计算机控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:朱玉玺 著

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:21.0

装帧:

isbn号码:9787505338616

丛书系列:

图书标签:

• 计算机控制
• 自动化
• 嵌入式系统
• 单片机
• PLC
• 控制理论
• 传感器
• 电机控制
• 工业控制
• 智能控制

图书简介：《光影炼金术：探索数字影像的深层构建与美学表达》 导论：从像素到感知——数字时代的视觉革命 在信息爆炸的今天，视觉信息占据了我们日常经验的绝对主导地位。我们生活在一个由光影、色彩和算法共同编织的数字世界中。然而，构成我们所见的一切——从高清电影、复杂的三维动画到即时通讯中的表情符号——其背后隐藏着一套精密的、跨越物理学、数学和艺术的复杂系统。《光影炼金术：探索数字影像的深层构建与美学表达》并非一本关于机器操作或工业自动化的手册，而是一部深入挖掘数字影像“灵魂”的专著。它旨在揭示那些驱动现代视觉体验的底层逻辑、核心算法以及由此衍生出的艺术可能性。 本书的立足点在于“理解”而非“操作”。它超越了简单的软件使用指南，聚焦于数字影像如何被捕获、存储、处理和最终呈现的完整生命周期。我们探讨的“控制”是关于光线、色彩空间和几何变换的精准调控，而非对物理生产线的远程指令。 第一部分：视觉的数学基础与光线的几何学 本篇是理解数字影像的基石。我们从最基础的视觉感知理论切入，探讨人类眼睛如何工作，以及这种生物学机制如何被数学模型所抽象和重构。 1. 颜色空间的拓扑结构： 我们将详细剖析色彩科学。这不是关于调色板的选择，而是关于色彩的度量和转换。从加色模型（RGB/XYZ）到减色模型（CMYK），再到感知均匀的色彩空间（如CIELAB），本书深入解析了这些空间之间的数学关系和转换矩阵。读者将理解，屏幕上的红色并非一个单一的实体，而是一个在三维空间中特定坐标点的映射。我们还将探讨色彩管理的“陷阱”，以及如何通过精确的色彩空间构建，确保跨设备的视觉一致性。 2. 几何的语言：变换与投影： 数字影像的生成离不开空间几何。本书详尽介绍了线性代数在图形学中的应用。从基本的平移、旋转、缩放（仿射变换），到更复杂的透视投影和正交投影，我们展示了如何使用矩阵运算来模拟三维世界到二维屏幕的映射过程。理解这些变换的本质，是掌握任何三维软件或渲染引擎的先决条件。我们还会探讨光线追踪（Ray Tracing）的核心数学原理——光的传播路径如何被解析为一系列方程的求解过程，以及蒙特卡罗方法在模拟复杂光照时的统计学基础。 3. 采样、量化与信息损失的艺术： 数字化的核心在于离散化。本书深入探讨了采样理论（如奈奎斯特-香农定理）在图像采集和存储中的体现。我们分析了图像压缩（如DCT在JPEG中的应用）背后的信息论基础，并讨论了量化误差如何引入“噪声”或“伪影”。这里的“控制”体现在对失真与效率之间的微妙平衡的把握。 第二部分：算法驱动的视觉构建：从二维到沉浸式体验 本部分将视线从静态的数学模型转向动态的、由算法驱动的视觉生成过程，重点关注复杂图像的合成技术。 1. 纹理映射与表面描述： 真实感的核心在于材质的模拟。本书超越了简单地“贴图”的概念，深入讲解了程序化纹理生成技术（如Perlin噪声、分形几何）如何无需传统贴图资源即可创造出无限变化的自然表面。我们还会详细解析PBR（基于物理的渲染）模型的底层框架，理解如何通过法线贴图、粗糙度贴图和环境光遮蔽等参数，来精确模拟金属、玻璃、皮肤等不同物质对光的反应。 2. 粒子系统与流体动力学可视化： 模拟自然现象是计算机图形学的终极挑战之一。本书将介绍基于物理的模拟方法，例如拉格朗日和欧拉方法在流体（水、烟雾）模拟中的应用。我们探讨的是如何通过求解偏微分方程（PDEs）来控制粒子的行为轨迹，而非简单地预设动画路径。这是一种对自然现象的“数字模仿控制”。 3. 动态范围的扩展与高动态范围成像（HDRI）： 为了捕捉和重现现实世界中极大的亮度差异，本书阐述了如何通过数据采集和渲染技术来管理超出标准显示器范围的亮度信息。从单次曝光的色调映射（Tone Mapping）到多重曝光的融合，我们揭示了如何通过算法来“压缩”或“扩展”视觉信息的动态范围，以匹配人眼的感知极限。 第三部分：后处理与感知调控：美学表达的最终阶段 影像的“炼金术”最终在后处理阶段完成，这不仅是技术环节，更是艺术风格的定调之处。 1. 卷积核与空间域滤波： 图像增强和特效的实现，本质上是运用卷积操作。本书详细分析了各种卷积核（如高斯模糊、锐化、边缘检测）的数学结构，并解释了它们如何通过在图像上“滑动”并进行加权求和，从而实现对像素邻域信息的局部控制。 2. 深度场与焦点控制： 模拟摄影机的景深效果，需要精确计算场景中不同深度的像素如何被“模糊”。本书探讨了如何利用深度缓冲区（Z-Buffer）信息，结合可变光圈函数，来生成逼真的焦外成像（Bokeh）效果。这种控制使得创作者能够引导观众的视觉焦点，增强叙事性。 3. 风格迁移与神经渲染的萌芽： 虽然不涉及具体的深度学习框架操作，但本书会介绍风格迁移背后的核心思想——如何将一个图像的内容结构与另一个图像的纹理风格分离，并通过数学优化（如损失函数最小化）进行重组。这代表了从基于规则的控制向基于数据的“学习式”控制的转变，是未来视觉技术的重要方向。 结语：超越工具的洞察 《光影炼金术》旨在为那些希望真正掌握数字视觉艺术的工程师、设计师和艺术家提供一个坚实的理论框架。它提供的不是“如何按下按钮”，而是“为什么这个按钮能产生这样的效果”。通过掌握这些底层的数学模型、几何原理和物理模拟方法，读者将能够摆脱对现有软件功能的盲目依赖，从而实现对光影、色彩和空间更为自由、更为精准的深层控制与创造。这本书是一扇通往数字影像核心逻辑的门户。

