Очки с градиентными линзами как способ защиты глаз от ультрафиолета

Поляризованные линзы.

Начнем с самых популярных поляризованных линз, которые нейтрализуют неприятные блики. Они созданы специально для отражения бликов света от различных поверхностей, блики сразу заставляют глаза жмуриться, что создает значительный дискомфорт и даже опасные ситуации, особенно при вождении.

Поляризованные линзы оценят в первую очередь водители и спортсмены, ведь именно в таких очках управления автомобилем, или езда, например, на велосипеде будут максимально комфортными и защищены от ослепления. Женщины, которые любят большие формы очков, также оценят комфорт в поляризационных линзах и сохранят свое лицо от морщин. Модные в этом сезоне круглые очки Dior идеальный вариант для женщины любого возраста.

Наиболее известный бренд «Polaroid» при изготовлении поляризационных линз применяет специальную технологию, защищенную патентом, когда линза состоит из различных слоев, каждый из которых отвечает за свою функцию: в результате линза на 100% защищает от опасного ультрафиолета, поглощает все блики, а также увеличивает контрастность изображения и улучшает передачу цветов. Обычные же солнцезащитные очки не справляются с бликами и ухудшают качество изображения.

Несколько слов об особенностях градиентных линз для очков

1) Встречающиеся в описании солнцезащитных очков с градиентом процентные значения используются для указания интенсивности смены оттенка. Например, 50–0% означают линзу определенного оттенка, интенсивность которого меняется от средней до минимальной, т.е. внизу она становится полностью прозрачной.

2) Наиболее популярны два типа линз градиент по цвету:

– серый, который является нейтральным и практически не искажает цветовосприятие;

– коричневый, обладающий свойством смягчения бликов.

3) Несмотря на то, что стекла градиент в очках обеспечивают 100%-ю защиту от ультрафиолетового излучения, блики и яркий солнечный свет, которые будут попадать в менее затемненные участки линз (вы ведь не робот – головой вертеть точно будете), могут все же доставлять некоторый зрительный дискомфорт.

Поэтому для длительного пребывания под интенсивными лучами солнца, например, на пляже или рыбалке, лучше дополнительно обзавестись очками с одним сплошным темным оттенком, желательно с поляризационными свойствами. Для остальных же случаев, вроде передвижения в ясный день в условиях города, где интенсивное освещение часто сменяется тенью, градиентные очки – это вполне приемлемый вариант.

Ну а подвести итог по всей вышеописанной информации можно примерно так: градиентные очки – это лучший компромисс между солнцезащитными свойствами, зрительным комфортом и стильным аксессуаром.

Почему так важно выбрать правильные линзы для очков

При покупке очков оправа важна и с точки зрения внешнего вида, и для комфорта ношения. Однако ваш выбор линз для очков оказывает влияние уже на четыре фактора: ваш внешний вид, комфорт, зрение и безопасность.

Частой ошибкой при покупке очков является недостаточное внимание, уделяемое выбору линз для очков — их материала, дизайна и покрытия. Данная статья даст вам базовые знания, необходимые для осознанного выбора линз для очков

Данная статья даст вам базовые знания, необходимые для осознанного выбора линз для очков.

Следующая информация применима ко всем линзам корректирующих очков — будь то монофокальных для исправления близорукости, дальнозоркости и/или астигматизма, или же для случаев, когда вам нужны прогрессивные линзы, бифокальные или другие мультифокальные линзы для коррекции пресбиопии.

Как отличить очки «Полароид» от подделки

Вопрос, как определить, настоящие ли очки Polaroid перед ними, волнует многих покупателей. Существует ряд параметров, по которым можно отличить, оригинал это или подделка

Рассмотрим, на что нужно обращать внимание при покупке, чтобы проверить подлинность изделия:

