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Divers Fabrique un synthé avec la carte DSP TI-C5535 - #Épisode 2

Nouveau messagede Wistaro » 12 Déc 2017, 19:03

Il y a quelques semaines, nous te parlions d'une carte électronique programmable, fabriquée par
Texas instrument
, la
TMS320C5535 eZdsp
.
8206
Mais cette carte n'était pas une carte ordinaire, c'était une carte DSP, pour
Digital Signal Processing
.

Comme nous le disions, les possibilités offerte par cette carte étaient
nombreuses.




Aujourd'hui, après la théorie,
passons à la pratique!



Je vous propose de réaliser un premier projet tout au long de cet série d'articles: un
synthétiseur au clavier
.
Il s'agit en quelque sorte d'un piano virtuel. Vous appuyez sur des touches de votre clavier, et la carte DSP joue un son, différent pour chaque touche.
Tous les synthétiseurs utilisent ce principe! Une circuit détecte l'appui d'une touche
(par exemple, d'une touche au clavier s'il s'agit d'un piano électrique)
, et un autre circuit basé sur un ou plusieurs DSP se chargent de
générer le signal
.

Intéressant non?

Si vous êtes prêts, nous pouvons commencer.

Tout d'abord, il est important de définir notre
cahier des charges
, qui, dans un premier temps, vas être très simple! Nous serons peut-être amené à l'améliorer au fur et à mesure des épisodes de cette série. Aujourd'hui, nous ne nous imposons que très peu de limites!
En effet, nous voulons juste générer un son audible, à chaque appui d'une touche au clavier. Le programme devra tourner
en boucle
, pour pouvoir saisir autant de notes souhaitées. Nous pourrons ainsi créer une mélodie si nous sommes inspirés! :D

Nous voyons donc qu'il y a
2 parties majeures
dans ce projet:
  • Générer un signal audible
  • Détecter l'appui d'une touche au clavier


Je vais détailler chaque partie, et vous allez voir que même si cela semble peut-être un poil complexe, ce n'est en réalité par le cas!

Commençons par
la génération du son.



Un son, c'est quoi? C'est tout simplement
une vibration de l'air
. Ces vibrations se propagent un certain nombre de fois par seconde, c'est ce qu'on appelle
la fréquence
. Cela, vous savez ce que c'est. C'est en quelque sorte la "hauteur" du son: un son haute fréquence sera perçu aiguë, un son basse fréquence sera grave. Quand vous écoutez de la musique sur une enceinte, celle-ci va faire vibrer une
membrane
sous l'action d'une tension électrique, qui va faire vibrer les molécules d'air. Ces vibrations vont arriver jusqu'à
vos tympans
qui vont recevoir ces vibrations, et vous allez entendre quelque chose.
Enfin, normalement.

Mais comment la source
(votre téléphone, votre ordinateur...)
génère t-elle la tension qui arrive à faire bouger la membrane? En fait, rien de secret, c'est très simple! Lorsque la source envoie une
tension positive
, la membrane est poussée dans un sens, et lorsque la
tension est négative,
elle est poussée
dans l'autre sens
. La répétition de cette tension positive, puis négative, puis positive, etc. va alors faire
vibrer les molécules d'air
: c'est le but recherché. Notez que le temps entre ces répétitions est la période, soit l'inverse de la fréquence (
Pour être plus pointilleux, il s'agit de la demi-période! La période complète étant la temps entre 2 tensions de même signe!
).

Autrement dit, pour un son plus aiguë,
il va falloir être rapide!


Maintenant, quelle
fonction mathématique
possède des
alternances négatives et positive
au cours du temps? Il s'agit des fonction périodiques de valeur moyenne nulle. La plus simple d'entre-elle, est le
sinus.


OK, maintenant nous savons que notre carte doit générer un
signal sinusoïdal
d'une certaine fréquence.
Mais comment faire ça?
Notre carte ne traite que
les signaux binaires
, à priori.
Sauf que nous sommes sur une circuit DSP, et que le traitement des signaux, c'est son job.

Encore une fois, le principe va être simple. Nous allons lui donner en entrée un nombre, par exemple 42. Puis un petit composant va se charger de convertir ce nombre en
impulsion électrique
. Ce petit composant s'appelle un
Convertisseur Digital Analogique
, ou
DAC
en anglais.
Son but? Convertir un valeur en un signal électrique.
Ici, le DAC sur notre carte est un
AIC TI-3204
, qui échantillonne les signaux à
192kHz.



Il ne reste plus qu'à calculer les valeurs d'un sinus pour pouvoir ensuite les envoyer au DAC.

En réalité, c'est un peu plus complexe. Pour des raisons de
gestion de la mémoire
, il serait problématique de calculer à chaque fois tous les points du
signal sinusoïdal
. Il est préférable de le pré-calculer au lancement du programme, puis de s'en servir après. N'oubliez que pas que nous sommes sur un circuit DSP!
J'ai donc au préalable généré une sinusoïde sur
16bits signés
(capacité du DAC), c'est à dire qu'en sortie il y aura
$mathjax$2^{16}$mathjax$
niveaux de tension.

