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出版者:机械工业出版社

作者:周元一

出品人:

页数:233

译者:

出版时间:2006-9

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787111197935

丛书系列:

图书标签:

• 电机控制
• 电气控制
• 电力拖动
• 自动化
• 工业控制
• 电机学
• 电路分析
• 传感器技术
• PLC
• 变频器

《光影织梦：现代影像技术的革新与未来》 一、 引言：捕捉与塑造现实的永恒追求 自人类文明的曙光初现，记录与表达的冲动便从未停歇。从洞穴壁画的粗犷符号，到古埃及象形文字的细腻描绘，再到印刷术带来的知识传播革命，人类一直在探索更有效、更深刻的方式来捕捉和传递世界。然而，真正意义上的“影像”——以光影为媒介，模拟视觉所见，并能瞬间定格、无限复制——的诞生，则要归功于近现代科学技术的飞跃。 《光影织梦》一书，并非从宏观的艺术史或哲学角度出发，而是聚焦于构成现代影像技术核心的那些科学原理、工程实现与材料创新。本书旨在揭示，那些让我们得以在荧幕上看到栩栩如生的人物、在照片中重温历史瞬间、在虚拟现实中身临其境的技术，究竟是如何运作的，又是如何一步步发展至今，并引领我们走向一个更加光影交织的未来。它将带领读者深入探究，那些我们习以为常的影像，背后蕴含着怎样的智慧与工艺。 二、 影像的物理基石：光的性质与感知 在深入探讨影像技术之前，我们首先需要理解其最根本的载体——光。本书的第一部分将详尽阐述光的物理学基础，但这并非枯燥的理论堆砌，而是紧密结合影像的产生过程。我们将详细解析： 光的波粒二象性在影像中的体现：为何光线会被不同物体吸收、反射或透射，从而形成我们看到的色彩和明暗？我们将从光的电磁波特性出发，解释颜色的光谱分布，以及人眼如何接收和解析这些光波。 光学成像原理的演进：从简易的针孔相机到复杂的透镜系统，光线如何被聚焦、折射、衍射，形成真实或虚拟的影像？本书将重点讲解各类透镜（凸透镜、凹透镜）的光学特性，它们在相机镜头、显微镜、望远镜等设备中的作用，以及这些光学元件的设计与制造所面临的挑战。 光与物质的相互作用：不同材料对光的反应截然不同，这是色彩捕捉和呈现的关键。我们将深入研究各种感光材料（如早期银盐胶片、现代CCD/CMOS传感器）的化学与物理特性，以及它们如何将光子的能量转化为可记录的信号。同时，也会探讨光在显示技术中（如LED、OLED、LCD）与发光材料的互动，解释屏幕色彩的生成机制。 这一部分的叙述将贯穿历史的脉络，从阿基米德的“暗箱”原理，到牛顿对光的色散研究，再到杨的衍射实验，每一个科学发现如何一步步铺就了影像技术的道路。 三、 从化学到数字：影像记录方式的革命 影像记录方式的演变，是人类文明史上的里程碑。本书的第二部分将重点剖析这一变革过程，从传统的化学成像到如今无处不在的数字成像： 胶片时代的辉煌与落幕：我们将详细介绍银盐感光材料的工作原理，包括卤化银晶体在光照下的化学反应，显影、定影等关键工艺。读者将了解到不同类型胶片（黑白、彩色、红外）的特性，以及它们如何满足不同拍摄需求。同时，也会回顾电影胶片、X光片等特定领域的应用，并分析胶片技术在清晰度、色彩还原、动态范围等方面的优势与局限。 数字影像的黎明与崛起：电子成像技术的出现，标志着影像记录进入了一个全新时代。本书将深入浅出地解释电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器的结构与工作原理，特别是它们如何将光信号转化为电子信号，并存储为数字数据。我们将探讨像素、分辨率、位深度、信噪比等关键参数，以及它们如何影响最终成像质量。 图像处理与压缩的智慧：数字影像的强大之处不仅在于记录，更在于其后期的处理与传播。