G³周报(13)

November 27, 2025

2025   ·   G³     ·   G^3  

上周TA课上的抓拍，用Mac电脑的学生在C++开发问题上束手无策

计算机图形与渲染 (Graphics & Rendering)

  1. 基于空间哈希的光线追踪环境光遮蔽
    • 核心思想： 提出使用空间哈希作为光线追踪环境光遮蔽（RTAO）的稀疏且内存高效替代方案。
    • 实现机制： 通过基于世界坐标和表面法线的哈希函数来索引和缓存RTAO计算结果，避免传统3D纹理/体素结构的内存限制。
    • 优势： 有效减少采样噪声，在静态场景中通过缓存和重用提供稳定效果，并在包含数百万多边形的复杂场景中保持实时、无噪点的渲染性能。
    • https://interplayoflight.wordpress.com/2025/11/23/spatial-hashing-for-raytraced-ambient-occlusion/
  2. Meta AI 推出 SAM-3D：将“分割一切”能力从2D扩展至3D世界
    • 模型创新： 发布“3D分割一切”（SAM-3D）模型，将2D图像“分割一切模型”（SAM）的能力扩展到3D点云。
    • 技术核心： 利用多视图特征融合技术，将来自多个2D图像的SAM特征“提升”并聚合到3D点云，无需任何3D特定训练。
    • 性能表现： 仅通过单次点击或框选等简单交互，即可在整个3D场景中实现准确、一致的零样本（zero-shot）3D分割。
    • 意义： 为AR、VR、机器人技术和3D内容创作等领域的通用3D场景理解奠定了重要基础。
    • https://ai.meta.com/blog/sam-3d/?utm_source=twitter&utm_medium=organic_social&utm_content=video&utm_campaign=sam
  3. 从DEM到REM：地形可视化的艺术与科学
    • 基础： 地形可视化基于数字高程模型（DEM）的原始数据，通过山体阴影和分层设色等技术转化为地貌外观。
    • 高级技术： 为克服传统单向山体阴影的局限，现代制图采用多向光照、天空模型和纹理着色。
    • REM定义： “地形高程模型”（REM）是一种高级综合方法，融合了多种技术、精心设计的调色板和艺术手法，旨在创造细节丰富、兼具美感与信息量的地形图。
    • 趋势： 标志着地形制图正从纯粹的数据可视化，转向数据科学与地图设计艺术的深度融合。
    • https://geoawesome.com/from-dems-to-rems-visualizing-terrain-through-data-and-design/

人工智能与科学 (AI & Science)

  1. **DeepMind 纪录片：《思维游戏》 从棋盘到生命科学的通用人工智能之旅**
    • 视频标题： The Thinking Game Full documentary Tribeca Film Festival official selection
    • AGI 的探索与初心： 影片追溯了 DeepMind 创始人 Demis Hassabis 的历程，其核心目标是开发通用人工智能 (AGI)，并将其用作解决全球最复杂科学问题的终极工具。
    • 游戏中的重大突破：
      • 首次结合深度学习和强化学习（DQN），在 Atari 游戏中达到超人水平。
      • AlphaGo 击败人类顶尖围棋选手，引发了全球 AI 竞赛的“斯普特尼克时刻”。
      • AlphaZero 通过自我对弈在多种游戏中达到超人水平，且不含任何人类知识。
    • 现实世界应用：AlphaFold： 成功解决了生物学的“圣杯”——蛋白质折叠问题，并向全世界开放共享了 2 亿个蛋白质结构数据。
    • 伦理与责任： 强调 AGI 带来的机遇和空前风险，呼吁以谨慎和负责任的态度来管理这项技术。
    • http://www.youtube.com/watch?v=d95J8yzvjbQ
  2. 智能的过去、现在与未来：人工与生物智能的共生演化
    • 核心观点： 人工智能（如 LLMs）和生物智能的爆炸式增长都源于共生生殖（symbiogenesis）或技术共生，即多个简单计算元件并行运行，实现劳动分工，产生超个体能力。
    • 智能本质： 生命本身就是一种通用计算的体现，从最小的“恒温器”演化为能自我复制的通用计算机。
    • AI 定位： AI 并非与人类截然不同的外来竞争者，而是人类已经身处其中的、相互依存的超人实体的最新组成部分。
    • 未来展望： 持续的智能规模扩展将通过提高集体“新陈代谢”的效率，带来人类生活质量的持续改善。
    • https://www-nature-com.tudelft.idm.oclc.org/articles/d41586-025-03857-0?utm_source=x&utm_medium=social&utm_campaign=nature&linkId=19206306
  3. 加速科学研究的 AI 策略与基础设施
    • 核心对话： 呼吁围绕创建集成基础设施和制定赋能科学家的政策和资源，将 AI 集成到研究工作流程中。
    • 关键要素： 成功的关键在于用于训练 AI 模型的数据，需解决异构数据的标准化和元数据挑战，确保未来数据生来即具有可访问性和 AI 就绪性。
    • 模型趋势： 将从通用型 AI 转向结合 AI 学习能力与传统模拟的物理预测能力的专业化混合模型，并结合科学智能体（自主协调研究步骤的 AI 系统）以压缩发现时间线。
    • 基础设施与开放性： 需要一个将百亿亿次级高性能计算、专业 AI、量子计算和海量数据存储统一起来的集成计算基础设施，并倡导开源模型、标准化工具和现成可用数据。
    • 经济驱动： 战略性的公私伙伴关系是加速科学研究、放大政府基础作用的关键。
    • https://www.science.org/doi/10.1126/science.aee0605
  4. Gemini 3 提示词工程最佳实践
    • 结构化提示词： 建议使用清晰的结构（如角色、任务、上下文）和标记语言（如XML/Markdown）来组织提示词，以提高模型理解力。
    • 思维链与少样本提示： 结合“思维链”（CoT）引导模型逐步推理，并提供几个高质量的示例（Few-shot），是解决复杂问题的有效策略。
    • 精确控制输出格式： 通过明确指令要求模型以特定格式（如JSON）输出，并可提供参考模式（schema），以确保结果一致且易于应用程序解析。
    • 多模态能力： 充分利用 Gemini 支持文本、图像、视频和音频混合输入的能力，处理更复杂和多样化的任务。
    • https://www.philschmid.de/gemini-3-prompt-practices