La configuration du DAC est un peu complexe, car il faut paramètrer beaucoup de choses sur l'AIC et les ports. Il est vivement recommandé de se baser sur la documentation de la carte!




Il ne reste plus qu'à envoyer le signal! Mais le problème est ici que nous ne pouvons pas jouer sur le fréquence, étant donné que nous avons pré-généré le sinus! J'ai donc bidouillé un peu le code pour que quand la variable fréquence varie, le son change. Par la suite, nous essayerons de faire quelque chose de plus propre! Mais pour le moment, ce n'est pas grave. Remarquez aussi que j'ai copié le signal 2 fois, car nous sommes sur un port stéréo.
Cela fonctionne très bien. Dans un prochain épisode, nous verrons comment générer un signal plus propre, certes, mais aussi différent d'un signal sinusoïdal. Chaque forme de signal a sa tonalité bien particulière. Par exemple, un signal carré fait beaucoup pensé aux synthétiseurs dans les musiques des années 80 :p Il sera également possible d'appliquer des
filtres
, des effets au signal pour le rendre
beaucoup, beaucoup plus cool
. Mais pour l'instant, occupons-nous de notre petit piano électrique!

Voilà la fin de la première partie!
Maintenant, il ne reste plus qu'a détecter les touches du clavier.
Vous savez peut-être que lorsque vous appuyez sur une touche, votre ordinateur reçoit une donnée correspondante à la touche envoyée. On appelle ça le code ascii. Et bien, grâce à un petit programme installé de base sous windows,
Hyperterminal
, il est possible d'envoyer cette donnée non pas à Windows, mais plutôt sur un port spécifique. Un port est globalement une entrée/sortie de l'ordinateur qui communique au moyen d'un liaison série: un fil sert pour émettre des données, et un autre pour les recevoir.



Et, ça tombe bien, notre carte TMSezDSPC5535 est connecté sur l'un de ces
ports séries
de notre ordinateur! I suffit donc de connecter
(virtuellement bien sûr!
) le fil d
'émission de l'ordinateur
sur le fil de
réception de la carte
, pour assurer une liaison entre les 2 deux. Ainsi, quand vous appuierez sur
"E"
, le carte DSP recevra
"E"
.
Mais cela n'est pas magique. Sur la carte, le composant qui réalise cela et un UART. Il fonctionne aussi bien en émission, qu'en réception. Ici, nous travaillons avec une fréquence de transmission de
115200
bits par seconde. Il faut donc que Hyperterminal reçoive aussi les données à cette fréquence, sinon il y a aura un gros problème!


Comme vous pouvez le voir à gauche, le code final est très simple. Dans une boucle infinie, je regarde en continu si je reçois un caractère. Si c'est le cas, alors je génère un signal pendant
1 seconde
, et je réinitialise tout. On peut remarque que la je passe en paramètre de ma fonction qui génère le signal la touche appuyée. En effet, je m'en sert pour que, à chaque touche soit associée un son différent!
Notez que le programme pourrait être bien plus optimisé, notamment en travaillant avec les interruptions! Nous verrons ça un peu plus tard.


Bon, en réalité, avec mes bidouillages, le signal est en sortie n'est pas très beau. Il est même assez loin du signal sinusoïdal. Voyez par vous-même :)
Image Image


En effet, si vous regardez mon code, vous voyez que je n'envois pas la totalité du sinus à chaque fois. Pour faire varier la fréquence, je n'envoie qu'une partie à chaque fois, et je répète cette partie. Le signal n'est donc pas sinusoïdal en sortie. D'ailleurs, c'est également bien visible sur le spectre, qui comporte quelques harmoniques.


Attention donc les oreilles :troll:
Nous sommes encore loin d'un beau synthétiseur, mais on s'approche :D

Voici une courte vidéo vous montrant le résultat :p



Le code source du projet est disponible gratuitement sur GitHub: https://github.com/Wistaro/DspSynthesizer


Et ensuite...?
Dans les prochains épisodes, comme je l'ai déjà dit, nous améliorerons ce projet, notamment avec ceci:
  • Génération de signaux plus propre
  • Génération de différents types de signaux
  • Ajout d'effet et filtres
  • Lecture d'une musique
  • Affichage d'un vu-mètre
  • Transformateur de voix
  • Reconnaissance vocale

Et bien plus encore! N'hésitez pas à me donner vos avis!

A bientôt!


Épisode précédant - Épisode suivant
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TI-z80 Oiram CE, 8 niveaux à la Super Mario 3 par John35588

Nouveau messagede critor » 12 Déc 2017, 13:25

7698En attendant les vacances, pour continuer à avoir du
fun
sur
Oiram CE
, le passionnant moteur de jeux
Mario-like
pour ta
TI-83 Premium CE
,
John35588
te sort cette semaine son propre
pack
de 8 niveaux.

