Развлекательный портал

IT-байки: О невидимости, с фокусами и без

Scorpion — Sat, 29 Aug 2009 11:06:56 GMT

Первый способ лгать артистично таков: следует
говорить правду, но не всю. Второй способ так же требует правды, но он
сложнее: говори правду, даже всю... но настолько неубедительно, чтобы
слушатель принял твои слова за ложь.

© Р. Хайнлайн, "Достаточно времени для любви, или жизни Лазаруса Лонга"

К сегодняшнему дню развитие нашей цивилизации подошло к тому моменту,
когда вековые мечты человечества в большинстве случаев уже реализованы
на практике. Сапоги-скороходы, ковёр-самолёт, дудка-самогудка,
скатерть-самобранка, свет-мой-зеркальце, в смысле яблочко-по-тарелочке,
печь-самоход и многое другое нынче окружает наш ежедневный быт в
качестве привычных вещей и сервисов – может быть, не совсем в том виде,
в котором грезилось предком, но, согласитесь, уж точно не в худшем.

Нереализованными до сих пор остались лишь немногие сказочные
"умные вещи". Про некоторые сказочные "технологии" вроде
цветика-семицветика, золотой рыбки и волшебной щуки говорить не будем
как о совсем уж завиральных идеях. Некоторые из сказочных идей, скорее
всего, в ближайшее время на практике реализованы не будут, например,
Кощеево бессмертие или молодильные яблочки - механизм старения
человеческого организма, увы, оказался значительно сложнее чем
технология упрятывания иглы в яйце да в Тридевятом царстве.

Однако в то же время многие сказочные технологии близки к воплощению в
нашу повседневную реальность, только непонятно когда они станут
массовыми. И сегодня мы рассмотрим современный уровень реализации
невидимости – не в сказочной интерпретации и не в виде
Копперфильдовских фокусов, но именно в плане готовности технологий
невидимости к внедрению в жизнь.

Напомню, что в рамках рубрики "IT-байки" мы уже рассматривали пару раз
возможные пути реализации практической невидимости. Одна из статей - IT-байки: Нано-камуфляж для практикующих хамелеонов,
напомню, была посвящена практическим исследованиям в области
искусственной мимикрии, в то время как более ранняя статья 2006 года – IT-байки: О невидимости, мнимой и настоящей,
представляла собой попытку классификации различных способов достижения
невидимости. Ибо, согласитесь, достижение невидимости с помощью
метаматериалов, принцип действия которых основан на оптических и
электромагнитных свойствах, не идёт ни в какое сравнение с
шарлатанскими фокусами с видеокамерой и проектором, проецирующими на
полупрозрачный плащ картинку "заднего вида".

Время, между тем, не стоит на месте. За последние годы учёные,
исследователи и технологи добились значительных успехов, при этом порой
речь даже не о невидимости как таковой - смежные идеи обещают не менее
интересный эффект от внедрения.

Так что обсудить действительно есть что. Поехали.

Если разобраться по сути, "видимость" различных объектов зависит от
степени отражения/поглощения этими объектами падающего на него света.
Классический случай невидимости – это прохождение света сквозь объект
без отражения и поглощения. Однако в последнее время наиболее
перспективными с практической точки считаются разработки, обещающие
достижение полной или частичной невидимости за счёт огибания объекта
световыми волнами. Эффект в этом случае тот же – свет не поглощается,
объект невидим.

Именно в этом направлении работают учёные из лаборатории Беркли
(Berkeley Lab) и Калифорнийского университета (University of
California, UC) в Беркли. Применяя современные наноматериалы, группе
исследователей удалось сконструировать своеобразную "шапку-невидимку",
способную скрыть расположенный под ней объект в видимом диапазоне. Сама
"шапка-невидимка" при этом прозрачна, а вот расположенный под ней
объект визуально действительно не обнаруживается - просвечивание лучом
света показывает отражение, идентичное отражению луча от ровной
поверхности.

Решение вопроса невидимости учёные нашли с помощью применения
диэлектрических метаматериалов на базе наноструктурированного кремния.
Метаматериалы, напомню, это искусственно создаваемые композитные
вещества с отрицательным (или левосторонним) коэффициентом преломления.
Принцип отрицательного преломления, наглядно продемонстрированный в
правой части на рисунке ниже, в природе не встречается.