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作为一名长期关注系统安全和可靠性的研究者，我关注的重点在于控制系统如何抵御外部攻击和内部故障。我希望这本书能探讨诸如时间触发网络（TT-Ethernet）的安全隔离机制，或者如何在硬件层面对关键控制流进行监测和回滚的容错技术。特别是，面对日益增长的网络化控制趋势，如何确保控制指令在传输过程中不被篡改、不被延迟，是至关重要的议题。然而，翻阅《**计算机控制技术**》的每一页，我都感觉不到任何关于“安全加固”或“冗余设计”的深入讨论。它描绘了一个理想化、完全不受干扰的计算环境，这与现实世界中充满电磁干扰、潜在网络威胁的工业现场格格不入。这本书对控制系统的“韧性”（Resilience）问题采取了完全回避的态度，这对于任何严肃的系统设计者来说，都是一个无法接受的缺陷。

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拿到这本《**计算机控制技术**》后，我立刻翻阅了其中关于“传感器数据处理”的章节，希望能看到一些关于信号完整性和噪声抑制的先进技术。毕竟，在实际的伺服驱动或精密测量系统中，前端信号处理的质量直接决定了最终控制的精度。我期望看到的是关于如何利用数字滤波器（如卡尔曼滤波器或自适应滤波器）来估计状态变量，以及在有限的计算资源下如何平衡滤波器的阶数与计算延迟的取舍。然而，这本书对这些关键的技术细节避而不谈，反而花费了大量的篇幅来解释一些早已被广泛接受的、基础的数模转换（DAC）和模数转换（ADC）的工作原理，仿佛我们仍在上世纪八十年代的课堂上。这种对底层工程实践的漠视，使得这本书对于一个有一定经验的工程师来说，价值非常有限。它更像是一本面向非专业人士的科普读物，而不是一本能指导解决实际工程难题的技术手册。对于那些追求极致性能和高精度控制的应用场景，这本书提供的理论支撑显得苍白无力。

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这本《**计算机控制技术**》的描述吸引了我，但读完后我发现，它似乎完全没有触及到我真正期待的核心领域。我原本希望能深入了解的是那种基于嵌入式系统、实时操作系统（RTOS）层面，如何设计和实现那些低延迟、高可靠性的工业自动化控制算法。比如，在使用FreeRTOS或VxWorks进行任务调度时，如何精确处理中断优先级反转问题，以及如何通过硬件抽象层（HAL）来高效地与现场总线（如EtherCAT或Profinet）进行数据交换。这本书给我的感觉更像是停留在概念介绍和一些非常基础的数字逻辑层面，对于现代控制系统设计中至关重要的软件架构、模块化编程范式，以及如何利用FPGA或高性能SoC进行并行计算加速，几乎只字未提。我期待的是那种能让我动手搭建一个复杂反馈回路，并能优化其周期性的计算负载的书籍，而不是仅仅停留在“计算机可以控制”这个宏观论断上。那种涉及到模糊逻辑、自适应控制或模型预测控制（MPC）在实际系统中的鲁棒性验证和参数整定细节，更是完全没有涉及，让人感到非常意犹未尽。

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我对高级控制算法的仿真和验证过程非常感兴趣，尤其是那些依赖于精确时间模型的软件在环（Software-in-the-Loop, SIL）和硬件在环（Hardware-in-the-Loop, HIL）测试方法。理想情况下，我希望看到如何使用MATLAB/Simulink结合Modelica语言来构建精确的物理模型，并探讨如何将这些模型高效地移植到目标硬件平台的代码生成流程中，同时确保仿真与实际运行结果的一致性，即所谓的“代码保真度”。然而，这本书对“仿真”和“测试”的描述浅尝辄止，仿佛只要写出几行控制代码，系统就能完美运行。它缺乏对仿真环境搭建的复杂性、模型库的选择标准，以及面对非线性系统时，如何进行有效不确定性分析的实践指导。这使得它对于正在进行前沿控制系统研发的人员来说，缺乏足够的工具箱和方法论指导，更像是一本过时的教科书，停留在理论框架的搭建阶段，未能跨越到工程实现的深度。

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我一直致力于研究人机交互（HMI）在复杂工业流程监控中的应用，特别是那种需要高度直观反馈和快速诊断能力的界面设计。我认为现代控制系统的“计算机”部分，很大一部分价值就体现在如何将复杂的数学模型和实时工况转化为操作员易于理解的可视化信息。我本来是想从《**计算机控制技术**》中找到一些关于SCADA系统架构、OPC UA通信协议的实现细节，或者至少是关于高级图形库（如Qt Widgets或WebAssembly前端）与后端控制逻辑高效集成的设计思路。令我大失所望的是，全书对“界面”的描述仅仅停留在“输入数据”和“显示结果”这种极其简化的层面，完全没有探讨用户体验（UX）设计在降低误操作率和缩短故障排查时间方面的作用。这种对“控制”中“交互”环节的彻底忽略，让这本书在整个系统工程的视角下显得片面且过时，无法满足我对现代、智能化控制系统全貌的探究需求。

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