TaiChi v0.9.0 发布，引入矩阵动态索引和更稳定的 API

Taichi（太极）0.9.0 已经发布，这是专为高性能计算机图形学设计的编程语言。该版本引进了矩阵的动态索引（实验功能）、改善了当前 API 集的稳定性...

新特性

1、矩阵的动态索引（实验功能）

之前版本的矩阵只能通过常量索引访问，导致有些操作无法执行。比如无法将向量中的最小元素钳制（clamp 运算）到 0 ：

@ti.kernel
def clamp():
    ...  # assume we have a n-d vector A
    min_index = 0
    for i in range(n):
        if A[i] < A[min_index]:
            min_index = i
    A[min_index] = 0

当然也可以利用循环展开，但这样写既不直观也不高效：

@ti.kernel
def clamp():
    ...  # assume we have a n-d vector A
    min_index = 0
    for i in ti.static(range(n)):
        if A[i] < A[min_index]:
            min_index = i
    for i in ti.static(range(n)):
        if i == min_index:
            A[i] = 0

有了这个矩阵动态索引的新特性，现在就可以平稳地运行第一段代码。此外，v0.9.0 版本添加了一个新的隐式 FEM（有限元方法）示例（），在这个例子中，为隐式时间积分构造了一个巨大的 (12 × 12) Hessian 矩阵。如果没有动态索引，整个矩阵构造循环需要展开，编译需要70秒；使用动态索引，可以应用传统的循环版本，编译时间缩短到2.5秒。

该矩阵动态索引特性可以通过设置 ti.init(dynamic_index=True) 来启用。

2、macOS 上的 Vulkan 后端

在 macOS 10.15+ 上添加对 ti.vulkan 后端的支持，现在可以在 MacBook 上运行 GGUI，运行以下 GGUI 示例：

# prerequisites: taichi >= v0.9.0 and macOS >= 10.15
# run GGUI examples
ti example fractal3d_ggui 
ti example fem128_ggui

3、与 Google Colab 的兼容性

0.9.0 版本重构了编译器实现，使 Taichi 与 Google Colab 兼容。（如果在 Google Colab 笔记本环境中运行早期版本的 Taichi ，系统会崩溃 #235）

在 Google Colab 中运行!pip install taichi以安装 Taichi 。

功能改进

1.、更稳定、更完善的 API

0.9.0 版本重新组织包结构，并弃用一些过时或内部 API ：

完整的 API 更改列表请参阅此 Google 文档 。

2、错误报告更简洁

该版本改善了错误报告的展示，在错误报告中删除了与开发人员无关的琐碎回溯，以改善调试体验。以下面这段代码为例：

import taichi as ti

ti.init()

@ti.func
def bar(a):
    a = a + 2j

@ti.kernel
def foo():
    bar(1)

foo()

0.9.0 版本之前，这段代码的错误报告如下：

[Taichi] Starting on arch=x64
Traceback (most recent call last):
  File "error.py", line 13, in 
    foo()
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 709, in wrapped
    return primal(*args, **kwargs)
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 636, in __call__
    key = self.ensure_compiled(*args)
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 627, in ensure_compiled
    self.materialize(key=key, args=args, arg_features=arg_features)
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 493, in materialize
    taichi_kernel = _ti_core.create_kernel(taichi_ast_generator,
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 488, in taichi_ast_generator
    compiled()
  File "error.py", line 11, in foo
    bar(1)
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 76, in decorated
    return fun.__call__(*args)
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 156, in __call__
    ret = self.compiled(*args)
  File "error.py", line 7, in bar
    a = a + 2j
  File "/path_to_taichi/lang/common_ops.py", line 16, in __add__
    return ti.add(self, other)
  File "/path_to_taichi/lang/ops.py", line 78, in wrapped
    return imp_foo(a, b)
  File "/path_to_taichi/lang/ops.py", line 63, in imp_foo
    return foo(x, y)
  File "/path_to_taichi/lang/ops.py", line 427, in add
    return _binary_operation(_ti_core.expr_add, _bt_ops_mod.add, a, b)
  File "/path_to_taichi/lang/ops.py", line 173, in _binary_operation
    a, b = wrap_if_not_expr(a), wrap_if_not_expr(b)
  File "/path_to_taichi/lang/ops.py", line 36, in wrap_if_not_expr
    return Expr(a) if not is_taichi_expr(a) else a
  File "/path_to_taichi/lang/expr.py", line 33, in __init__
    self.ptr = impl.make_constant_expr(arg).ptr
  File "/path_to_taichi/lang/util.py", line 196, in wrapped
    return func(*args, **kwargs)
  File "/path_to_taichi/lang/impl.py", line 414, in make_constant_expr
    raise ValueError(f'Invalid constant scalar expression: {type(val)}')
ValueError: Invalid constant scalar expression: 

在 0.9.0 版本中，其错误报告如下：

Traceback (most recent call last):
  File "/path_to_test/error.py", line 13, in 
    foo()
  File "/path_to_taichi/lang/kernel_impl.py", line 732, in wrapped
    raise type(e)('\\n' + str(e)) from None
taichi.lang.exception.TaichiTypeError: 
On line 11 of file "/path_to_test/error.py", in foo:
    bar(1)
    ^^^^^^
On line 7 of file "/path_to_test/error.py", in bar:
    a = a + 2j
        ^^^^^^
Invalid constant scalar data type: 

3、官网文档页改版

为了提高文档的可读性和用户友好性，Taichi 的文档站点已重构，并将 API 参考纳入其中。

除上述版本高光内容外，该版本还包含大量其他更新项，包含新的测试、修复、重构等，详情可在发布公告中阅览。