Переводчик на переговорах не слушает каждое слово: он ловит смысл целых фраз. Так и новый метод SBOCF не сравнивает каждый пиксель дифракционной картины с симуляцией. Он разрезает изображение на девять квадратов, как страницу на абзацы, и для каждого считает сумму яркостей. Вместо 24 649 пикселей остаётся 11 чисел: девять сумм и два поправочных коэффициента.
Эти 11 чисел моделируются дешёвыми заменителями дорогой симуляции, которые называются гауссовскими процессами. Умный поиск, как опытный переговорщик, выбирает следующий набор толщины и наклона, который обещает наибольшее улучшение. На синтетическом образце толщиной 380 Å и наклоном 1,5 мрад метод снизил ошибку в 290 раз по сравнению со старым способом, потратив всего 50 симуляций.
Переводчик, который слышит смысл целых фраз, справляется быстрее и точнее. Так и SBOCF находит толщину и наклон кристалла за 50 симуляций и помогает строить точную карту атомов. Метод уже можно применять в электронных микроскопах, а в будущем — в рентгеновской дифракции.
Число моделируемых выходов сократилось с 24 649 до 11, то есть более чем в 2000 раз, при этом итоговая ошибка уменьшилась до 290 раз. Если бы каждая симуляция занимала час, полный перебор сетки из миллиона точек занял бы 114 лет, а SBOCF справляется за 50 часов.