1. Стоимость. Очки «Полароид» от фирменного производителя имеют определенную цену. В среднем наиболее популярные модели продаются по 60-80 долларов. Если ценник на модель гораздо ниже, вероятно, Вы видите перед собой подделку.
2. Оправа. Следует внимательно рассмотреть ее и оценить внешний вид. Если она металлическая, то должна быть равномерно окрашена, без следов спаек в месте соединения дужек, иных внешних дефектов. Если оправа пластиковая, то также должна быть без неровностей и царапин.
3. Дужки. На правой на внутренней стороне должно быть отпечатано название Polaroid и логотип в виде девяти квадратиков, объединенных в ромб. На левой дужке нанесен идентификационный номер модели (по нему можно легко найти в интернете понравившуюся модель) и пометка о европейской сертификации. Это аббревиатура CE, удостоверяющая, что изделие соответствует требованиям директив и стандартов Евросоюза. Знак CE подтверждает, что продукт не является вредным для окружающей среды. Там же имеются сведения о плотности светофильтра — это фраза Filter Cat и цифра, обозначающая его величину, — от 1 до 4. Больше никаких других меток на дужках быть не должно. Однако бывают модели в тонкой металлической оправе, на которых нет маркировки — она указана отдельно в прилагающемся фирменном буклете. На широких пластиковых оправах характеристики наносятся на дужки.
4. Крепление. Все петли дужек у фирменных очков очень плотно подогнаны, даже после длительного ношения они не разбалтываются. Кроме того, можно провести небольшой тест, чтобы проверить, настоящие ли очки «Полароид» Вы приобретаете. Наденьте их на себя и проделайте активные движения: резко наклонитесь, помотайте  головой, попрыгайте. Подлинные очки никогда не упадут с лица под своим весом, а дужки должны открываться с небольшим усилием.
5. Комплектация. У оригинальных очков в комплекте должен присутствовать паспорт из 4-х страниц с информацией на нескольких языках, в том числе и на русском. На первой странице указывается наименование коллекции (кроме Core). На последующих листах отпечатан штрих-код, номер модели, инструкция, сведения о соответствии требованиям Европейской директивы.
6. Упаковка. Фирменная упаковка очков бывает как жесткой, так и мягкой (в новых моделях). Внутри жесткого чехла обязательно должна присутствовать салфетка для протирания линз.

Теория

Неоднородная линза с градиентным показателем преломления обладает показателем преломления, изменение которого зависит от координат интересующей области в среде. Согласно принципу Ферма , интеграл светового пути ( L

), взятый вдоль луча света, соединяющего любые две точки среды , является стационарным относительно его значения для любой соседней кривой, соединяющей две точки. Интеграл светового пути определяется уравнением п знак равно ж ( Икс , y , z ) {\ Displaystyle п = е (х, у, г)} L знак равно ∫ S о S п d s {\ displaystyle L = \ int _ {S_ {o}} ^ {S} n \, ds} , где n — показатель преломления,S — длина дуги кривой. Если используются декартовы координаты , это уравнение модифицируется, чтобы учесть изменение длины дуги для сферического градиента для каждого физического измерения: L знак равно ∫ S о S п ( Икс , y , z ) Икс ′ 2 + y ′ 2 + z ′ 2 d s {\ displaystyle L = \ int _ {S_ {o}} ^ {S} n (x, y, z) {\ sqrt {x ‘^ {2} + y’ ^ {2} + z ‘^ {2} }} \, ds}

где штрих соответствует d / d s.

Интеграл светового пути может качественно характеризовать путь света через линзу, так что линзу можно легко воспроизвести в будущем.

Градиент показателя преломления линз GRIN можно математически смоделировать в соответствии с используемым методом производства. Например, линзы GRIN, изготовленные из материала с показателем радиального градиента, такого как SELFOC Microlens , имеют показатель преломления, который изменяется в зависимости от:

п р знак равно п о ( 1 — А р 2 2 ) {\ displaystyle n_ {r} = n_ {o} \ left (1 — {\ frac {Ar ^ {2}} {2}} \ right)} , гдеnr — показатель преломления на расстоянииr от оптической оси ;n o — расчетный индекс на оптической оси, аA — положительная постоянная.

Рукоделие

Рукодельницам понятие «градиент» знакомо еще с одной стороны. Техника подобного плана используется в создании вещей ручной работы в стиле декупаж. Таким способом создают новые вещи под старину, или реставрируют старые: комоды, стулья, сундуки и прочее. Декупаж подразумевает нанесение узора с помощью трафарета, основой для которого служит градиент цвета, как фон.

