Điều kì diệu từ các thuật toán

(MTO 11 - 29/11/2018 15:03)

Mỗi hình ảnh bạn nhìn thấy trên màn hình máy tính, từ một đường thẳng đến một bức tranh lung linh, đều chứa đựng đằng sau là những phương trình toán học quen thuộc.

PiMA – tình yêu với những con số

PiMA là tên viết tắt của Projects in Mathematics, một câu lạc bộ toán học được thành lập vào năm 2016 bởi 3 cựu học sinh trường Phổ thông Năng khiếu. Thông qua các chương trình độc đáo xoay quanh toán học, PiMA sẽ giúp teen tìm thấy niềm cảm hứng về kiến thức toán ở bậc đại học, cũng như tiếp cận với những ứng dụng của toán trong đời sống và có thể tự vận dụng theo cách riêng cùa mình.

Buổi workshop với sự hướng dẫn của diễn giả Trần Hoàng Bảo Linh Nằm trong chuỗi dự án toán học của PiMA, workshop Toán học trong đồ hoạ máy tính diễn ra tại trường Phổ thông Năng khiếu đã thu hút rất nhiều sự quan tâm của các bạn trẻ có niềm đam mê toán học, mong muốn tìm hiểu kiến thức liên ngành giữa toán và tin học trong thiết kế đồ hoạ. Bạn Hoà Vịnh (lớp 12A2, THPT Nguyễn Du, Q.10) chia sẻ: “Biết được thông tin về workshop trên facebook, mình liền đăng kí ngay, để có thể học hỏi cách ứng dụng các phương trình đồ thị đã học ở lớp dưới, trong việc tạo ra những hình ảnh trên máy tính”.

“Tất tần tật” từ thuật toán đến hình ảnh Buổi workshop cung cấp cho các bạn học sinh những kiến thức rất bổ ích về các bài toán cơ bản được áp dụng trong những công cụ vẽ ảnh trên máy tính. Diễn giả Trần Hoàng Bảo Linh (du học sinh tốt nghiệp Đại học Quốc gia Singapore chuyên ngành Toán và Khoa học máy tính) chia sẻ: “Toán học trong đồ hoạ máy tính là một chủ đề giúp các bạn học sinh thấy được tính trực quan và phổ biến của toán học. Những ý tưởng và thuật toán mình giới thiệu trong buổi workshop đều bắt nguồn từ kiến thứ toán cấp 3. Các tri thức đó vẫn tiếp tục được áp dụng trong các phần mềm ngày nay”. Thông qua workshop, các bạn học sinh bước đầu được làm quen với cấu tạo của màn hình máy tính. Theo đó, màn hình máy tính nói chung và các hình ảnh trên máy tính nói riêng đều được cấu tạo từ các pixel, những ô vuông có khả năng phát sáng và có toạ độ cụ thể. Đây là kiến thức sơ đẳng để teen có thể phát triển hướng tư duy nghiên cứu về lập trình và đồ họa.

Dưới sự hướng dẫn và lí giải của anh Bảo Linh, các teen còn được tìm hiểu về nguyên lí vẽ đường thẳng, đường tròn thông qua những phần mềm như Matlab hay Geogebra. Qua đó, teen dễ dàng nhận ra, đằng sau các thuật toán phức tạp để sắp xếp từng pixel, chính là những kiến thức toán học vô cùng gần gũi như đồ thị, hàm số mà chúng mình vẫn thường “ăn ngủ, chơi chung”. Anh bạn Hoà Vịnh chia sẻ về buổi học: “Workshop đã nhắc lại các kiến thức toán của lớp 10, nhưng bằng một các trực quan, sinh động hơn, giúp mình có thể tiếp thu nhanh chóng những kiến thức mới trên nền tảng sẵn có”. Ngoài ra, teen còn được hướng dẫn tô màu cho hình ảnh bằng thuật toán trên máy tính, được tiếp cận với các thuật ngữ toán cao cấp.

Toán học chẳng hề khô khan

Điểm thú vị nhất trong chương trình chính là các thao tác xử lí hình ảnh. Thông thường, khi hình ảnh bị nhoè, teen vẫn gọi các trường hợp đó là bể hình với lí do ảnh kém chất lượng. Tại workshop, các bạn học sinh được bật mí về hiện tượng “răng cưa” nghĩa là hình ảnh bị bể và nhoè do phóng to các ô vuông pixel. Để đối phó với hiện tượng này, teen đã được hướng dẫn thuật toán “khử răng cưa”, nhằm vẽ thêm những ô vuông có độ đậm nhạt liên đới với pixel gốc, làm giảm độ tương phản tại các ranh giới màu sắc trong hình. Ngoài ra, các bạn học sinh tham gia workshop còn được tìm hiểu về các phương pháp phóng to, thu nhỏ hình ảnh, sao cho chất lượng hình ảnh được đảm bảo ở mức tốt nhất.

THỦY VY

ẢNH: NVCC

(Theo Mực Tím)

Bình luận