On note une inspiration des mondes du jeu
Super Mario Bros 3
sorti en 1990 sur console
Nintendo NES
(ou dès 1988 pour la console
Famicom
japonaise)
pris dans l'ordre chronologique :
Grass Land
,
Desert Land
,
Water Land
,
Ice Land
,
Pipe Land
et
Sky Land
, voir même
Dark Land
pour le dernier :

Ce n'est certes pas la première fois que l'on note de telles similitudes, mais cela n'en reste pas moins un bel hommage au monument vidéoludique de toute une génération, à moins que tu ne sois plutôt un·e disciple du regretté
Maître Sega
. Dommage toutefois que jusqu'à présent, personne n'ait été capable d'adapter le niveau 5 de
Super Mario Bros 3
,
Giant Land
, ce dernier étant systématiquement sauté dans ce type de pack.




Téléchargements
:
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TI-z80 Vote Program Of The Year ticalc.org 2017 - TI-Z80 couleur

Nouveau messagede Lionel Debroux » 11 Déc 2017, 20:04

Après la catégorie TI-Z80 monochrome la semaine dernière, le deuxième vote pour élire un autre programme de l'année 2017 (
Program of the Year
, abrégé en
POTY
) sur
ticalc.org
a été lancé.

La deuxième catégorie est pour la
84+CSE
, avec deux programmes en compétition cette année:


Nous vous encourageons toujours à aller voter sur ticalc.org, parce que ce vote reste un rendez-vous significatif de la communauté, et il est bien sûr d'autant plus significatif qu'il y a plus de votants :)
Rappelons que pour voter, il faut avoir un compte; pour les inscrits, le sondage est sur la page principale du site, toujours dans la barre de droite, en-dessous du flux Twitter.

Les autres votes à venir seront pour les
83PCE / 84+CE (TI-eZ80)
, les
TI-68k
et les
Nspire
. Probablement dans cet ordre.
Lien vers le sujet sur le forum: Vote Program Of The Year ticalc.org 2017 - TI-Z80 couleur (Commentaires: 5)

TI-z80 DeeperYouGo, la grande descente pour Oiram CE

Nouveau messagede critor » 11 Déc 2017, 17:46

7698Pour t'amuser cette semaine voici
DeeperYouGo
, un pack de 6 niveaux par
Nero_the_Necro
pour le moteur de jeux
Mario-like
Oiram CE
sur ta
TI-83 Premium CE
.
Mario Oiram
commence son aventure au Paradis, mais, comme le suggère le titre du pack, ainsi que les titres de niveaux, va rapidement descendre sur Terre, puis sous l'eau, sous terre... à la poursuite du terrible
Bowser Reswob
.

Serait-ce une véritable descente aux Enfers ?... A toi de le découvrir si tu en as le courage ! ;)













Rappelons que
Oiram CE
nécessite les bibliothèques C téléchargeables ci-dessous. Rien de compliqué, juste à transférer les fichiers en question devenant alors immédiatement fonctionnels. :)




Téléchargements
:
Lien vers le sujet sur le forum: DeeperYouGo, la grande descente pour Oiram CE (Commentaires: 1)

Divers Résultats catégorie NumWorks concours Galactik rentrée 2017

Nouveau messagede critor » 10 Déc 2017, 22:15

Image

Après la publication du classement de la catégorie
HP
dans un article précédent, voici enfin aujourd'hui le classement catégorie
NumWorks
de notre concours de rentrée 2017
Galactik
! :bj:

Samuel V.
arrive
8ème
avec une disposition périphérique évaluée à .


Manu R.
quant à lui arrive à une disposition valant , se classant ainsi
7ème
.


Mention honorable pour
MMBC_Chris
qui passe à une disposition quadripolaire lui obtenant un score de après
2 participations
. Toutefois il a par la suite changé pour la catégorie
TI
.


Iamissam
arrive quant à lui à faire mieux après
3 participations
avec un unique amas d'étoiles central, terminant avec à la
6ème
place.


Mention honorable avec un amas d'étoiles un peu plus excentrée pour
Cyril S.
mais avec un peu plus d'ordre avec des dispositions remarquables en triangle et en carré, qui arrive ainsi à faire encore mieux avec . Il a par la suite opté pour la catégorie
HP
.

@Cyril, quel est ton secret ?

