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出版者:清华大学出版社

作者:杨选辉

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2005-5

价格:28.0

装帧:简裝本

isbn号码:9787302106869

丛书系列:

图书标签:

• 网页设计
• 网页制作
• 前端开发
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• 响应式设计
• 网站建设
• Web开发
• 教程

现代光学与成像技术进展 本书导言： 在人类探索未知、记录世界的漫长历程中，光无疑扮演了核心角色。从古代对光线传播的朴素观察，到伽利略将望远镜指向星空，再到二十世纪以来激光、光纤和先进探测器的发明，光学已成为现代科技的基石。本书旨在系统梳理和深入探讨当前光学与成像领域的前沿进展、关键理论框架及其在多个尖端学科中的应用，为相关领域的科研人员、工程师及高年级学生提供一份全面且富有洞察力的参考资料。我们聚焦于那些推动学科边界拓展的创新性工作，而非基础的几何光学或物理光学原理的重复阐述。 第一部分：超分辨成像与纳米光学 第一章：突破衍射极限的成像新范式 经典光学受限于光的波长，使得在亚波长尺度上的分辨成为不可能的“衍射极限”。本章深入剖析了近年来如何通过巧妙的物理机制和计算方法克服这一限制。 STED (受激发射损耗) 显微镜的最新进展： 重点讨论了不同类型“甜甜圈”光束的优化设计，以及如何通过多色联合激发和靶向分子特异性标记，实现活细胞内蛋白质动态过程的实时三维超分辨成像。探讨了如何将STED原理应用于活体动物的深层组织观察，包括光漂白问题的缓解策略。 PALM/STORM (单分子定位显微镜) 的系统优化： 详细分析了新型光开关分子（如高光稳定性、低背景噪声的染料体系）的开发，以及如何利用深度学习算法（如基于卷积神经网络的定位精度提升）来加速数据采集和重建过程，从而实现更高的信噪比和更快的成像速度。 SIM (结构光照明显微镜) 的计算提升： 探讨了超越传统傅里叶解卷积的先进重建算法，例如利用深度先验信息的模型驱动型重建方法，使得SIM在低光照条件下仍能保持出色的信噪比和轴向分辨率。 第二章：超材料与负折射率光学 超材料以其自然界不存在的电磁参数组合，彻底颠覆了传统材料对光的操控能力。 等离激元（Plasmonics）与表面等离激元极化激元（SPP）： 深入研究了金属纳米结构（如纳米天线阵列、梭形结构）与光场的耦合机制，及其在亚波长光束操控、增强非线性光学效应中的应用。重点讨论了如何设计具有特定吸收或散射特性的超表面（Metasurface）来替代笨重的传统光学元件。 完美吸收体（Perfect Absorbers）的动态调控： 分析了基于可调介质（如石墨烯、相变材料）的超材料吸收体，如何实现对吸收峰位的电学、热学或光场可控开关，这对于热光器件和电磁兼容性设计至关重要。 拓扑光学： 介绍拓扑绝缘体在光子学中的新兴应用，特别是如何利用拓扑保护的边缘态实现抗散射、单向光流的传输，为构建高可靠性的光子集成电路提供新思路。 第二部分：先进探测与量子光学成像 第三章：高灵敏度光子探测技术 成像质量的提升不仅依赖于光学系统，更依赖于探测器捕获光子的效率和精度。 单光子探测器（SPD）的突破： 详述了超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的工作原理和关键制备技术，特别是如何通过优化薄膜质量和结结构，将探测效率推向近乎量子效率的极限，以及其在近红外波段的应用拓展。