 该系统支持与基于Web的应用程序集成 。 并且 ， Penrose IDE能够提供自动语法高亮和自动补全功能 。
不过 ， 目前Penrose尚处在初期版本 ， 未向公众开放 。 研发团队表示 ， 他们正在快马加鞭 ， 希望能尽快上线公开版本 。
数学符号如何变成精美图表？
作者之一、CMU计算机科学和机器人学助理教授Keenan Crane表示 ， 他们打造Penrose的目的 ， 是让所有人都能拥有数学家一般 ， 绘制漂亮图表的能力 。
为了实现这一目标 ， Penrose围绕两个设计原则来实现：
通过从数学符号到视觉图标的映射来规定图表；
通过求解相关有约束的优化问题来合成图表 。

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第一步 ， 是用编程语言来规定数学对象及其可视化表示 。
具体而言分为三个部分：
Substance：类似于HTML ， 用来指定内容 。
Style：类似于CSS ， 用于调整外观和可视化表示 。
Domain：声明数学领域中可用的对象、关系和符号 。


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需要说明的是 ， 这并不意味着用户想要上手Penrose ， 必须学会三种语言 。
实际上 ， 大多数用户只要掌握Substance语言 ， 类似这样：

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