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出版者:机械工业出版社

作者:福利 编

出品人:

页数:390

译者:董士海

出版时间:2010-1-31

价格:45.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111141471

丛书系列:计算机科学丛书

图书标签:

• 图形学
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穿越时空的工匠之书：古代文明的度量衡与工程奇迹 书籍名称： 《古代文明的度量衡与工程奇迹》 内容简介： 本书带领读者进行一场穿越时空的历史探险，深入探究人类文明早期，那些伟大而令人惊叹的工程成就背后的理论基石——精确的度量衡体系以及非凡的工程技术。我们不仅仅是描绘宏伟的遗迹，更重要的是揭示支撑这些奇迹诞生的智慧、方法论与社会组织结构。 第一部分：丈量宇宙的尺：古代的度量衡体系与数学基础 在没有标准化、工业化生产工具的时代，如何保证金字塔的四面等长，如何规划灌溉系统的坡度，乃至如何分配税收？答案深藏于他们对“度量”的理解之中。 第一章：起源的尺度——人类身体与自然现象的抽象 我们将从最原始的度量单位说起：步、拃、腕尺、指节。这些基于人体生理特征的度量如何被选定为早期社会的通用标准？重点分析古埃及的“王室尺”（Royal Cubit）与美索不达米亚的“指”和“笏”的演变过程。我们考察了不同文明对时间测量的早期尝试——日晷、沙漏和水钟，以及它们如何与农业周期和宗教仪式紧密结合。 第二章：尼罗河的遗产：古埃及的几何学与土地测量 古埃及文明是测量的典范。每年尼罗河泛滥后，土地边界消失殆尽，这催生了精密的土地复丈技术。本章详述“拉绳人”（Harpedonaptai）的工作方式，他们如何利用打结的绳索构建精确的3-4-5直角三角形（勾股定理的早期应用），以及如何使用圆周率的经验近似值来计算圆形的粮仓容量和金字塔的坡度。我们剖析了《莱因德纸草书》和《莫斯科纸草书》中体现的几何学知识，揭示了这些知识在实际工程中的应用深度远超我们今日的想象。 第三章：巴比伦的星象与数字系统 与古埃及的十进制体系不同，两河流域文明（苏美尔、阿卡德、巴比伦）构建了影响深远的六十进制（Sexagesimal System）。本章探讨了这种数字系统的优势与局限，以及它如何被应用于时间和角度的划分（360度，60分，60秒）。重点分析了巴比伦泥板上记录的代数问题和二次方程的解法，这些数学工具是他们进行大规模天文观测和建筑规划的基础。我们还将比较古希腊的毕达哥拉斯学派如何从东方继承并升华了这些早期数值概念。 第二章：超越尺寸的艺术：古代工程的结构力学与材料科学 度量衡提供了“多少”的概念，而工程学则关乎“如何实现”。古代工程师必须在缺乏现代钢材、水泥和精确计算工具的情况下，对抗重力、风蚀和水流的侵蚀。 第四章：石头的艺术：采石、运输与砌筑的挑战 本书深入分析了古代世界最宏伟的石材工程。重点研究了巨石如何从遥远的采石场（如阿斯旺的方尖碑）被开凿、打磨并运输数千公里。我们详细考察了斜坡、滚木、杠杆和水运在这些过程中的协同作用。在砌筑方面，我们探究了古希腊“干砌法”的精度要求，以及罗马人如何通过控制石块之间的接触面压力来分散负载。 第五章：水的驾驭：古代水利工程的力学原理 水利是古代文明的生命线，从灌溉到城市供水，无不体现着对水动力学的深刻理解。本章细致考察了美索不达米亚的复杂灌溉网络、古埃及的提水工具（如沙杜夫和水车）的机械效率，以及罗马引水渠（Aqueducts）的宏伟设计。我们分析了引水渠坡度的设计原则——如何精确计算出仅需极小的、均匀的下降率（通常每公里几厘米），以确保水流稳定而非湍急，避免管道侵蚀或停滞。这需要对流体力学有直观但极其准确的把握。 第六章：罗马混凝土的秘密：无机粘合剂的革命 罗马人将工程学推向了一个新的高度，其核心在于波佐拉那火山灰混凝土（Pozzolana Cement）。本章致力于解构这种早期“水泥”的配方、水化过程以及其非凡的耐久性——特别是在水下环境中的固化能力（如修建港口和万神殿的巨大穹顶）。我们对比了罗马混凝土与现代波特兰水泥的化学差异，探讨了为何在罗马帝国衰落后，这一技术配方曾一度失传，以及现代考古学家如何通过逆向工程重新揭示其奥秘。 第七章：穹顶与拱券：无支撑结构的力学美学 拱券和穹顶是古代结构工程的巅峰之作。本章超越了对外观的赞叹，转而关注其内部的受力分析。我们探讨了拱券如何将垂直压力转化为水平推力，以及如何通过扶壁、飞扶壁或厚实的墙体来平衡这些推力。重点分析了万神殿（Pantheon）穹顶的结构设计，包括其由下至上的混凝土密度逐渐减小（使用轻质浮石），以及中央的“眼”（Oculus）如何减轻顶部自重并提供结构支撑的悖论性设计。我们审视了中亚和波斯的尖拱结构，以及它们如何为后世哥特式建筑的出现奠定了理论基础。 结语：失落的知识与工程的传承 本书最后总结了古代工程智慧的特点：高度依赖经验、几何直觉和等级森严的师徒传承。这种知识体系在技术迭代缓慢的古代是稳固的，但在面对新的挑战和材料时，其局限性也暴露无遗。通过对这些古代工匠心血结晶的重构与分析，我们不仅向过去的伟大创造者致敬，也为理解当代工程学中理论与实践的永恒张力提供了深刻的历史参照。这本书是对人类早期创新精神的致敬，它证明了最先进的科技，往往诞生于最朴素的观察与最坚韧的毅力之中。