对比分析了雪崩光电二极管（APD）和硅光电倍增管（SiPM）在特定应用场景下的性能优势与局限。 压缩感知成像（Compressive Sensing）： 阐述了如何结合稀疏性原理和随机测量，在远低于奈奎斯特频率的采样率下重建高质量图像。详细讨论了硬件实现（如可调谐滤波器阵列）和软件算法（如基于迭代阈值的优化算法）的最新进展。 量子增强成像： 介绍了利用量子纠缠光子对（如自发参量下转换SPDC产生的光子）进行成像的方法，特别是量子散焦成像（Ghost Imaging）在穿透散射介质或在极弱光照条件下提高信噪比的潜力。 第四章：非线性光学与高次谐波 非线性光学过程是产生新频率光源、探索物质极端状态的关键手段。 光纤中的超连续谱（Supercontinuum Generation）： 深入分析了新型光子晶体光纤（PCF）和高非线性光纤（如铋基玻璃光纤）在产生宽带光源方面的优势，探讨了如何精确控制泵浦激光特性和光纤结构，以抑制四波混频和受激拉曼散射等竞争效应。 高次谐波产生（HHG）与阿秒物理： 阐述了激光与物质相互作用中，特别是利用超强皮秒或飞秒激光脉冲轰击稀有气体或固体靶材时，产生高次谐波的物理机制。重点讨论了如何通过精确控制激光脉冲的形状（如脉冲整形技术），引导产生的谐波频谱，以实现特定波段的软X射线光源。 受激拉曼散射（SRS）与受激蒂曼散射（STS）在光谱学中的应用： 讨论了如何利用SRS/STS实现超快、高灵敏度的物质成分分析，特别是结合显微技术（如CARS显微镜），实现对活体细胞和生物组织的非标记、高分子特异性成像。 第三部分：光场调控与计算光学 第五章：空间光调制器（SLM）与动态光场合成 空间光调制器是实现可编程光场调控的核心器件。 相位和振幅调制的高效算法： 详细对比了基于迭代傅里叶变换（IFT）和基于梯度下降的优化算法在生成复杂相位图案（如涡旋光束、高阶贝塞尔光束）时的收敛速度和效率。 实时动态光场控制： 探讨了如何利用高刷新率的LCoS（硅基液晶）或MEMS（微机电系统）器件，实现对光场的毫秒级甚至微秒级快速重构，这对于高速光镊阵列、自适应光学系统至关重要。 基于深度学习的光场逆向设计： 介绍了利用神经网络来直接映射目标光场分布与所需SLM输入掩模的方法，极大地简化了复杂光场调控的设计流程。 第六章：计算成像与深度学习融合 现代成像系统越来越多地依赖于计算而不是纯粹的物理光学元件。 计算层析成像（CT）： 扩展了传统CT的概念，讨论了如何利用深度学习模型来弥补欠采样数据或低信噪比原始数据中丢失的信息，实现快速、低剂量（低曝光）的X射线或太赫兹成像。 光场相机（Light Field Camera）的后处理算法： 深入分析了如何利用光场采集到的空间和角度信息，实现高精度的深度图估计、多视角渲染以及后焦平面调整，并讨论了如何利用卷积网络增强重建图像的清晰度。 去卷积与盲反卷积技术： 重点介绍了在不知道点扩散函数（PSF）确切形式的情况下，如何利用统计先验知识和优化方法，从模糊图像中恢复清晰图像的最新进展，尤其是在恶劣大气条件或复杂散射介质中的应用。 结语： 光学与成像领域正处于一个前所未有的技术爆发期。从纳米尺度的精确操控到宏观尺度的实时监测，本书所涵盖的前沿技术——超材料、量子探测、计算光学——正在重塑科学研究与工程应用的边界。未来的研究将更加强调跨学科的融合，特别是与人工智能、新材料科学的深度结合，以期解决更具挑战性的科学难题。本书旨在激发读者对这些激动人心方向的兴趣，并为他们的深入研究奠定坚实的知识基础。

