The Hands-on Guide to Imaging pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Blackwell Pub

作者:Howlett, David C./ Ayers, Brian

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2004-9

价格:£ 24.99

装帧:Pap

isbn号码:9781405115513

丛书系列:

图书标签:

• 医学影像
• 影像技术
• 临床影像
• 影像诊断
• 影像学
• 医学教育
• 实践指南
• 影像设备
• 影像处理
• 放射学

《掌握影像的艺术与科学：从原理到实践的全面探索》 在信息爆炸的时代，视觉信息的传播与解析能力已成为各行各业不可或缺的核心技能。无论是科学研究、医疗诊断、艺术创作、工程设计，还是日常生活中的记录与分享，影像都扮演着至关重要的角色。然而，我们所见的影像，并非简单的“所拍即所得”。它背后蕴含着深厚的物理学原理、精密的成像技术、复杂的数据处理算法，以及充满创造力的艺术表达。 《掌握影像的艺术与科学》并非一本浅尝辄止的入门读物，而是一次深入骨髓的探索之旅。它旨在带领读者穿越影像的层层迷雾，理解其生成、捕捉、处理、分析和呈现的每一个关键环节。本书不局限于单一的成像技术或应用领域，而是从最基础的物理原理出发，逐步延展至当前前沿的成像系统与算法，力求为读者构建一个完整而系统的影像知识体系。 第一部分：影像的基石——物理原理与光学成像 要真正理解影像，就必须回归其最根本的物理基础。本部分将深入剖析光与物质的相互作用，揭示影像形成的物理机制。我们将从经典的光学理论入手，详细讲解光的传播、反射、折射、衍射和干涉等现象，这些都是理解相机、显微镜、望远镜等各类成像设备工作原理的关键。 光的本质与传播： 探索电磁波谱，了解不同波段的光（可见光、红外线、紫外线、X射线等）的特性及其在成像中的应用。我们将深入研究光的粒子性和波动性，以及光子概念在现代成像技术中的重要性。 透镜成像原理： 详细讲解凸透镜、凹透镜的成像特性，分析焦距、物距、像距、放大率等关键参数，并通过几何光学的方法推导成像公式。同时，我们将探讨复式透镜系统，揭示其如何克服单透镜的像差问题，实现更清晰、更准确的成像。 相机成像的奥秘： 从最简单的针孔相机模型开始，逐步引入镜头、光圈、快门等核心部件。我们将详细阐述光圈对景深和曝光的影响，快门速度对运动模糊和曝光的控制，以及这些参数如何协同工作，共同塑造最终的影像。 像差的理解与矫正： 任何光学系统都存在像差，如球差、色差、像散、场曲、畸变等。本部分将深入剖析各种像差的成因，以及现代光学设计如何通过优化透镜形状、材料和组合来有效减轻甚至消除这些像差，从而获得高质量的影像。 光的强度与色彩： 探讨光的亮度（强度）和颜色（波长分布）如何被感知和记录。我们将介绍不同光源的辐射特性，以及人眼对光的感知机制。 第二部分：多维度的影像捕捉——从二维到三维，从宏观到微观 本部分将跳出二维平面影像的限制，探索多元化的影像捕捉技术，涵盖从微观世界的精细观察到宏观世界的全景描绘，再到超越传统视觉维度的三维成像。 数字成像传感器： 现代影像的核心在于数字传感器。我们将深入剖析CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）这两种主流传感器的结构、工作原理、优缺点及发展趋势。重点讲解像素、量子效率、动态范围、噪声等关键性能指标。 显微成像技术： 探索肉眼无法企及的微观世界。我们将详细介绍光学显微镜（明场、暗场、相差、荧光、共聚焦等）的基本原理和应用，以及电子显微镜（透射电镜、扫描电镜）如何利用电子束成像，实现更高的分辨率。 望远成像技术： 揭示遥远宇宙的奥秘。我们将讲解不同类型的望远镜（折射式、反射式）的设计原理，以及现代天文观测中使用的各种探测器和成像技术。 