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坦白说，这本书的难度曲线是陡峭的，尤其是在涉及到高级纹理映射和光线追踪基础的那几章，你必须集中全部注意力，甚至需要备好纸笔进行推导练习。但正是这种“需要努力才能掌握”的特性，让最终的收获感无比丰厚。我印象最深的是它处理抗锯齿问题的方式，作者没有简单地介绍MSAA，而是细致地讲解了超采样、后处理形态学抗锯齿（MLAA）的原理，尤其是后者，涉及到图像的梯度分析，描述得极其清晰，让人明白了为什么后处理技术能以较低的计算成本获得优秀的视觉效果。全书的语言风格在保持专业性的同时，偶尔会闪现出一种幽默感，这在技术书籍中非常难得。比如在讨论浮点精度误差时，作者用了一个非常形象的比喻，将累积误差形容为“微小的雪球滚下山坡”，这种生动的描述让枯燥的数值问题变得容易理解和记忆。这本书与其说是一本指导书，不如说是一位经验丰富的导师，他严格地要求你思考每一个细节，最终引导你迈入真正的专业领域，其价值是无法用普通阅读来衡量的。

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这本书的结构安排堪称教科书级别的典范，它没有急于求成地堆砌最新的渲染管线知识，而是极其稳健地从底层原理开始铺陈。我特别欣赏它对几何基础的详尽阐述，那些关于变换矩阵、四元数和刚体运动的章节，处理得既严谨又直观。我记得有一段讲解如何通过矩阵运算实现复杂的旋转和平移组合，作者竟然用到了一个关于“空间折叠与展开”的类比，瞬间就让那些原本需要反复计算才能领悟的内涵清晰可见。更让人惊喜的是，它对光照模型部分的讲解，从最基础的环境光、漫反射到后来的镜面反射，每一步都伴随着精确的数学推导，但作者总能在关键的转折点插入一些关于真实世界光影现象的观察，使得理论与实践的鸿沟被有效地填平。我拿它与我过去阅读的其他几本经典教材对比，这本书的优势在于其逻辑的连贯性，每一个新的章节似乎都是对前一章知识的自然延伸和深化，让人感觉学习曲线平滑而有力，绝不会有那种“知识点跳跃”的困惑感。对于任何想扎实掌握图形学核心算法的人来说，这种对基础的深度挖掘是无可替代的宝贵财富。