Художники по тканям взяли на вооружение окраску таким способом для новых моделей. Платья с расцветкой градиент покорили подиумы. Моду подхватили рукодельницы – вязальщицы. Трикотажные вещи с плавным переходом цвета пользуются успехом.

Подводя итог определению «градиент», можно сказать об очень обширной области человеческой деятельности, в которой находится место этому термину. Не всегда замена синонимом «вектор» оказывается подходящей, так как вектор – это все-таки понятие функциональное, пространственное. В чем определяется общность понятия – это постепенное изменение определенной величины, субстанции, физического параметра на единицу за определенный период. В цвете – это плавный переход тона.

Сравнение с фотохромными очками

Фотохромные модели стали трендом в современной офтальмологии. Чаще используют слабовидящие личности. Светлые в помещение, быстро тонируются на улице и выступают в качестве защиты от солнца.

У двойного градиента другие функции. Линзы всегда одного цвета. Каждая модель имеет защитные покрытия, отталкивает грязь/воду, защищает от солнца.

Слабовидящим лучше выбрать фотохромные аксессуары, не нужно снимать в помещении. Градиентные в данном случае ухудшают видение, если имеется близорукость и приходится смотреть в верхнюю часть очков.

В остальных случаях рекомендуется выбирать напыление — двойной градиент.

Как появились?

Линзы с не однотонным окрашиванием появились в продаже относительно недавно, а именно в XX веке. К тому времени, когда уже были изобретены поляризационные очки, полностью защищающие от негативного воздействия УФ-лучей, к работе над аксессуаром приступили дизайнеры. Специалисты по стилю и красоте соревновались в мастерстве, пытаясь найти наиболее удобный и практичный вид. Результатом таких экспериментов стал выпуск градиента.

С момента возникновения, линзы моментально зарекомендовали себя как стильный и удобный аксессуар. Поэтому популярность таких очков стабильно держится на высоте.

Индекс рефракции

Индекс рефракции (также называемый показателем преломления) материала линзы для очков — это число, являющееся относительной мерой эффективности материала с точки зрения рефракции (преломления) света, которая зависит от того, как быстро свет проходит через материал.

Говоря конкретнее, показатель преломления материала линзы — это отношение скорости света в вакууме к скорости света в материале линзы.

Например, индекс рефракции пластика CR-39 равен 1,498, а значит, свет распространяется
через пластик CR-39 примерно на 50 процентов медленнее, чем в вакууме.

Чем выше показатель преломления материала, тем медленнее в нем распространяется свет. что приводит к большему преломлению (рефракции) лучей света. То есть, чем выше показатель преломления материала линзы, тем меньше
материала требуется для преломления света на тот же градус, чем для линзы с меньшим показателем преломления.

Другими словами, при заданной оптической силе линзы, линза, изготовленная из материала с высоким показателем
преломления, будет тоньше, чем линза, изготовленная из материала с более низким показателем преломления.

Показатель преломления материалов линз для очков составляет от 1,498 (для пластика CR-39) до 1,74 (для отдельных разновидностей пластика с высоким показателем преломления). Таким образом, при одной и той же оптической силе и дизайне линзы, линза, изготовленная из пластика CR-39 будет наиболее толстой, а линза с высоким показателем преломления в 1.74 — наиболее тонкой.

Солнцезащитные очки. Качественные линзы для надежной защиты

Солнцезащитные очки – это не летний фетиш. В первую очередь их следует рассматривать, как защиту глаз и кожи вокруг глаз от вредного действия ультрафиолетовых лучей

И не важно, какая пора года за окном. Солнце может как согреть, так и навредить при любой погоде

Именно поэтому мы говорим сегодня о постоянной защите глаз с помощью специальных очков.

Первые упоминания о солнечной оптике от солнца появились в далекие времена. Одними из первых, кто придумал защищать глаза от солнца, стали прародители эскимосов. Они делали узкие прорезы на костяных щитках, тем самым ограничивали поступление света на глаза. Много упоминаний о солнцезащитных приборах также имеются в записях древних египтян, индусов и восточных народов.

Что такое градиентные линзы для очков?

Впервые столкнувшись с проблемой подбора солнцезащитных очков, многие задаются вопросом: какими они бывают и каким стоит отдать предпочтение?

На сегодняшний день одними из самых распространенных солнцезащитных очков считаются градиентные очки.