全景与环绕成像： 突破传统视野限制。本部分将介绍如何通过多张图像拼接（如球形全景）或专门的鱼眼镜头来捕捉广阔的场景，以及在虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用中的重要性。 三维成像技术： 挑战二维影像的局限，捕捉空间的深度信息。我们将介绍立体成像（双目视觉）、结构光扫描、激光雷达（LiDAR）、多视角成像等技术，以及它们在机器人导航、三维建模、医学诊断等领域的应用。 非可见光成像： 拓展影像的感知范围。我们将详细介绍红外成像（热成像）、紫外成像、X射线成像、核磁共振成像（MRI）等技术，阐述它们的工作原理、探测机制以及在科学研究、工业检测、医疗诊断等方面的独特价值。 第三部分：影像的重塑与理解——处理、分析与可视化 获取影像只是第一步，如何对这些数据进行有效处理、深入分析并以易于理解的方式呈现，才是影像技术的价值所在。本部分将聚焦于影像处理的各个方面，从基础的图像增强到复杂的模式识别。 图像预处理与增强： 学习如何对原始影像进行调整，以改善其视觉质量或为后续分析做准备。我们将涵盖灰度变换、直方图均衡化、滤波（平滑、锐化）、去噪等技术。 图像分割与特征提取： 将影像分解为有意义的区域，并从中提取关键的几何和纹理特征。我们将介绍阈值分割、边缘检测、区域生长、纹理分析、颜色空间转换等方法。 图像复原与重建： 解决因成像过程中的失真（模糊、噪声、几何变形）导致的问题，并从不完整或低质量的影像中恢复出尽可能接近真实的信息。 图像识别与理解： 迈向智能化的影像应用。本部分将深入介绍机器学习和深度学习在图像识别、目标检测、图像分类、人脸识别、场景理解等方面的最新进展和核心算法。 医学影像分析： 探索影像在医疗健康领域的深度应用。我们将讲解X射线、CT、MRI、超声等医学影像的成像原理、特点，以及如何利用影像处理和分析技术进行疾病诊断、治疗监测和手术规划。 遥感影像处理： 从卫星或航空器获取的影像，揭示地球的地理、环境和气候信息。我们将介绍遥感影像的特点、校正方法、特征提取及在土地利用、环境监测、灾害评估等方面的应用。 影像可视化技术： 将复杂的影像数据转化为直观、易于理解的图形和模型。我们将介绍不同类型的可视化方法，以及它们在科学研究、数据报告和艺术创作中的应用。 第四部分：影像的融合与未来——跨领域应用与前沿探索 本部分将汇聚前述知识，展现影像技术在各个领域的广泛应用，并展望其未来的发展方向。 计算机视觉与人工智能： 探讨计算机视觉如何赋能人工智能，使机器能够“看见”并理解世界。我们将讨论自动驾驶、智能安防、机器人视觉、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等前沿领域。 影像在艺术与设计中的应用： 从数字绘画、三维建模到动画制作、电影特效，影像技术如何激发创意，改变艺术表达的方式。 科研与工业领域的影像应用： 深入探讨影像技术在材料科学、生物工程、天文观测、工业无损检测、质量控制等领域的关键作用。 新兴的成像技术与理论： 介绍如光场成像、光声成像、全息成像、计算成像等新兴技术，以及它们可能带来的颠覆性变革。 伦理与挑战： 审视影像技术发展伴随的伦理问题，如隐私保护、信息真实性、深度伪造（Deepfake）等，并探讨应对策略。 《掌握影像的艺术与科学》的目标是培养读者对影像的深刻洞察力，使其不仅能“看懂”影像，更能“用好”影像。本书将理论讲解与实际应用相结合，通过丰富的案例分析和（假设性的）实验引导，帮助读者将抽象的概念转化为具体的实践技能。无论您是希望深入了解摄影原理的爱好者，还是从事科学研究、工程开发、医疗诊断的专业人士，亦或是对视觉技术充满好奇的探索者，本书都将为您打开一扇通往影像世界的大门，助您在这片充满无限可能的领域中，发挥您的创造力和专业能力。

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