Интересно отметить, что ранее эта же группа учёных обвестила мир об
открытии эффекта невидимости с помощью комплексных метаматериалов на
базе металлов и диэлектриков, обладающих уникальными оптическими
свойствами.

В тех экспериментах учёные работали с "наносетью", сотканной из
перемежающихся слоёв серебра с фторидом магния и серебряных
нанопроводов внутри пористого оксида алюминия. Именно такой
металлический метаматериал позволил добиться недоступного в реальной
природе эффекта – излучения света в обратном направлении.

К сожалению, чудесные свойства металлических метаматериалов успешно
применимы лишь для достижения невидимости в диапазоне СВЧ (3-30 ГГц), в
диапазоне видимых частот они неэффективны – сказывается слишком сильное
поглощение света металлическими элементами. В новой оптической
"шапке-невидимке" из Беркли металла нет совсем, лишь оптически
прозрачные для видимого света диэлектрики.

Речь, правда, пока что идёт лишь о создании невидимости в инфракрасном
диапаззоне, к тому же в наномасштабах: в экспериментах, о которых
сообщает статья в Nature Materials, учёные накрывали своей "невидимкой"
площадку 3,8 на 0,4 микрон, а невидимость под различными углами обзора
наблюдалась в диапазоне волн 1400 - 1800 нм, что уже достаточно близко
к инфракрасной границе видимого света. Невидимость демонстрировалась на
прямоугольной кремниевой пластинке толщиной 250 нм, служащей
своеобразным световодом, ограничивающем прохождение света в
вертикальном направлении, но позволяющем беспрепятствено проходить в
двух других измерениях.

Превращение кремниевой пластинки в метаматериал стало возможным
благодаря созданию в ней перфорированной структуры с отверстиями
диаметром 110 нм каждое. Именно такая структура "заставляет" свет
огибать объект подобно тому как вода в ручье обтекает камень. Наглядно
принцип действия этого эффекта поясняет размещённый ниже видеоролик.

Courtesy of Berkeley Labs

Несмотря на существенные органичения технологии в её нынешней
реализации, учёные полны оптимизма на перспективу. Следующим этапом
своих исследований они наметили достижение невидимости не в двух, а во
всех трёх измерениях. К тому же благодаря полностью диэлектрической
конструкции композиции учёные не видят преград для масштабирования
технологии на диапазон видимых волн – главным образом, за счёт более
тщательного изготовления. В целом же технология при переходе к
массовому производству обещает быть относительно недорогой.

Итак, если закрыть глаза на масштабы и специфические оговорки по
диапазону волн невидимости, можно сказать что к настоящему времени
учёные с грехом пополам преуспели в создании эффекта невидимости с
помощью метаматериалов с отрицательным индексом рефракции, благодаря
которым излучение миллиметровых-сантиметровых, инфракрасного ив
перспективе даже видимого диапазонов волн могут огибать "завёрнутый"
объект как воздух лопасти вентилятора. Тем не менее, способ этот не без
недостатоков даже в очень отдалённой перспективе практического
внедрения. В частности, кроме существенных ограничений по габаритам
маскируемых объектов – пока что речь лишь о сотнях нанометров, такая
"шапка-невидимка" должна быть в непосредственном контакте со скрываемым
объектом или в непосредственной к нему близости.

А что если взамен опытов с отрицательной рефракцией попробовать
применить трансформационные оптические эффекты, которые даже при
удалённом расположении позволят достичь невидимости и даже превратить
маскируемый объект во что-то совершенно другое?

Вопросом реальности реализации такой задачи заинтересовалась группа
учёных-теоретиков из научно-технологического университета Гонконга
(Hong Kong University of Science and Technology). Результаты
исследований, размещённые в статье Illusion Optics: The Optical
Transformation of an Object into Another Object журнала Physical Review
Letters, говорят о том, что это вполне возможно.

Правда, и в этом случае опять никуда не деться от применения
метаматериалов. Основная суть идеи гонконгских учёных заключается в
следующем: для достижения невидимости скрываемого объекта или даже
формирования иллюзии другого объекта вместо настоящего можно
использовать двойную структуру из разных метаматериалов. Сначала так
называемый комплементарный промежуточный материал
"оптически аннулирует" укрываемую область, затем "восстанавливающий"
материал позволит превратить скрытый объект в "пустое место" или во
что-то другое.