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这本书最让我感到震撼的，是它对图形学历史发展脉络和未来趋势的把握。在讲述现代实时渲染技术时，作者并没有陷入对特定API版本细节的纠缠，而是将注意力集中在图形学核心思想的演变上，比如从固定功能管线到可编程管线的范式转移，其背后驱动力是什么？作者给出了一个非常深刻的洞察：这是对“表达自由度”的不断追求。此外，书中对非真实感渲染（NPR）的介绍也远超我的预期，它没有将其视为一个可有可无的补充，而是将其提升到了与真实感渲染并驾齐驱的战略高度，并详细介绍了卡通渲染、水墨风格渲染的原理，这极大地拓宽了我对“计算机图形”这个领域的理解边界。读完全书的后半部分，我感觉自己不再是一个只会调API的工程师，而是一个能够从哲学层面思考视觉合成的创作者。这种超越技术细节的格局，是很多同类书籍所欠缺的，它成功地将这门技术学科提升到了艺术和科学交汇的层面。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那深邃的蓝色调配上充满几何美感的抽象图形，让人立刻感受到它蕴含的专业深度。我原本以为这会是一本枯燥乏味的技术手册，但翻开第一页后，我的疑虑便烟消云散了。作者在引言部分用一种近乎诗意的笔触，描绘了图形学这门学科如何从二维的平面跃升至三维的沉浸式体验，这种宏大的叙事视角，一下子就将读者带入了一个充满想象力的世界。尤其是对早期的光栅扫描技术和向量显示的对比分析，写得非常精妙，既有历史的厚重感，又不失对未来发展的期许。阅读过程中，我多次停下来，反复揣摩那些关于透视投影和裁剪算法的初步介绍，作者没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过一系列生动的比喻——比如“光线穿越晶状体”——来解释这些抽象概念，这种循序渐进的讲解方式，极大地降低了初学者的入门门槛。读完这部分内容，我感觉自己仿佛站在了一个广阔的数字画布前，对即将要探索的图形世界的奇妙之处充满了期待。这本书的排版也值得称赞，留白适度，图文并茂，即便是初次接触这个领域的读者，也能轻松跟随作者的思路前行，这绝非一本简单的教科书，更像是一部引领我们进入视觉魔法殿堂的“地图集”。

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我是一个更偏向于实际操作和应用开发的人，所以过去对纯理论的深度学习常常感到力不从心。然而，这本书在处理算法实现细节上的细腻程度，彻底改变了我的看法。它不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入到“怎么做”的层面。比如在讲解Bézier曲线和样条曲面插值时，书中不仅给出了控制点和公式，还非常巧妙地穿插了关于如何高效计算这些曲线的数值稳定性问题的讨论，这对于构建工业级的建模工具来说至关重要。我特别喜欢它在“可见性判定”一章中的处理方式，作者没有仅仅满足于Z-Buffer的介绍，而是深入探讨了深度排序、BSP树等不同算法在特定场景下的性能权衡和优缺点，这体现了作者深厚的工程经验。阅读这些章节时，我甚至能想象出作者在编写代码时对性能优化的每一个考量，文字间充满了代码的味道和调试的智慧。对于我这种喜欢自己动手实现算法的人来说，这本书简直就是一本带着“批注”的参考手册，它提供的不仅是知识，更是一种解决问题的思维框架。

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写的很好，比那个什么多媒体的好多了，深入浅出的讲解了图形学的基本原理和几个经典场景

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