Cyril S. a écrit:Quand j’ai découvert le concours, pour des raisons de facilités, j’ai commencé à chercher dans la catégorie Numworks, où j’ai posté un premier score trouvé empiriquement. Bien qu’appréciant les calculatrices, je suis totalement novice dans la programmation sur calculatrice ou simplement le transfert de fichiers.
Puis j’ai chargé le programme pour ma Casio CP400 (que j’ai depuis deux mois), même si les lots ne m’intéressait pas vraiment. Après avoir essayé de déplacer fastidieusement les étoiles et pensé que soit j’avais mal fait l’importation, soit que le programme était bogué, j’ai chargé l’émulateur HP Prime, et j’ai vraiment commencé à être méthodique.
J’ai commencé par placer toutes les planètes en haut de l’écran, j’ai descendu la première, puis les autres une à une, afin d’établir un tableau répertoriant les différentes interactions avec des --, -, +, ++, tableau qui correspondra à la matrice G. Cela m’a permis de voir la distance 20 revenant pour les interactions positives.
J’ai ensuite copié le programme dans Notepad++, afin de l’indenter, et l’analyser en détail. J’ai découvert le fonctionnement du ranseed, puis compris comment le score était calculé. J’ai créé une liste avec les valeurs du ranseed(42) que j’ai exportée vers Excel, elle m’a permis de créer la matrice G.
Puisqu’il fallait placer les planètes avec une distance de 20, sur papier, j’ai disposé les planètes sur un maillage en formant des triangles équilatéraux en fonction des valeurs de G, en trouvant les coordonnées avec un peu de trigonométrie. Et j’ai obtenu un score aux alentours de 121 millions.
Pour essayer d’améliorer, j’ai repris Excel et créé une succession de matrices afin d’y calculer directement le score et d’utiliser les algorithmes du solveur. Que ce soit clair, il s’en sort peut être bien pour une fonction du second degré, mais là, il y a beaucoup trop d’extrema locaux, et globalement, il n’a presque jamais été en mesure d’améliorer la position initiale donnée, parfois quelques centièmes grappillés quand même.
J’ai fini par trouver à la main encore une réponse un peu meilleure avec 124,4 millions que je n’ai pas postée. Je comptais la garder pour revenir dans la catégorie HP, après avoir posté des résultats dans d’autres catégories, mais des vacances m’ont empêché de poursuivre mes recherches.
Je regrette quand même de ne pas avoir posté le score de 9,4 millions que j’avais trouvé sur CP400, puisqu’aucun score n’a été envoyé avec cette version du programme.

Ce concours était très intéressant, j’ai découvert la HP Prime via son émulateur, et je l’ai vraiment appréciée, la programmation y est compréhensible assez vite.
galactik HP Casio.xlsx
(43.6 Kio) Téléchargé 2 fois


En
5ème
position
Tom H.
scinde la constellation en 2 pôles mais ordonne intégralement l'un d'entre eux selon un quadrillage triangulaire, arrivant ainsi à atteindre un score de ,
3 participations
.


En reprenant cet ordonnancement triangulaire mais avec un unique amas d'étoiles, arrive à monter jusqu'à et donc à se classer
4ème
après avoir persévéré pendant
7 participations
.


Mention honorable avec une disposition partiellement triangulaire mais centrale pour
Lephenixnoir
, qui arrive ainsi à faire monter les enchères à . Il a toutefois la malchance d'être administrateur de
Planète Casio
et ne pouvait donc pas être classé.

@Lephenixnoir, comment t'y étais-tu pris pour disposer tes étoiles ?

Lephenixnoir a écrit:J'ai implémenté un pur algorithme génétique. Ce type d'algo consiste à prendre un population, ici un ensemble de solutions avec leurs scores. Il applique ensuite un cycle bien précis :

1. Évaluation : On calcule le score de chaque configuration
2. Sélection : On ne garde que les meilleures
3. Croisement : On croise les meilleures entre elles pour recréer de la population
4. Altération : On modifie aléatoirement quelques positions (pour éviter de stagner)
5. On recommence à l'étape 1.

Les deux premières étapes sont simples à s'imaginer. Pour la troisième, j'avais deux manières de croiser deux configurations. Dans chacune d'elles, je considérais pour chaque étoile, sa position dans la première configuration, puis dans la deuxième. La première méthode choisissait, pour placer cette étoile dans la configuration fille, une position au hasard sur le segment. La seconde aussi, mais elle se mettait au même endroit (au même rapport de distance, ie. le même barycentre) pour toutes les étoiles, ce qui donnait une sorte de rotation qui préservait bien le score.

Pour l'altération, je faisais vibrer toutes les étoiles sur une amplitude de λ autour de leur position. Tant que le score maximal de la population grandissait, λ restait fixe, mais s'il stagnait, λ devenait plus petit pour permettre de gagner de la précision. Si ça ne suffisant pas, λ devenait très grand pour tenter de débloquer la situation.

Je faisais tourner ça sur 65'000 à 4 millions de générations selon les cas (plus le score semblait prometteur et plus je faisais durer la simulation), en partant de configurations entièrement aléatoires. En le faisant tourner quelques minutes, je sortais plusieurs configurations à plus de 9 millions, mon meilleur score étant 9846814.67 sur Casio et 107711137.32 sur Numworks.

Comme ça ne suffisait pas pour rattraper les premiers, j'ai imaginé un autre système (que je n'ai malheureusement pas eu le temps d'implémenter). Ça consistait à traduire les relations entre les étoiles en forces et à appliquer de la mécanique sur le système. En gros, en combinant la somme de toutes les forces, le système aurait convergé naturellement vers un équilibre local. En plus de ça, j'aurais fait vibrer doucement toutes les planètes avec l'algorithme génétique pour éviter de stagner.
https://www.planet-casio.com/Fr/forums/lecture_sujet.php?id=14990#150945


Avec quelque chose de similaire,
Thomas M.
arrive à monter jusqu'à et à se classer
2nd
, si si, après avoir persévéré pendant
5 participations
.