В первом случае – имитации исчезновения, скрытый объект, по мнению
учёных, будет прозрачен как воздух, сквозь который, как в случае
классической невидимости, можно будет видеть всё остальное. Во втором
случае – превращения скрываемого объекта во что-то иное, потребуется
применение более сложных техник оптического преобразования.

Впрочем, сами учёные пока что говорят о "превращения" сугубо в
теоретическом ключе. Зато в качестве вполне реального и подтверждённого
вычислениями преимущества перед другими технологиями невидимости,
требующими непосредственного контакта с "колпаком невидимости", учёные
называют возможность размещения двойной структуры метаматериалов даже
на удалении от скрываемого/оптически трансформируемого объекта, при
этом имеется теоретическая возможность дистанционного контроля и
управления областью невидимости.

Увы, как и большинство теоретических исследований, идея двойной
оптической трансформации с помощью метаматериалов пока имеет ряд
проблем, не решённых на практике. Получение материалов с положительным
коэффициентом рефракции действительно не представляет никакой
производственной сложности, в то время как необходимые для практических
экспериментов материалы с отрицательным индексом рефракции - структуры
с эффектом фазовой задержки, по-прежнему известны более как объекты
лабораторных исследований нежели массовые изделия.

Тем не менее, группа гонконгских учёных-теоретиков уже приступила к
практическому воплощению идеи в содружестве с группой экспериментальных
исследователей. Пока одна группа занимается экспериментами с
электромагнитными волнами, другая группа исследует те же принципы в
приложении к звуковым волнам. Есть надежда, что в случае удачных
исследований со звуковыми волнами, экстраполяция результатов на более
высокие частоты, включая видимый диапазон, пойдёт более быстрыми
темпами.

На самом деле в мире насчитываются десятки научных коллективов,
занимающихся вопросами практической реализации невидимости, в том
числе, с помощью метаматериалов и в том числе в России. Другое дело,
что приведённая выше пара примеров в целом показывает общий достигнутый
уровень этих технологий: где-то уже идут эксперименты с невидимостью в
наномасштабах, а где-то и вовсе пока речь об идеях, изложенных лишь на
бумаге, в теоретическом виде.

Тем не менее, не удержусь от цитирования амбициозных планов гонконгских учёных – вот что они пишут в резюме своей статьи: This type of illusion device also enables people to see through walls.

Во как! Учитесь продавать идею на корню: технология ещё в теории, но
уже сейчас говорят о "возможности видеть сквозь стены"! Высший пилотаж!
Учёные из Беркли, кстати, гораздо сдержаннее комментируют будущее
своего изобретения, хотя и они с удовольствием рассуждают о "новых
типах микроскопов и базе для фотоэлектроники, способной стать основой
быстрых компьютеров будущего".

Впрочем, также никто не питает иллюзий, что в случае удачного исхода
экспериментов первыми к технологиям приложатся военные. Косвенным тому
подтверждением также может служить тот факт, что исследования
лаборатории в Беркли финансируются не только предствитетельством по
науке при Министерстве энергетики США, но также исследовательским
отделом армии США (U.S. Army Research Office). Вполне очевидно, что
даже на данном этапе исследований даже металлические метаматериалы,
делающие невидимыми объекты в микроволновых диапазонах волн, вполне
могут вдохнуть вторую жизнь в проекты невидимых для радаров самолётов и
другой военной техники. Что говорить про возможность создания
поверхностей, невидимых для человеческого глаза, здесь у военных самое
широкое поле для практического внедрения.

Гражданские, впрочем, также могут рассчитывать на неплохие перспективы
применения невидимости, хотя, судя по темпам разработки, о настоящих
шапках-невидимках пока говорить ещё очень и очень рано.

Скорее всего, первоначально технологии невидимости будут реализованы в
виде миниатюрных устройств для технического применения, затем появятся
более крупные образцы - скорее всего, с наборной структурой, и только в
очень отдалённой перспективе можно говорить о достижении оптической
невидимости в масштабах человеческого тела, танка, дома. Тем не менее,
вряд ли кто-то сомневается в том, что из сказочных технологий
невидимость покорится раньше чем, скажем, бессмертие. В конце концов, в
случае невидимости речь идёт лишь об оттачивании и совершенствовании
технологий.

