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出版者:人民邮电

作者:李志菁

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2006-4

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787115143525

丛书系列:

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• Z变换
• 系统分析
• 通信原理
• 控制系统
• 数字信号处理

《物理世界中的艺术之光》 本书是一部关于物理学原理如何深刻影响并塑造我们对艺术、美学和人类创造力认知的探索。它将目光投向那些常常被忽略的跨学科联系，揭示出从古希腊雕塑的黄金比例到现代数字艺术的光影表现，再到音乐的声波律动，背后都蕴藏着严谨的物理规律。 第一部分：视觉的维度——光、色与形 光的奥秘与色彩的交响： 本章深入探讨了光的本质——电磁波的传播及其与物质的相互作用。我们将从经典的光学原理出发，解析色彩是如何产生的，包括可见光谱、物体表面的反射与吸收、以及人眼感知颜色的生理机制。随后，我们将聚焦于艺术家如何巧妙运用这些原理。从文艺复兴时期画家对光影的极致追求，如何通过明暗对比营造立体感和戏剧性，到印象派画家对瞬间光色的捕捉，再到后来的色彩理论在现代绘画、摄影和电影中的应用，本书将详细分析光与色在视觉艺术中扮演的关键角色，以及艺术家如何通过对物理原理的直观理解或经验性探索，创造出震撼人心的视觉效果。我们将讨论布林克尔曼色度理论、杨格-赫姆霍兹三色理论等，并将其与具体的艺术作品进行关联。 几何的优雅与透视的魔法： 欧几里得几何学奠定了我们对空间和形状的基本认知。本书将考察几何学原理在造型艺术中的应用，从古埃及金字塔的精确比例，到古希腊雕塑的和谐构图，再到哥特式建筑的尖拱与飞扶壁如何体现对力的理解。透视法，作为几何学在绘画中的重要分支，将是本章的重点。我们将追溯其发展历程，从古代朴素的“近大远小”法则，到文艺复兴时期布鲁内莱斯基和阿尔伯蒂的科学透视体系，并深入分析一点透视、两点透视、三点透视等不同类型的透视法如何为二维画面创造出三维空间的深度感和真实感。达芬奇、拉斐尔等大师的作品将成为我们分析的范例。此外，本书还将探讨曲线、黄金分割等数学美学概念在雕塑、建筑以及现代设计中的体现。 第二部分：听觉的共振——声、波与韵律 声音的诞生与音乐的和谐： 本章将带领读者走进声音的物理世界。我们将解析声波的产生机制——振动，并理解其特性，如频率（决定音高）、振幅（决定响度）以及波形（决定音色）。共振现象，即物体在特定频率下更容易振动的特性，在乐器设计和音乐演奏中扮演着至关重要的角色。我们将探讨弦乐器的弦振动、管乐器的空气柱振动以及打击乐器的膜或固体振动，以及它们如何通过精妙的设计产生丰富多样的音色。和声学，作为音乐理论与物理学交叉的领域，将是本章的另一个核心。我们将分析音程、和弦的物理基础，以及毕达哥拉斯学派对和谐音程的数学推导，解释为什么某些音程听起来“和谐”，而另一些则“不和谐”。从古代的五声调式到现代十二平均律，我们将看到物理学原理如何影响音乐理论的演进。 声学空间与听觉体验： 音频信号在空间中的传播与反射，即声学，是影响音乐厅、歌剧院等表演场所听觉效果的关键。本章将介绍混响、回声、声学缺陷（如颤动回声）等声学现象，并分析建筑师和声学工程师如何通过设计材料、空间形态和反射面来优化声音的传播，确保观众获得最佳的听觉体验。我们将研究不同材料的吸声性能、扩散理论，以及声学测量方法在建筑设计中的应用。从古罗马圆形剧场的自然声学优势，到现代音乐厅的精密声学设计，都将是本书的讨论内容。 第三部分：动态的节奏——运动、能量与秩序 力学之舞与艺术的平衡： 物理学中的力学原理，如重力、张力、摩擦力以及惯性，在艺术创作中无处不在，尤其是在雕塑、绘画和舞蹈等领域。本书将分析艺术家如何通过对力的理解来塑造作品的动态感和稳定性。静态雕塑如何通过对重心和支撑点的巧妙处理来展现稳定与力量？动态雕塑又如何捕捉瞬间的运动之美？绘画中的构图，如S形构图、对角线构图，实际上是在引导观众的视线，创造出视觉上的流动性和节奏感，这与物理学中的运动轨迹和能量传递有异曲同工之妙。舞蹈演员的每一个动作，无论是旋转、跳跃还是平衡，都遵循着精妙的力学规律。我们将从牛顿运动定律的角度来理解这些艺术表现。 能量的流动与形式的演变： 能量是宇宙运行的根本动力。本书将探讨能量在艺术创作中的体现。例如，色彩的对比可以被视为一种视觉能量的碰撞；音乐的起伏则充满了能量的变化。热力学第二定律所描述的熵增过程，虽然听起来抽象，却也暗示着自然界从有序到无序的趋势，而艺术创作往往是对抗这种无序，追求新的秩序和美的过程。本书还将触及一些更前沿的物理学概念，如混沌理论，探讨其在艺术中的潜在影响，例如随机性、分形以及对复杂系统美的理解。 第四部分：现代视野——技术、感知与未来 数字时代的艺术革命： 随着科技的发展，物理学原理在现代艺术中的应用变得更加直接和广泛。数字图像处理、计算机图形学、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等技术，都建立在深刻的物理学理解之上，如光学、信号处理、计算能力等。本书将考察这些技术如何赋能艺术家，创作出前所未有的艺术形式，模糊了现实与虚拟的界限。我们将探讨计算机视觉、图像识别等技术在艺术装置中的应用，以及它们如何与观众互动。 感知科学与艺术的共鸣： 心理物理学，即研究物理刺激（如光、声）与主观感知（如明暗、音高）之间关系的科学，为我们理解艺术的吸引力提供了另一条路径。本书将讨论大脑如何处理视觉和听觉信息，以及这些过程如何影响我们对艺术作品的审美判断。神经美学，一个新兴的交叉领域，试图通过神经科学的研究来揭示艺术欣赏的生物学基础。我们将探讨大脑中的奖励机制、情感反应以及对模式识别的需求，如何与艺术作品的特点相互作用。 《物理世界中的艺术之光》旨在打破学科壁垒，展现物理学作为一门描述宇宙运行规律的科学，是如何以一种深刻而又富有启发性的方式，渗透到人类最古老、最普遍的创造性活动——艺术之中。通过对光、色、形、声、波、力、能量等基本物理概念的深入解析，并将其与丰富的艺术史和具体艺术作品相结合，本书将为读者提供一个全新的视角，去理解艺术的本质，感受科学与艺术之间那不可分割的和谐之美。它不仅是一本关于艺术的书，更是一本关于我们如何感知世界、理解宇宙，以及在其中创造美的探索之旅。