Avec une disposition centrale intégralement ordonnée selon un quadrillage triangulaire,
Oakwood
arrivait initialement à faire mieux, .

Toutefois, il a volontairement envoyé par la suite une configuration moins optimale, expliquant tout à son honneur qu'il pouvait se payer la calculatrice
NumWorks
et préférait laisser leur chance à d'autres candidats, terminant ainsi
3ème
avec après un total de
7 participations
.


Toutes nos félicitations à
proghy_v2
. Avec une organisation triangulaire centrale, il culmine à et décroche ainsi la
1ère
place après
3 participations
.

@proghy_v2, explique-nous vite comment tu as fait ! :)

proghy_v2 a écrit:Déjà si vous me connaissez pas, c'est normal. Je m’intéressais aux calculatrices quand j'étais au lycée, j'ai posté quelques programmes z80 sur le site avant TI Planet, mais dès que j'ai eu un pc portable mon intérêt s'est détourné des calculatrices, donc je suis pas resté longtemps sur TI Planet.

Et puis la semaine dernière s'était Halloween, et je me disais que plus beaucoup de site changeaient de look pour l'occasion, alors je suis venu checker pour voir s'il y avait toujours des beaux artworks Halloween ici. Et je suis tombé sur la news qui annonçait la fin du concours, ça m'a trigger.

J'ai réinstallé wabbitemu pour tester le programme TI mais j'ai pas réussi, il me disait qu'il y avait pas assez de mémoire sur la calculatrice, wtf. Pas envie de me casser la tête, je suis parti sur la version Numworks en js. Comme je suis un quiche en js j'ai utilisé js2py pour convertir tout ça en python. J'ai juste réécris la fonction recalc() à la main pour qu'elle soit performante. Après j'ai testé a peu près tous les algos de la librairie scipy.optimize. Les algo de minimisation locale arrivaient à rien, la fonction est pas assez régulière / linéaire / différentiable que sais-je. Du coup je suis parti sur l'algo « differential evolution ». J'ai essayé pas mal de combinaisons de paramètres pour l'algo et rapidement j'arrivais dans les 106 millions, mais difficile de faire mieux.

Je me suis dit que j'avais plus le choix, qu'il fallait réfléchir. J'ai regardé le code et je me suis mis en tête d'exprimer la fonction avec la matrice de distance en entrée plutôt qu'avec des coordonnées de points. J'avais l'intuition que la fonction serait bien plus régulière et que les algo à descente de gradient pourraient converger. Et ils ont très bien convergé en effet : plus de 150 000 000 millions ! Alors j'ai essayé de placer des points dans le plan qui correspondaient à ces distance, mais c'était pas possible évidemment. J'ai alors ajouté aux problème de minimisation les contraintes pour que les distances vérifient les 3 inégalités triangulaires dans tous les triangles. Encore une fois ça converge bien, plus de 130 millions, je crois avoir touché au but. Mais non, la solution est toujours pas constructible en termes de points.

Je me suis dit qu'il manquaient encore des contraintes au niveau des quadrilatères. J'ai exprimé la longueur de la 6ème longueur en fonction des 5 autres. On se retrouve avec 2 cas :

cas convexe :
f^2=a^2+b^2-2*a*b*cos(arcos((a^2+e^2-c^2)/(2*a*e))-arcos((e^2+b^2-d^2)/(2*e*b)))

cas concave :
f^2=a^2+b^2-2*a*b*cos(arcos((a^2+e^2-c^2)/(2*a*e))+arcos((e^2+b^2-d^2)/(2*e*b)))

Je fais tourner mon algo avec ces contraintes... « math domain error » :/

Donc je prolonge ma fonction arcos pour qu'elle soit continue, pseudo-périodique parce que... je voyais pas quoi faire d'autre qui ait du sens.

Et l'algo a convergé vers un truc pourri, genre 80 millions. Je sas pas si c'est mes contraintes qui étaient trop fortes, ou la fonction pas assez comme il faut. J'ai ragequit, je suis retourné sur l'algo génétique, et au bout d'un moment j'ai trouvé des bon paramètres, ça me donnait dans les 113 millions, suffisant pour être premier.

Après j'ai essayé une autre lib de minimisation qui s'appelle pygmo. L'algo self adaptative differetial evolution arrivait à trouver dans les 110 millions sans se casser la tête à choisir les paramètres. L'algo CMA-ES a réussir à atteindre les 116 millions (fallait juste diviser la sortie de la fonction par un million sinon il stagnait dans les 108 millions). J'ai pas posté ce dernier résultat parce que c'était plus de minuit par contre ^^

Au final j'ai appris pas mal de trucs sur python et la algo de minimisation, c'était cool.
https://tiplanet.org/forum/viewtopic.php?f=49&t=20678&p=223473#p223473


Very honourable distinction for . With a similar but maybe more central constellation, he achieved . But he then moved to the
TI
category
.