软件开发与工程 (Software Engineering)

  1. C++23 std::stacktrace 的隐藏力量：加速调试与异常处理
    • 视频标题： The Hidden Power of C++23 std::stacktrace for Faster Debugging & Exception Handling - Erez Strauss
    • 问题核心： 解决了 C++ 开发者在 catch 块中无法得知异常被抛出时的完整函数调用序列（堆栈跟踪）的难题。
    • 解决方案： 演示了一种非侵入式方法，通过拦截 C++ 运行时环境的异常处理 ABI 函数（如 Linux 上的 __cxa_throw），在堆栈解旋（stack unwinding）发生之前捕获完整的堆栈跟踪。
    • 技术原理： 利用 LD_PRELOAD 或链接顺序优先级，替换 __cxa_throw 函数的实现，在其中注入自定义代码以捕获 std::stacktrace 对象。
    • 扩展应用： 基于此机制，可以实现设置条件调试钩子、在异常发生时进行集中化日志记录，或在程序终止时打印堆栈信息。
    • http://www.youtube.com/watch?v=dZzmtHXJN7A
  2. Vienna Entity Component System 框架简介
    • 框架特性： 这是一个使用 C++17 编写的高性能、仅需头文件的实体组件系统（ECS）库，专为游戏和模拟开发设计。
    • 优势： 针对速度和缓存友好性进行了深度优化，可实现对大量实体和组件的快速迭代，对实时应用程序至关重要。
    • 易用性： 作为纯头文件库，除了 C++ 标准库外没有任何外部依赖，极大地简化了项目集成过程。
    • 设计模式： 提供简洁直观的 API 用于管理实体、组件和系统，鼓励开发者采用数据驱动的设计模式。
    • https://github.com/hlavacs/ViennaEntityComponentSystem

工业与基础设施 (Industry & Infrastructure)

  1. 揭秘苹果的3D打印技术：它如何运作及其意义
    • 应用： 苹果公司正在为 Apple Watch Ultra 2 等产品采用“粘合剂喷射”（Binder Jetting）3D打印技术制造不锈钢部件。
    • 工作原理： 先铺上一层金属粉末，然后用喷墨式方式精确喷射液体粘合剂，逐层成型。最后通过高温烧结将金属颗粒融合成最终部件。
    • 优势： 相比传统 CNC 加工，该方法速度更快、成本更低、材料浪费极少（近乎零浪费），且能制造几何形状复杂的零件。
    • 意义： 预示着制造业的重大转变，有望推动更高效、更环保的生产方式，并可能为未来更轻薄、设计更复杂的设备铺平道路。
    • https://www.ifixit.com/News/114439/okay-so-apples-using-3d-printing-in-the-iphone-air-but-how
  2. 地面站解密：连接太空与地球的数据桥梁
    • 地面站作用： 是连接在轨卫星与地球用户的关键环节，核心任务是接收卫星通过无线电波发送的数据。
    • 通信过程： 发生在卫星飞越地面站上空时（“过境”），通过大型碟形天线接收数据。
    • 系统组成： 包括天线、收发器（发送和接收信号）以及终端（数据处理和网络连接）三大核心部分。
    • 商业模式： 随着商业航天的发展，“地面站即服务”（GSaaS）模式兴起，允许卫星运营商按需租用全球网络，降低了成本并提高了数据下行链路的效率。
    • https://geoawesome.com/eo-hub/ground-stations-explained-how-does-satellite-data-travel-from-space-to-earth/


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