Градиент в очках — это особенность их стекол, заключающаяся в неравномерном тонирующем напылении, цвет которого плавно переходит от темных оттенков к светлым. Более глубокие тона, заполняющие верхнюю часть линзы, ограничивают проникновение солнечного света, в то время как более светлые или прозрачные цвета позволяют детально рассматривать предметы даже при переменной облачности, в сумерках или в тени. Таким образом, градиентные линзы обеспечивают значительное снижение нагрузки на глаза и формируют равномерное распределение света.

Как выбрать и с чем носить?

Подбор очков с осветлёнными стёклами происходит аналогично выбору стандартной версии аксессуара. Необходимо примерить, определиться с оправой, и оценить насколько удобен уровень интенсивности напыления.

При подборе общего образа придётся ориентироваться в основном на форму оправы, чем на цвет линз, поскольку они универсальны для любого стиля. Более того, аксессуар актуален в любое время года, будь то знойное лето, мрачная осень или суровая зима.

При выборе формы можно руководствоваться основными принципами:

Авиаторы несут дух уверенности, бунтарства, силы и энергии. Отлично сочетаются с милитари стилем, кожаными косухами, джинсами и комбинированными платьями и купальниками.

Круглые окуляры соответствуют романтичному образу юных барышень. Подойдут задорным и весёлым персонам, а в правильном сочетании с одеждой в стиле casual даже для неформального делового общения. Кстати, именно круглая форма прекрасно сочетается с игривым разноцветным градиентом.

Массивные квадратные очки подойдут деловым и практичным обладательницам, предпочитающим мужской стиль одежды, брючные костюмы и свободный крой.

Поистине женская оправа — «кошачий глаз» перешла в категорию классики, и становится венцом выбора большинства представительниц прекрасного пола.

Эти очки дарят шарм, загадочность, идеальны в союзе с платьем, деловым костюмом или женственным сарафаном.

Градиентные очки можно смело отнести к удачным изобретениям современной моды. Они отвечают всем потребностям владельца, удобны в носке и стильные во внешнем виде.

Сравнение с фотохромными очками

Фотохромные модели стали трендом в современной офтальмологии. Чаще используют слабовидящие личности. Светлые в помещение, быстро тонируются на улице и выступают в качестве защиты от солнца.

У двойного градиента другие функции. Линзы всегда одного цвета. Каждая модель имеет защитные покрытия, отталкивает грязь/воду, защищает от солнца.

Слабовидящим лучше выбрать фотохромные аксессуары, не нужно снимать в помещении. Градиентные в данном случае ухудшают видение, если имеется близорукость и приходится смотреть в верхнюю часть очков.

В остальных случаях рекомендуется выбирать напыление — двойной градиент.

Влияние имиджевых очков на зрение

Считается, что очки без диоптрий не наносят вреда здоровью глаз, однако это распространяется далеко не на все разновидности такой оптики. Очки, предназначенные для работы за компьютером, действительно не мешают зрительной способности, даже наоборот — предотвращают появление усталости.

Другие же вызывают постепенное привыкание глаз к видимости окружающего мира сквозь дополнительную преграду. Человек оказывается вынужден поворачивать голову в том направлении, куда ему нужно посмотреть — таким образом снижается острота бокового зрения. На стеклах повседневных очков со временем появляются царапины, отрицательно сказывающиеся на здоровье глаз, именно поэтому имиджевые очки не рекомендуется носить в постоянном режиме.

Принцип действия очков-тренажеров

Всплеск интереса к очкам, имеющим отверстия, стал заметен с конца прошлого века. А вот первые массовые образцы очков для коррекции зрения, которыми пытались пользоваться в повседневной жизни, появились еще в XIX столетии. Пожалуй, новаторами и пионерами в использовании очков-тренажеров можно назвать жителей Азии — в Тибете монахи часто покрывали глаза специальными пластинами с отверстиями.

Корректирующие очки с дырочками имеют некоторые модификации, отличающиеся друг от друга. Мы рассмотрим модель, главное отличительное свойств которой — перфорация, а если говорить простым языком: дырочки.