@jacobly, how did you manage to achieve such a high score ?

jacobly a écrit:I used simulated annealing programmed in C to get all of my scores. Initially I assumed that I was restricted to integer coordinates which was difficult to optimize and didn't produce very good scores. Then I found out that other people were getting higher scores with fractional coordinates so I switched to a continuous algorithm. At some point I noticed that most of my good configurations had the stars near a "hexagonal" lattice of points where each point is 20 units away from 6 other points. I used this information to create another discrete implementation that only considered the points on this lattice. This let me find close to an optimal score fairly quickly, which I could then polish off by alternating two continuous algorithms. Since I was working with binary floats the whole time, I had no reasonable way to fully optimize the last digit when computed with decimal rounding error, and I ended finding a solution within an ulp of first place in 3 categories.
https://tiplanet.org/forum/viewtopic.php?f=49&t=20678&start=10#p223474



Merci à vous tous pour les efforts, mais aussi pour vos très nombreux messages positifs d'encouragements ou remerciements ayant accompagné vos participations ou comptes rendus de recherche, et qui nous ont fait bien chaud au coeur. :) En effet, ce concours a nécessité de notre part un investissement bénévole très conséquent ainsi qu'une forte abnégation puisque nous n'avons compté :
  • ni notre temps, avec littéralement 4 mois de préparation qui sont à rajouter aux 3 mois s'étant écoulés depuis son lancement
  • ni les goodies, nombre d'entre eux provenant de nos stocks personnels pour lesquels nous avons raclé jusqu'au fond des tiroirs, afin d'accompagner généreusement et équitablement un maximum de lots par catégorie
  • ni notre argent, avec des frais d'expédition atteignant déjà 3 chiffres alors que les envois ne sont même pas terminés
A bientôt. ;)
Lien vers le sujet sur le forum: Résultats catégorie NumWorks concours Galactik rentrée 2017 (Commentaires: 3)

NumWorks Performances, la NumWorks détrône la HP Prime ! :o

Nouveau messagede critor » 09 Déc 2017, 19:07

Comme rappelé récemment dans l'épisode 19 de notre classement QCC de rentrée 2017, la
HP Prime
était depuis la rentrée 2013 la calculatrice graphique la plus rapide. Mais lors de la mise à jour de cet épisode suite à la sortie de la calculatrice
NumWorks
, nous remarquions que la
NumWorks
semblait la dépasser en performances
(testées sur l'évaluation de programmes de calcul numérique)
.

Avec un processeur cadencé quatre fois moins vite,
ARM Cortex-M4
à
100MHz
pour la
NumWorks
contre
ARM9 (ARMv5)
à
400MHz
pour la
HP Prime
(à moins que cette dernière information répandue sur Internet ne soit que la fréquence nominale et non la fréquence réelle ?)
c'était assez surprenant. Nous ne pouvions exclure une erreur de mesure, les écarts ne faisant que quelques centièmes de seconde. En effet notre protocole de test utilisait le même programme pour tous les modèles, programme que l'on ne pouvait pas corser davantage à cause de limitations sur les modèles les plus faibles, et qui donc sur les meilleurs modèles terminait en moins d'une seconde, faisant ainsi perdre aux mesures en précision.

Aujourd'hui que le langage de programmation
Python
de la
NumWorks
n'est plus en version beta, et que la
HP Prime
gère aussi une forme de
Python
, tentons d'éclaircir un petit peu le mystère entourant les différences de performances entre ces deux modèles, et de les départager équitablement.

Nous allons cette fois-ci tester les performances avec un programme graphique. Reprenons le programme
Mandelbrot
inclus en exemple sur la
NumWorks
, et adaptons-le à l'identique pour la
HP Prime
. Nous ne dessinerons donc dans les deux cas que
320x222
pixels au lieu
320x240
, puisque les écritures sur la barre de titre sont bloquées sur la
NumWorks
ce qui pourrait fausser la comparaison.

programme
NumWorks
en
Python

(versions 1.2.0+)
programme
HP Prime
en
simili-Python

(versions 12951+)
Code: Tout sélectionner
import kandinsky
def mandelbrot(W,H,N) :
for x in range(W):
  for y in range(H):
   z=complex(0,0)
   c=complex(2.7*x/(W-1)-2.1,-(1.87*y/(H-1)-.935))
   j=0
   while j<N and abs(z)<2:
    j=j+1
    z=z*z+c
   t=255*j/N
   col=kandinsky.color(int(t),int(.75*t),int(.25*t))
   kandinsky.set_pixel(x,y,col)
Code: Tout sélectionner
#cas
def fractal_python(W,H,N) :
local x,y,z,c,j,t,col
for x in range(W):
  for y in range(H):
   z=0
   c=2.7*x/(W-1)-2.1-i*(1.87*y/(H-1)-.935)
   j=0
   while j<N and abs(z)<2:
    j=j+1
    z=z*z+c
   t=255*j/N
   col=RGB(IP(t),IP(.75*t),IP(.25*t))
   PIXON_P(x,y,col)
FREEZE
WAIT(0)
#end


La
NumWorks
met seulement
1min26s
à effectuer le tracer pendant que la
HP Prime
se traîne péniblement pendant
4min22s
. On confirme donc, hélas, des performances très décevantes pour la
HP Prime
, le même programme mettant 3 fois plus de temps à allumer le même nombre de pixels. :'(

Notons que dans les deux cas, on peut voir à l’œil nu les pixels s'allumer progressivement de haut en bas sur chaque colonne, ce qui suggère bien un fonctionnement similaire des instructions graphiques, légitimant ainsi la comparaison.