本书将解析数字图像格式（如JPEG、PNG、TIFF）的特点，以及它们在数据压缩方面的不同策略，例如离散余弦变换（DCT）和哈夫曼编码的应用。同时，也会探讨色彩空间（如RGB、CMYK、HSV）的转换原理，以及图像增强、降噪、锐化等常用处理算法的基本思想。 这一部分的内容将力求通俗易懂，即使没有深厚的科学背景，读者也能理解这些技术的精妙之处，并体会到从“化学反应”到“比特流”的巨大跨越。 四、 影像的呈现与交互：屏幕、投影与沉浸 记录下来的影像，终究需要以某种方式呈现给观众。本书的第三部分将聚焦于现代影像的显示技术，以及它们如何创造出越来越逼真、越来越具沉浸感的视觉体验： CRT到LCD/LED/OLED的进化：从早期显像管（CRT）的工作原理，到液晶显示（LCD）中液晶分子如何控制背光，再到有机发光二极管（OLED）自发光的优势，本书将梳理不同显示技术的演进历程，分析它们在色彩表现、对比度、响应速度、能耗以及屏幕尺寸等方面的技术进步。 投影技术的空间魔力：投影仪如何将平面影像投射到巨大屏幕上？我们将介绍不同的投影技术，如DLP（数字光处理）、LCD投影，以及激光投影技术的最新进展，并分析它们在亮度、分辨率、色彩准确性以及应用场景（家庭影院、商务会议、舞台表演）上的差异。 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）的沉浸式体验：这是当前影像技术发展的前沿领域。本书将深入探讨VR/AR头显的成像原理，包括高刷新率、低延迟显示、广视角光学设计，以及头部追踪、空间感知等关键技术。我们还将解析体感交互、触觉反馈等技术如何与视觉信息相结合，构建出全新的沉浸式互动体验，并展望其在游戏、教育、医疗、设计等领域的广阔前景。 在这一部分，我们将不仅仅是介绍技术，更会探讨这些技术如何改变我们的生活方式，如何模糊现实与虚拟的界限。 五、 影像的未来展望：人工智能与光影的无限可能 正如任何一项技术都无法止步不前，影像技术也在不断向着更加智能、更加个性化、更加高效的方向发展。《光影织梦》的最后一章将把目光投向未来，探讨正在改变影像领域的新兴技术： 人工智能（AI）在影像领域的赋能：从AI驱动的图像生成（如GANs）、图像修复与增强，到AI在视频内容分析、智能剪辑、个性化推荐中的应用，AI正以前所未有的方式重塑影像的生产、处理与消费。本书将分析AI如何学习图像特征，如何理解内容，以及如何为创作者和观众带来新的可能。 光场成像与全息技术的突破：这些前沿技术有望实现真正意义上的三维立体影像，让观看者能够从不同角度观察物体，甚至“走进”影像之中。我们将介绍光场相机的工作原理，以及全息投影技术的最新进展，并探讨它们未来在电影、通信、工业设计等领域的颠覆性潜力。 高动态范围（HDR）与超高分辨率（UHD）的极致追求：更宽广的亮度范围、更丰富的色彩细节、更细腻的画面表现，HDR和UHD标准不断挑战着人眼感知的极限，为我们带来前所未有的视觉冲击。本书将解释这些技术背后的科学原理，以及它们如何通过硬件升级和内容制作来共同实现。 六、 结语：光影的边界，永不止步的探索 《光影织梦：现代影像技术的革新与未来》一书，旨在为广大科技爱好者、影像从业者，以及对世界充满好奇的读者，提供一个全面而深入的视角，去理解构成我们视觉世界的幕后英雄。它不是一本关于“如何拍摄”的指南，也不是一本“摄影器材评测”，而是试图剥开影像的表层，去探究其深层的科学原理、工程实践和技术演进。 从微观的光子到宏观的显示屏幕，从化学的反应到数字的计算，从静态的照片到动态的沉浸式体验，影像技术的发展史，就是人类不断挑战感官极限、不断拓展表达边界的历史。本书希望通过梳理这些技术脉络，激发读者对科技创新的思考，以及对未来影像可能性的无限遐想。因为，在光与影的交织中，总有新的梦想正在被编织。