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我对技术书籍的评价标准通常非常苛刻，特别是那些号称“全能”的教程，往往在某一个关键环节会显得力不从心。然而，这本《网页设计与制作教程》在JavaScript基础应用这一块的处理方式，简直是教科书级别的典范。它没有像很多入门书籍那样，简单罗列DOM操作的方法，而是聚焦于如何利用原生JS来增强用户体验，比如实现一个流畅的轮播图切换、一个实时的表单验证器，以及如何处理异步数据请求（AJAX/Fetch API）并优雅地展示加载状态。作者在讲解闭包和作用域链时，运用了一个非常巧妙的“魔术师的帽子”的比喻，一下子就击破了我之前对这些概念的恐惧感。更重要的是，这本书没有过度依赖那些花哨的第三方库（如jQuery的早期版本），而是强调了对原生Web API的掌握。这使得我在后续学习Vue或React等现代框架时，能够迅速理解它们底层的工作原理，而不是仅仅停留在API调用的层面。这本书的深度和广度，保证了读者在完成学习后，不仅仅能“制作”一个网页，更能“构建”一个具备一定交互逻辑的Web应用雏形。

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当我翻阅这本书的目录时，最初的疑虑是它如何平衡“设计”和“制作”这两个既相关又分离的领域。设计往往偏向艺术感和直觉，而制作则要求逻辑和精确。这本书的结构巧妙地解决了这个矛盾。它似乎是故意将理论的深度分布在不同的章节中，而非集中爆发。例如，在讲到CSS Grid布局时，作者插入了一段关于“信息分层与视觉引导”的理论回顾，将抽象的设计原则具体化到代码属性的选择上。这种跨领域的知识融合，让我对前端开发有了更全面的认识——它不是孤立的编码工作，而是创意表达和技术实现的完美交汇。书中的排版和配图也极具匠心，清晰的代码块和彩色的语法高亮，使得即便是长时间的阅读也不会感到视觉疲劳。整体而言，这本书给我的感受是：它不仅仅是一本技术教程，更像是一位经验丰富、耐心细致的导师，引导着我们从零开始，系统化、专业化地迈入网页设计和开发的大门，让我对未来的学习充满了信心和期待。

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这本《网页设计与制作教程》简直是为我这种对前端开发一窍不通的新手量身定做的“救星”！我本来对那些复杂的代码和各种框架望而生畏，总觉得网页设计是那些技术大牛才能玩转的领域。然而，这本书的开篇并没有直接把我扔进晦涩难懂的HTML标签海洋，而是用一种非常亲和的方式，将网页构建的基本逻辑，比如骨架、皮肤和动态效果，用生活中的例子做了生动的比喻。我记得作者花了整整一章的篇幅来讲解CSS的层叠和优先级规则，那部分内容，市面上很多教程往往一带而过，导致我之前在其他地方学的时候总是被莫名其妙的样式覆盖搞得焦头烂额。但在这里，作者不仅细致地画出了各种选择器的生效顺序图谱，还配上了大量的“错误示范与正确修改”的对比案例，这种手把手的纠错方式，让我对样式控制的掌控感瞬间提升了一个台阶。更让我惊喜的是，它对响应式设计的介绍异常深入，从最初的`viewport`设置到后来的Flexbox和Grid布局，每一种布局方式都提供了不同设备下的实际效果截图和相应的代码块，使得我不再是死记硬背属性，而是真正理解了如何让我的设计在手机、平板和电脑上都能优雅地展现。可以说，这本书成功地将一个看似枯燥的技术学习过程，变成了一场循序渐进的“发现之旅”。

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这本书的实用性强到让我几乎可以把它当作工作手册来使用，而不是单纯的阅读材料。它最大的亮点在于其项目的实操性极强，几乎每一章节的结尾都附带了一个可以立即上手的实战项目。从最初的静态个人简历页，到后面需要用到表单验证和基本数据交互的“简易任务列表”应用，每一个步骤都清晰可循。让我印象特别深刻的是，作者在介绍如何使用版本控制工具Git时，并没有把它作为一个附加内容，而是将其嵌入到了项目开发流程中，教导读者如何进行代码提交、分支管理以及如何处理合并冲突。这一点至关重要，因为它反映了现代软件开发的工作方式。此外，书中还提供了如何将本地项目部署到实际网络空间的基础指南，虽然篇幅不长，但对于初学者来说，成功地将自己的作品公之于众的成就感是巨大的动力。这种“学以致用、即时反馈”的学习闭环设计，极大地提升了学习的效率和持久性。

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坦白说，我购买这本书的初衷其实是对网站视觉效果的提升抱有极高的期望，毕竟“网页设计”这个词听起来就充满了艺术气息。我很期待看到如何运用色彩心理学、版式布局的黄金分割，以及如何挑选和搭配最能体现品牌调性的字体。这本书在这方面的表现，可以说是超出了我原有的预期，它并没有止步于教你“如何使用工具”，而是深入到了“为何如此设计”的层面。作者花了好几章专门讨论了用户体验（UX）的设计原则，例如如何优化导航路径以减少用户的认知负荷，以及如何通过微交互（Micro-interactions）来增强用户的操作反馈。特别是关于图片和多媒体资源的优化部分，我过去总是习惯性地上传大尺寸图片，导致我的个人网站加载速度慢得令人发指。这本书详细解释了不同格式（JPEG, PNG, WebP）的适用场景，并介绍了如何利用懒加载技术，这对我网站的性能优化起到了立竿见影的作用。书中给出的设计规范和最新的无障碍设计（Accessibility）指南，也让我意识到一个好的网站不仅仅是美观，更要具备普适性。这种对“设计美学与技术实现”之间平衡的深度探讨，让我感觉自己不仅仅是在学习代码，更是在培养一种专业的设计思维。

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