Изменение количества света, поступающего в глаза, позволяет достигать нескольких целей. Во-первых, благодаря равномерному распределению нагрузки значительно расслабляются глазные мышцы. Во-вторых, повышается резкость и четкость рассматриваемого объекта. Кроме того, при использовании улучшается общее психологическое состояние, поскольку человек испытывает определенное улучшение зрения.

Пользоваться очками можно уже со школьного возраста. Чтобы результат был ощутимым, для ношения в первую очередь назначаются очки, имеющие  цилиндрические отверстия. Затем, после 1-2 месяцев использования, рекомендуется применение тренажеров с конусообразной перфорацией.

Как правило, все очки для тренировки зрения обладают одинаковыми функциями. Эффект от той или иной модели и инструкция по использованию, независимо от производителя, будут схожи. Исключение составляют случаи, когда конструкция собрана в принципе некачественно, и это надо проверять непосредственно перед покупкой.

Показания к применению

С помощью перфорационных очков можно предотвратить появления ряда диагнозов, снизить скорость их развития и обеспечить стабилизацию зрения.

Показания к ношению очков с дырочками:

• интенсивные нагрузки на глазной аппарат — в случае длительной работы перед экраном, с бумагами, мелкими предметами, а также после чтения или шитья;
• миопия, гиперметропия, астигматизм — для кратковременной коррекции и предотвращения прогрессирования;
• начальные стадии помутнения оптических сред глаза — роговицы и других;  
• пресбиопия и астенопия;
• спазмы и иные заболевания аккомодации;
• послеоперационный период — для тренировки глаз.

Сравнение с фотохромными очками

Фотохромные модели стали трендом в современной офтальмологии. Чаще используют слабовидящие личности. Светлые в помещение, быстро тонируются на улице и выступают в качестве защиты от солнца.

У двойного градиента другие функции. Линзы всегда одного цвета. Каждая модель имеет защитные покрытия, отталкивает грязь/воду, защищает от солнца.

Слабовидящим лучше выбрать фотохромные аксессуары, не нужно снимать в помещении. Градиентные в данном случае ухудшают видение, если имеется близорукость и приходится смотреть в верхнюю часть очков.

В остальных случаях рекомендуется выбирать напыление — двойной градиент.

Материалы линз для очков — особенности и преимущества

Стеклянные линзы

На заре коррекции зрения все линзы для очков делались из стекла.

И хотя стеклянные линзы обеспечивают исключительные оптические качества, они тяжелы и легко ломаются, потенциально с риском серьезного повреждения или даже потери глаза. По этой причине стеклянные линзы для очков больше не применяются так широко.

Пластиковые линзы

В 1947 году калифорнийский производитель Armorlite Lens Company представил первые легкие пластиковые линзы для очков. Эти линзы были сделаны из полимера под названием CR-39, аббревиатуры от «Columbia Resin 39», потому что это была 39-я по счету формула пластика термического отверждения, разработанная компанией PPG Industries в начале 1940-х годов.

Из-за небольшого веса (примерно вдвое меньше, чем у стеклянных), низкой цены и превосходных оптических качеств, пластик
CR-39 и сегодня остается популярным материалом для изготовления линз для очков.

Поликарбонатные линзы

В начале 1970-х компания Gentex Corporation представила первые поликарбонатные линзы для защитных очков. Позднее, в 70-х и 80-х, поликарбонатные линзы постепенно набрали популярность, которую сохраняют и сегодня.

Изначально разработанный для производства щитков авиационных шлемов ВВС США, «пуленепробиваемого стекла» для применения в банках и для других нужд безопасности, поликарбонат легче и значительно более устойчив к ударным воздействиям, чем пластик CR-39, что делает его более предпочтительным материалом для детских, защитных и спортивных очков.

Более современный и легкий материал для изготовления линз для очков с похожими на поликарбонат защитными свойствами называется Trivex (PPG Industries) был представлен на рынке очковой оптики в 2001 году. Потенциальное преимущество Trivex с точки зрения комфорта для зрения — более высокое значение числа Аббе (см. ниже).

Линзы с высоким показателем преломления

В последние 20 лет, в ответ на спрос на более тонкие и легкие
очки, ряд производителей линз представили линзы с высоким показателем преломления. Эти линзы тоньше и легче, чем линзы, изготовленные из пластика CR-39, поскольку имеют более высокий индекс рефракции (см. ниже), а также могут обладать более низкой относительной плотностью.