Обзор и тестирование Windows 7

Scorpion — Tue, 25 Aug 2009 08:07:21 GMT

Минимальные системные требования:

- Частота процессора: 1GHz
- Объём оперативной памяти: 1024MB RAM
- Место на жёстком диске: 16GB
- Видеоадаптер: поддержка графики DirectX 9, 128MB (для включения темы Aero)

Нами использовалась последняя на момент написания тестовая статьи версия системы (6.1.7000.0.081212-1400), которую можно загрузить с официального сайта разработчиков www.microsoft.com. Бета-релиз доступен для скачивания в виде ISO-образа DVD-диска и доступен в 32-х и 64-х битной архитектуре; также Windows 7 будет доступна в единственной версии, эквивалентной Windows Vista Ultimate. Использование данной системы ограничено во времени до 1 августа 2009 года.

Основное отличие данной версии от утекшего ранее Milestone M3 заключается в активированных функциях, которые были продемонстрированы на конференции PDC в конце прошлого года (в М3 их приходилось разблокировать при помощи сторонней утилиты).

Новшества:

- поддержка сенсорных мониторов и т.п.;
- более тесная интеграция с программами и сервисами Windows Live;
- интеграция во встроенные программы, входящие в состав операционной системы, улучшенного «Ribbon» интерфейса;
- измененная панель задач;
- новая функция управления окнами «Aero Peek»;
- динамическая смена обоев рабочего стола;
- Internet Explorer 8;
- Windows Media Player 12;
- библиотека файлов DirectX 11;
- встроенная поддержка DivX и Xvid и т.п.;
- новые возможности Windows Media Center;
- PC Safeguard - расширение учетной записи для защиты файлов и настроек;
- Problem Steps Recorder - регистрация проблемных шагов;
- поддержка унифицированного интерфейса Device Stage;
- эффективное энергосбережение;
- высокая стабильность и производительность;
- улучшение работы с SSD-накопителями путем внедрения новых ATA-команд и оптимизации файловой системы;
- поддержка 90% всего оборудования, существующего сегодня на рынке;
- высокий уровень безопасности;
- и многое другое...

Установка системы:

После загрузки образа Windows 7 вам будет необходимо записать образ на чистый DVD-диск. Для записи ISO-образа на DVD вам потребуется установить приложение для записи дисков. Установка бета-версии занимает порядка 25 минут, и это значительно быстрее средних показателей Windows Vista и Windows XP. Судя по всему, компании Microsoft удалось решить технические проблемы, вызванные громадным количеством желающих принять участие в бета-тестировании Windows 7, и наладить работу своей системы, отвечающей за генерацию ключей к бета-версии, который необходимо получить на сайте разработчика.

Также бета-версия Windows 7 поддерживает обновление (исключительно с Windows Vista SP1). Поэтому если вы планируете выполнить установку обновлением, удостоверьтесь в том, что на вашем компьютере установлена именно Windows Vista с SP1.

Работа системы:

- Интерфейс: поначалу кажется, что интерфейс неотличим от Windows Vista, но первое впечатление обманчиво - изменилось многое. Внедрены новые технологии и разработки: «Aero Peek» - новая функция управления окнами, «Ribbon» - интерфейс, которым обзавелись встроенные программы, входящие в состав операционной системы, динамическая смена обоев рабочего стола, и самое главное - изменилась панель задач, которую пользователи нарекли супербаром.

- Производительность: разработчики уверяют, что Windows 7 оптимизирована для работы даже на нетбуках, большинство из которых оснащается процессором Atom (1.6 ГГц) и гигабайтом оперативки. Тесты подтверждают, что новая операционная система и вправду грузится и работает шустрее. Установленная на SSD-диск, она уверенно обходит Vista по таким показателям, как время доступа к носителю и загрузка процессора.

- Совместимость: ранее сообщалось, что Windows 7 не будет использовать в качестве основы новое ядро MinWin для того, чтобы драйверы устройств и программы для Vista работали в новой системе, но в итоге в Windows 7 все же внедрено ядро WinMin, однако его реализации основан на разделении ядра на слои, где базовый слой суммарно занимает 30Мб, а остальной функционал остается в старых библиотеках. Для работы приложений и драйверов устройств это изменение не заметно благодаря тщательно продуманной схеме разделения функционала. Также хочется отметить то, что Windows 7 будет использовать виртуализацию для работы со всем программным обеспечением, которое создавалось предназначенным не конкретно для Windows 7 или с использованием Microsoft .NET.