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我对这本书的理论深度感到非常满意，尤其是对某些核心概念的阐述，简直可以说是一次彻底的梳理和升华。书中对于某些经典控制算法的推导过程，没有采用那种教科书式的、生硬的公式堆砌，而是加入了大量的背景铺垫和思想演变过程，这使得即便是初次接触这些复杂数学模型的读者，也能相对顺畅地跟上作者的思路。特别是关于非线性系统的分析章节，作者巧妙地引入了一些拓扑学的观点来解释系统的稳定性和混沌现象，这种跨领域的融合视角，极大地拓宽了我的认知边界。我花了好几天时间反复琢磨其中关于滑模控制的章节，发现其中对于抖振现象的抑制策略讨论得尤为深刻，提出了好几种巧妙的改进方案，相比我之前读过的几本相关著作，这里的讨论明显更加深入和具有前瞻性。如果能附带一些MATLAB/Simulink的仿真实例来验证这些理论效果，那就更具说服力了。

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这本书的教材性质非常浓厚，结构严谨，脉络清晰，非常适合作为系统学习该领域的入门读物或教学参考资料。每一章的末尾都精心设计了不同难度的习题集，这些题目设计得非常巧妙，既有检验基础知识理解程度的选择题和填空题，也有需要深入思考和计算的综合大题，覆盖面很广。更人性化的是，书后附带了一个详细的答案与解析部分，虽然我还没有完全检验其准确性，但仅仅是这个“附录”的存在，就极大地提升了自学者的学习效率和信心，避免了卡在某个小问题上寸步难行。不过，我个人认为，如果作者能在习题中明确标注出它们主要考察的是哪一种工程能力（比如是建模能力、仿真能力还是故障诊断能力），那么读者在针对性复习时会更加高效。总而言之，这是一本扎实、可靠，并且对教学和自学非常友好的经典教材典范。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那深邃的蓝色调，配上抽象的几何线条，立刻就给人一种专业而又不失现代感的印象。翻开内页，纸张的质地摸起来非常舒服，印刷的清晰度也无可挑剔，即便是那些复杂的电路图和参数表格，也标注得井井有条，细节处理得非常到位。我特意留意了目录结构，感觉编排逻辑性很强，从基础的物理原理到高级的系统集成，层层递进，像是一条精心铺设的知识阶梯。作者在引言部分就展现出了对该领域深厚的理解和严谨的治学态度，让人充满了期待。不过，我个人更关注实践应用的部分，希望能看到更多结合实际工业案例的分析，而不仅仅是纯粹的理论推导。希望接下来的内容能给我带来更多惊喜，尤其是对于那些跨学科的知识点，如果能有更直观的图示辅助理解，那就更完美了。整体来说，初印象非常积极，是一本值得细细品读的专业书籍。

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坦白说，这本书的学术价值是毋庸置疑的，但我在阅读过程中发现，它在某些与现代信息技术结合的章节处理上，略显保守和滞后。例如，在讨论现代数据采集和远程诊断模块时，内容似乎停留在十年前的通用总线协议层面，对于当前工业物联网（IIoT）中广泛使用的OPC UA、MQTT等协议的应用实例和网络安全考量，提及得非常少，或者只是泛泛而谈。在描述传感器融合技术时，更侧重于传统的卡尔曼滤波器的理论介绍，对于基于深度学习的信号去噪和状态估计方法的引入相对不足，这使得这本书在面对“智能制造”这一大背景时，显得略微缺乏应有的时代感。我期待未来的修订版能大幅加强这方面的篇幅，毕竟，未来的控制系统必然是信息物理系统（CPS）的天下，理论的探讨不能脱离最新的信息交互范式。

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这本书的阅读体验对于一个忙碌的工程师来说，简直就是一场及时的雨露。我发现它非常擅长“化繁为简”，很多我过去认为晦涩难懂的章节，经过作者的重新组织和语言润饰后，变得异常清晰易懂。举个例子，书中关于功率半导体器件的选型和散热设计的章节，不是简单地罗列参数表，而是结合了实际工作中的常见故障案例，分析了导致器件失效的根本原因，并给出了具体的预防措施和工程经验。这种“从错误中学习”的叙事方式，比起纯粹的理论讲解要来得实在得多。我尤其欣赏作者在关键概念旁标注的“工程提示”或“设计陷阱”，这些小小的侧边栏信息，往往凝结了作者多年的实践智慧，比主干内容更有价值。如果能增加一些关于新兴技术，比如宽禁带半导体在驱动电路中的应用案例，那就更贴合当前的技术前沿了。

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