Перечислим популярные материалы линз для очков, упорядоченные по показателю преломления и толщине линзы (позволяющим довольно точно судить об их цене). За исключением крона, или кронгласа, все линзы пластиковые.

Материал линз

Материал линз	Индекс рефракции (коэффициент преломления)	Число Аббе	Ключевые особенности и преимущества
Пластик с высоким коэффициентом преломления	1.70 to 1.74	36 (1.70) 33 (1.74)	Самые тонкие линзы из имеющихся. Блокируют 100% ультрафиолетовых лучей. Легкие.
Пластик с высоким коэффициентом преломления	1,60 to 1,67	36 (1.60) 32 (1.67)	Тонкие и легкие. Блокируют 100% ультрафиолетовых лучей. Дешевле, чем линзы с высоким коэффициентом преломления 1,70–1,74.
Трибридные	1,60	41	Тонкие и легкие. Значительно более устойчивы к воздействиям, чем линзы из пластика CR-39 или пластика с высоким коэффициентом преломления (за исключением линз из поликарбоната и Trivex). Более высокое значение числа Аббе по сравнению с поликарбонатными. Недостаток: Недостаточно широкий выбор дизайна линз.
Поликарбонатные	1,586	30	Высокая устойчивость к воздействиям. Блокируют 100% ультрафиолетовых лучей. Легче, чем линзы с высоким показателем преломления.
Trivex	1,54	45	Высокая устойчивость к воздействиям. Блокируют 100% ультрафиолетовых лучей. Более высокое значение числа Аббе по сравнению с поликарбонатными. Самый легкий материал линз из имеющихся.
Пластик CR-39	1,498	58	Превосходные оптические характеристики. Низкая стоимость. Недостаток: толщина.
Кронглас	1,523	59	Превосходные оптические характеристики. Низкая стоимость. Недостатки: тяжелый, хрупкий.

Виды имиджевых очков

Существует огромный ассортимент моделей очков такого типа. Они могут различаться в зависимости от материала, из которого состоят линзы или оправа, их формы, цвета или степени воздействия солнечного излучения.

Самыми распространенными среди аксессуаров для имиджа считаются прозрачные фотохромные очки (или хамелеоны).

При попадании на их поверхность солнечных лучей они значительно затемняются, препятствуя их проникновению. Кроме того, в последнее время заметна тенденция к использованию изделий, имеющих защитное напыление на стеклах. Такой вид оптики не искажает цветовую гамму и способен снижать воздействие компьютерного излучения при длительной работе у монитора.

Как отличить очки Polaroid от подделки: тест на поляризацию

Главное преимущество очков с поляризацией— защита глаз от вредных ультрафиолетовых лучей, а также от бликов и засветов. Не зря их часто выбирают водители, которые долгое врем вынуждены находится за рулем автомобиля. Как провести тест на проверку поляризации?

Существует несколько простых способов. Первый — поверните очки «Полароид» на 90 градусов к включенному жидкокристаллическому дисплею. Изображение на экране при этом должно потемнеть (степень затемнения зависит от степени Filter Cat — фильтра светопропускаемости).

Если же ничего не изменится и картинка останется по-прежнему яркой, то очки не содержат поляризационный фильтр.

Второй способ — проверка при помощи специального теста. В салоне или фирменном магазине должна быть установлена картинка для проверки фильтра. Чаще всего на ней изображен рыбак с удочкой. Если на изображение смотреть без очков, то крючок пустой, а если через очки с поляризационным фильтром — на крючке становится видна рыба. Соответственно, в обычных очках она заметна не будет. Еще один способ определить, действительно ли очки имеют поляризацию, — посмотреть в них на какой-либо бликующий предмет (например, витринное стекло). При наличии фильтра блики исчезнут.