На данный момент некоторые приложения несовместимы с новой операционной системой - это касается некоторых антивирусных программ, например, Panda Antivirus Pro 2009, McAfee Total Protection 2009, Dr.Web 5.0 и т.п. Надеемся, что в следующих сборках Windows 7 данные проблемы будут решены.

- Безопасность: на его смену Security Center проходит Action Center, который объединяет предупреждения по 10 существующим функциям Windows: Security Center, Problem Center, Windows Defender, Windows Update, Diagnostics, Network Access Protection, Backup and Restore, Recovery и User Account Control. Изменения в User Account Control (UAC) вызывают приятное удивление. Весьма непопулярные в Windows Vista диалоговые окна, которые появляются, к примеру, при попытке пользователя установить новое приложение, в данном случае полностью удовлетворяют поставленным задачам.

В Windows 7 входит так называемая Windows Filtering Platform (WFP). Идея в том, что сторонние производители тоже смогут воспользоваться преимуществами Microsoft Windows Firewall для своей продукции, т.е. прочие программы смогут выборочно включать или выключать элементы Windows Firewall, предоставляя Вам право выбора в использовании другого межсетевого экрана отдельно или совместного с Windows Firewall.

В Windows 7 расширена поддержка BitLocker Drive Encryption для съемных запоминающих устройств, например, флэш-накопителей и переносных жестких дисков. Это означает, что пользователи могут сохранять подверженные угрозе данные на любых запоминающих устройствах USB. Новая панель "Биометрические устройства" предполагает упрощенную настройку считывающего устройства, позволяя пользователям управлять сохранением базы данных отпечатков на компьютере и осуществлять по ним вход в Windows 7.

System Restore теперь выводит список программ, которые будут удалены или добавлены, предоставляя пользователям подробную информацию о них перед выбором точки восстановления. Появилась возможность производить резервное копирование точек восстановления и в течение более длительных промежутков времени.

- Прочие возможности: Windows 7 также будет использовать sandbox-режим, весь неуправляемый код будет запускаться в данной среде, где доступ к аппаратной части компьютера и интернету будет ограничиваться операционной системой. Доступ к низкоуровневым сокетам, равно как и прямой доступ к файловой системе, уровню абстракции от оборудования, полному доступу к адресу памяти будет запрещён. Весь доступ к внешним приложениям, файлам и протоколам будет регулироваться операционной системой и немедленно пресекаться.

Problem Steps Recorder - регистрация проблемных шагов. Эта утилита является, по сути, простым, но продвинутым инструментом для выполнения захвата экрана или снятия скриншотов. Это нечто вроде автоматизированного варианта "Print Screen", совмещенного с инструментом, который документирует все щелчки мыши, нажатия клавиш клавиатуры и собирает кое-какой технический материал, а затем сводит все это в весьма прилично выглядящий отчет в формате MHTML. Сохраненный отчет можно отправить прямиком в службу поддержки. В принципе и служба поддержки может направить пользователю, который внезапно столкнулся с проблемой, подробную инструкцию, куда нажать и в какой последовательности, чтобы устранить эту проблему.

На данный момент бета-версия Windows 7 не так безопасна, как это может показаться на первый взгляд. Большое число тестеров бета-версии заявили о том, что произошли нежелательные изменения в их mp3-файлах. Это выразилось в том, что первые секунды всех MP3-файлов были отрезаны. Причиной служит встроенный Windows Media Player 12, поврежденные которым файлы нельзя восстановить. Корпорация Microsoft уже приняла меры по устранению данной ошибки, выпущен патч, решающий данную проблему, исправление также устраняет проблемы при работе с Windows Media Center и записью DVR.

Из состава Windows 7 исключен инструмент для редактирования видео Windows Movie Maker - он перемещен в пакет программ Windows Live Essentials, наряду с такими приложениями, как Photo Gallery, Mail и Messenger. Данный пакет необходимо загружать и устанавливать отдельно.

Промежуточные результаты тестирования Windows 7, конечно же, не могут не радовать пользователей, но не стоит думать, что установка Windows 7 на ваш устаревающий компьютер заставить его летать в буквальном смысле этого слова. Это всего лишь бета-версия, поэтому к финальному релизу все может измениться в одну или иную сторону. Кроме того, не стоит забывать, что каждая конфигурация уникальна, поэтому ваши результаты не могут не отличаться.