Bien que les
TI-Nspire
disposent d'un
Python
non officiel
, nous ne pouvons y exécuter exactement le même programme et c'est pour cela qu'elles sont absentes de ce test. En effet, les fonctions graphiques de l'évaluateur
Python
en question fonctionnent différemment et ne permettent pas d'écrire directement sur l'écran, obligeant à définir et écrire des zones hors écran (offscreen) qui seront remplies puis affichées d'un seul coup. Un très mauvais choix d'ailleurs dans le contexte scolaire de lycéens débutants d'imposer ce fonctionnement, alors qu'au contraire il faudrait leur laisser expérimenter l'écriture directe et en saisir les limites pour qu'il puissent alors comprendre l'intérêt de passer par une zone 'offscreen'. Pas possible non plus de choisir un autre langage interprété comme le TI-Basic, puisqu'il ne dispose pas de fonctions de sorties graphiques sur ces modèles. Le Lua n'est pas non plus une solution puisqu'il ne gère pas les nombres complexes d'une part, obligeant donc à passer par divers astuces risquant de fausser la comparaison, et d'autre part 'bufferise' les sorties écran, les temporisant donc pour les rendre effectives de façon groupée en fin d'exécution de la fonction de rafraîchissement on.paint(gc).




Pourquoi la
HP Prime
est-elle si lente ? Deux hypothèses :
  1. soit on incrimine le
    CAS
    , le langage
    simili-Python
    de la
    HP Prime
    n'étant disponible que dans le contexte
    CAS
    , et nous avions vu dans l'épisode en question que les calculs étaient nettement plus lents dans ce cadre
  2. soit on incrimine son évaluateur/traducteur
    Python

Pour valider ou infirmer cette dernière hypothèse, traduisons le même programme dans le langage interprété
HPPPL CAS
originel de la
HP Prime
:
Code: Tout sélectionner
#cas
fractal_cas(w,h,n)
BEGIN
local x,y,z,c,j,t,col
FOR x FROM 0 TO w-1 DO
  FOR y FROM 0 TO h-1 DO
   z:=0
   c:=2.7*x/(w-1)-2.1-i*(1.87*y/(h-1)-.935)
   j:=0
   WHILE j<N AND abs(z)<2 DO
    j:=j+1
    z:=z*z+c
   END;
   t:=255*j/N
   col=RGB(IP(t),IP(.75*t),IP(.25*t))
   PIXON_P(x,y,col)
  END;
END;
FREEZE
WAIT(0)
#end

[

Et bien c'est pire, la
HP Prime
passant de
4min22s
à
4mins35s
. Ce qui implique que l'écriture à la
Python
ne complexifie pas la chose, et le temps additionnel étant probablement dû à l'évaluation des lignes supplémentaires de fin de bloc qui sont omises en
Python
.



Ce serait donc la faute du
CAS
? Voyons si nous pouvons valider cette hypothèse en réécrivant le même programme en langage interprété
HPPPL non-CAS
:
Code: Tout sélectionner
EXPORT fractal(w,h,n)
BEGIN
local x,y,z,c,j,t,col
FOR x FROM 0 TO w-1 DO
  FOR y FROM 0 TO h-1 DO
   z:=0
   c:=2.7*x/(w-1)-2.1-i*(1.87*y/(h-1)-.935)
   j:=0
   WHILE j<N AND abs(z)<2 DO
    j:=j+1
    z:=z*z+c
   END;
   t:=255*j/N
   col=RGB(IP(t),IP(.75*t),IP(.25*t))
   PIXON_P(x,y,col)
  END;
END;
FREEZE
WAIT(0)
#end


Bien, la
HP Prime
tombe cette fois-ci à seulement
2min24s
, doublant presque ses performances. Le contexte
CAS
limite bien les performances même quand on ne fait pas appel à ses spécificités, et il est ainsi dommage que le langage
simili-Python
ne soit donc disponible que dans ce cadre, surtout quand il n'y a aucune intention de faire du calcul exact ou littéral.

Toutefois,
2min24s
c'est quand même nettement plus lent que les
1min26s
de la
NumWorks
. D'autres facteurs interviennent donc visiblement, et l'on peut valider la constatation de l'épisode 19.