Располагаем градиентный фильтр правильно

Важно помнить, что положение градиентного фильтра (выше-ниже) создаёт или разрушает фотографию. Что может быть проще случая, когда напротив вас в снимаемой сцене ровная линия горизонта? Однако, тематические сайты и издания полны пейзажами, на которых видна граница между «затемняющей» и прозрачной частями градиентного фильтра

Права на изображение принадлежат Дэвиду Клэппу (David Clapp)

На фотографии выше видно, что градиентный фильтр с «быстрым» переходом, поглощающий свет на 8 EV (прим. переводчика – другими словами, через «затемняющую» часть фильтра проходит в 16 раз меньше света, чем через прозрачную), установлен слишком низко. К тому же, линия перехода наклонена в кадре относительно линии горизонта.

Права на изображение принадлежат Дэвиду Клэппу (David Clapp)

Снимок выше той же сцены демонстрирует правильное положение градиентного фильтра. Последний поглощает свет лишь от полоски неба, не «заползая» на нижнюю часть кадра.

Использование градиентного спуска

Что ж, вот и всё. Это всё, что нужно знать про градиентный спуск. Давайте подытожим всё в псевдокоде.

Примечание: Весы здесь представлены в векторах. В более крупных моделях они, наверное, будут матрицами.

От i = 0 до «количество примеров обучения»

1. Вычислите градиент функции потерь для i-го примера обучения по каждому весу и смещению. Теперь у вас есть вектор, который полон градиентами для каждого веса и переменной, содержащей градиент смещения.

2. Добавьте градиенты весов, вычисленные для отдельного аккумулятивного вектора, который после того, как вы выполнили итерацию по каждому учебному примеру, должен содержать сумму градиентов каждого веса за несколько итераций.

3. Подобно ситуации с весами, добавьте градиент смещения к аккумулятивной переменной.

Теперь, ПОСЛЕ перебирания всех примеров обучения, выполните следующие действия:

1. Поделите аккумулятивные переменные весов и смещения на количество примеров обучения. Это даст нам средние градиенты для всех весов и средний градиент для смещения. Будем называть их обновленными аккумуляторами (ОА).

2. Затем, используя приведенную ниже формулу, обновите все веса и смещение. Вместо dJ / dTheta-j вы будете подставлять ОА (обновленный аккумулятор) для весов и ОА для смещения. Проделайте то же самое для смещения.

Это была только одна итерация градиентного спуска.

Повторите этот процесс от начала до конца для некоторого количества итераций. Это означает, что для 1-й итерации ГС вы перебираете все примеры обучения, вычисляете градиенты, потом обновляете веса и смещения. Затем вы проделываете это для некоторого количества итераций ГС.

Различные типы градиентного спуска

Существует 3 варианта градиентного спуска:

1. Мini-batch: тут вместо перебирания всех примеров обучения и с каждой итерацией, выполняющей вычисления только на одном примере обучения, мы обрабатываем n учебных примеров сразу. Этот выбор хорош для очень больших наборов данных.

2. Стохастический градиентный спуск: в этом случае вместо использования и зацикливания на каждом примере обучения, мы ПРОСТО ИСПОЛЬЗУЕМ ОДИН РАЗ. Есть несколько вещей замечаний:

• С каждой итерацией ГС вам нужно перемешать набор обучения и выбрать случайный пример обучения.
• Поскольку вы используете только один пример обучения, ваш путь к локальным минимумам будет очень шумным, как у пьяного человека, который много выпил.

3. Серия ГС: это то, о чем написано в предыдущих разделах. Цикл на каждом примере обучения.

Картинка, сравнивающая 3 попадания в локальные минимумы

Пример кода на python

Применимо к cерии ГС, так будет выглядеть блок учебного кода на Python.

def train(X, y, W, B, alpha, max_iters): »’ Performs GD on all training examples, X: Training data set, y: Labels for training data, W: Weights vector, B: Bias variable, alpha: The learning rate, max_iters: Maximum GD iterations. »’ dW = 0 # Weights gradient accumulator dB = 0 # Bias gradient accumulator m = X.shape # No. of training examples for i in range(max_iters): dW = 0 # Reseting the accumulators dB = 0 for j in range(m): # 1. Iterate over all examples, # 2. Compute gradients of the weights and biases in w_grad and b_grad, # 3. Update dW by adding w_grad and dB by adding b_grad, W = W — alpha * (dW / m) # Update the weights B = B — alpha * (dB / m) # Update the bias return W, B # Return the updated weights and bias.

Вот и всё. Теперь вы должны хорошо понимать, что такое метод градиентного спуска.