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这本书的章节安排透露出一种大师级的教学智慧。它不是简单地将知识点堆砌起来，而是巧妙地将分析方法与特定的系统类型结合起来进行讲解。比如，在介绍连续时间系统和离散时间系统时，作者采用了并行的结构，使得读者可以清晰地看到两者在理论上的共通之处和在实现上的差异，这种对照学习法极大地巩固了我的基础概念。更让我印象深刻的是，书中对非线性系统的处理方式，虽然篇幅相对较少，但其提出的定性分析思路，为我后续探索更前沿的控制理论打开了一扇新的窗户。它没有过度美化理论的局限性，反而坦诚地指出了当前分析工具的边界，这使得读者能够建立起更为客观和批判性的学术视角。

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初次接触这本书，最大的感受是其内容的广度和深度令人惊叹。我特别欣赏作者在处理复杂数学推导时所展现出的耐心和严谨。很多公式的推导过程，以往在其他资料中往往是一笔带过，让人云里雾里，但在这里，每一步的数学变换都被清晰地标记和解释，仿佛作者就在身边手把手地教你。这对于我这种需要通过理解推导过程才能真正内化的学习者来说，简直是福音。此外，书中穿插的工程应用案例也非常贴合实际，让那些抽象的理论不再高高在上，而是与现实世界紧密相连。比如，关于傅里叶变换的部分，作者没有停留在纯理论层面，而是联系了音频处理和图像滤波等具体场景，这极大地提升了我的学习兴趣和动力。这本书的价值，就在于它成功地架起了理论与实践之间的桥梁。

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这本书的配套资源和习题设置，是真正检验其教学质量的关键。我尝试做了几个章节后面的综合性题目，发现它们设计得极为巧妙，往往需要综合运用前几个知识点才能找到答案，绝不是简单的套用公式。这些题目真正考验了我们对核心思想的掌握程度，而不是简单的记忆力。更重要的是，习题的难度梯度把握得恰到好处，从基础巩固到挑战思维，逐步引导读者走向精通。我个人认为，光是认真完成并理解书中所有习题的解析，其收获可能就相当于参加了一门密集的短期强化课程。对于自学者而言，这种高质量的、富有启发性的练习机会，是比任何理论讲解本身都更宝贵的财富。

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这本厚重的书籍，拿在手里就有一种沉甸甸的知识感。封面设计简约大气，黑白灰的搭配显得格外专业。我本来对这个领域了解不多，抱着试一试的心态翻开，没想到被里面清晰的逻辑和深入浅出的讲解深深吸引了。作者似乎非常懂得初学者的困惑，总能在关键点上设置恰到好处的例子来辅助理解。尤其是前几章对基本概念的梳理，那种层层递进、环环相扣的感觉，让人忍不住一口气读下去。感觉自己像是在攀登一座知识的高峰，每一步都有坚实的立足点。对于想要系统构建这一学科知识体系的人来说，这本书无疑提供了一个绝佳的蓝图。它不仅仅是知识的罗列，更像是一套完整的思维导图，指导读者如何从宏观到微观地把握整个学科的脉络。那种豁然开朗的感觉，是很多同类书籍难以给予的。

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不得不说，这本书的排版和图示设计水平非常高超。在探讨时域和频域之间的转换关系时，那些精心绘制的图形和波形图，简直是教科书级别的典范。它们不仅仅是辅助阅读的插图，更是帮助理解抽象概念的核心工具。我发现，很多我原本需要花费大量时间去想象和在草稿纸上反复绘制才能理解的频谱特性，通过书中清晰的对比图，一下子就变得直观明了。而且，书中的术语定义非常精确，几乎没有歧义，这在专业书籍中是难能可贵的。这种对细节的极致追求，体现了作者和编者对读者体验的重视。阅读过程非常流畅，很少出现需要停下来反复揣摩文字意义的情况，这极大地提高了我的阅读效率，也让整个学习过程变得更加愉悦和高效。

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