Cela ne veut pas forcément dire que son processeur est plus puissant, mais en tous cas en terme de performances effectives et ce depuis la rentrée 2017, la meilleure calculatrice graphique est donc la
NumWorks
. :bj:
Lien vers le sujet sur le forum: Performances, la NumWorks détrône la HP Prime ! :o (Commentaires: 49)

TI-z80 Mini-test TI-Rover - exo Scratch DNB 2017 Amérique du Sud

Nouveau messagede critor » 09 Déc 2017, 13:04

Pour Noël, nous voici enfin équipés du robot
TI-Innovator Rover
, pilotable à partir d'une
TI-83 Premium CE
,
TI-84 Plus CE
ou
TI-Nspire CX
munie d'une interface
TI-Innovator Hub
.

Avant d'apprendre à mieux le connaître, tentons de voir ce que nous sommes capables d'en tirer directement
"out of the box"
, pour le tracer de figures.

9042Munissons-nous à cette fin de quelques éléments non inclus :
  • un tableau blanc sous forme de rouleau 2x1m²
  • un feutre pour tableau blanc, de moins de 12,5mm de diamètre
L'avantage est que nous disposons ainsi d'une part d'un tableau amovible transportable disposable à plat, pouvant être aisément changé de salle ou emporté pour des événements, et d'autre part effaçable et donc réutilisable à l'infini.
Un possible inconvénient est que la surface est glissante, et risque de faire patiner le robot.

Prenant comme exemple l'exercice de programmation qui vient de tomber à l'épreuve de Mathématiques du
DNB 2017
en
Amérique du Sud
.

C'est parti pour l'adaptation
TI-83 Premium CE
, puisque malheureusement nous n'y disposons pas
(encore ? ;) )
du langage
Scratch
:

PROGRAM1
PROGRAM2
CARRE
Code: Tout sélectionner
0.075→K
10→L
Send("CONNECT RV
For(I,1,4
prgmCARRE
L+20→L
End
Code: Tout sélectionner
0.1→K
10→L
Send("CONNECT RV
For(I,1,4
prgmCARRE
L+2→L
End
Code: Tout sélectionner
For(J,1,4
Send("RV FORWARD eval(KL
Send("RV LEFT 90
End


9037
De premiers résultats plus que passables, qu'il serait à ce jour miraculeux d'obtenir avec d'autres systèmes comme le
TI-Robot E3
. Le
TI-Rover
nous trace en apparence de belles lignes droites. Toutefois il se décale progressivement de la trajectoire prévue lors des 16 rotations, ce qui voudrait dire qu'il ne tourne pas de 90 degrés à gauche comme demandé, mais de légèrement moins. Cela ne semble pas être un problème de précision de ses capteurs, sinon le décalage devrait pouvoir avoir lieu dans les deux sens et donc de temps en temps se compenser. Peut-être donc plutôt ici un problème de calibrage. Les 16 erreurs dans le même sens s'additionnent donc progressivement, ne faisant qu'empirer l'écart au départ négligeable.


Mais quel dommage que les modules externes soient interdits sur les calculatrices au
DNB
! :P
Lien vers le sujet sur le forum: Mini-test TI-Rover - exo Scratch DNB 2017 Amérique du Sud (Commentaires: 3)

Divers Modèles non conformes en magasin, continue à être vigilant !

Nouveau messagede critor » 08 Déc 2017, 17:49

As-tu fait l'erreur de te prendre un modèle d'entrée de gamme qui t'handicapera en mode examen, comme la
Lexibook GC3000FR
dont nombre de possesseurs tentent déjà de se débarrasser tout en lui attribuant collectivement toutes les qualités du monde ? :p
(parfaite pour le lycée, le BAC, la Seconde, les séries non scientifiques, technologiques ou professionnelles et j'en passe...)
:troll:
Envie d'une meilleure calculatrice pour Noël ?
Il est en effet loin d'être trop tard et tu as encore largement le temps de la maîtriser même pour des examens ou concours cette année. :)

Tâche toutefois de ne pas te faire avoir une seconde fois. Car même si nombre de magasins ont enfin eu le respect pour cette rentrée 2017 de nettoyer leur rayon scolaire en en retirant tous les modèles non conformes, ce n'est hélas pas le cas partout. :'(

9034Ci-contre un magasin
Géant
, possiblement non représentatif de l'ensemble de la chaîne puisque nous avions pu remarquer les rentrées précédentes que les politiques d'affichage variaient grandement d'un magasin à un autre, mais qui continue quand même scandaleusement encore en 2017-2018 à tenter de te refiler ses
Casio Graph 35+ USB
et
Casio fx-CP400
non conformes, c'est-à-dire désormais inutilisables et non revendables. Autrement dit elles ne valent quasiment plus rien en France. Modèles affichés en rayon scolaire sans aucune mention de cette grave limitation
(manquement au devoir d'information du vendeur professionnel)
et sans aucune réduction, histoire en prime de te faire payer l'arnaque plein pot. :mj:

N'hésite pas à consulter la liste des modèles conformes ainsi que notre classement indépendant
QCC 2017
.
Lien vers le sujet sur le forum: Modèles non conformes en magasin, continue à être vigilant ! (Commentaires: 2)

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