Graphics and Visualization pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:A K Peters Ltd

作者:Theoharis, Theoharis/ Papaioannou, Georgios/ Patrikalakis, Nicholas M.

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:

价格:1009.04元

装帧:HRD

isbn号码:9781568812748

丛书系列:

图书标签:

• 图形学
• 可视化
• 计算机图形学
• 数据可视化
• 图像处理
• 渲染
• 视觉分析
• 人机交互
• 科学计算
• 机器学习

《 Graphics and Visualization 》是一本深入探索数字图像处理、图形学算法及其在可视化领域应用的学术专著。本书旨在为读者提供一个全面的理论框架和实践指导，帮助他们理解并掌握如何创建、操纵和呈现复杂的视觉信息。 核心内容涵盖： 基础图形学理论： 几何建模： 详细阐述了点、线、面、体等基本几何元素的表示方法，包括参数化曲线（如贝塞尔曲线、B样条）和曲面（如NURBS）的数学原理和构建技术。探讨了不同几何表示（如多边形网格、隐式曲面）的优缺点及其在实际应用中的选择。 光栅化与矢量图形： 深入解析了将几何模型转化为屏幕像素的各种光栅化算法，例如Bresenham直线算法、圆画算法，以及多边形填充算法（扫描线算法、种子填充算法）。同时，也详细介绍了矢量图形的基本原理及其在二维绘图中的应用。 变换与投影： 详尽讲解了三维空间中的几何变换，包括平移、旋转、缩放，以及它们在线性代数中的矩阵表示。重点阐述了不同类型的投影，如平行投影（正交投影、斜投影）和透视投影，以及它们如何将三维场景映射到二维平面。 裁剪算法： 介绍了各种线段和多边形裁剪算法，如Cohen-Sutherland算法、Liang-Barsky算法，以及三维裁剪在视锥体内的应用。 着色与渲染技术： 光照模型： 详细讲解了全局光照和局部光照模型，包括Lambertian漫反射、Phong反射模型、Blinn-Phong模型等，并深入探讨了反射、折射、透射等光学现象的模拟。 着色技术： 阐述了逐顶点着色、逐像素着色（Phong着色）及其区别。介绍了纹理映射（二维纹理、三维纹理、立方体纹理）、凹凸映射、法线映射等技术，用于提升物体表面的细节和真实感。 高级渲染技术： 深入探讨了光线追踪（Ray Tracing）和路径追踪（Path Tracing）的原理，以及它们在模拟复杂光照效果（如全局光照、焦散、体积光）方面的强大能力。介绍了几何体渲染、体绘制（Volume Rendering）等技术，用于处理科学数据和医学图像。 阴影生成： 讲解了多种阴影生成算法，如阴影体积（Shadow Volumes）、阴影贴图（Shadow Maps），以及它们在提高场景真实感中的作用。 可视化原理与方法： 数据可视化基础： 探讨了可视化设计的基本原则，如何根据数据类型和分析目标选择合适的可视化图表（如散点图、柱状图、折线图、饼图、热力图等）。 科学可视化（SciVis）： 聚焦于对物理、生物、化学、工程等领域产生的连续或离散科学数据的可视化。介绍了点、线、面、体等元素的绘制方法，以及等值面提取（Isosurface Extraction）、切片（Slicing）、流线（Streamlines）、粒子跟踪（Particle Tracing）等技术，用于展示三维空间中的数据分布和流动特性。 信息可视化（InfoVis）： 关注于对抽象的、非物理的结构化或非结构化数据的可视化。探讨了网络图、树状图、表格、仪表盘等可视化形式，以及如何通过布局、颜色、形状等编码方式来揭示数据之间的关系和模式。 可视化评估与用户研究： 讨论了如何评估可视化系统的有效性，包括用户研究方法、认知负荷、可用性测试等。 现代图形学技术与应用： GPU编程与并行计算： 深入介绍图形处理单元（GPU）的架构及其并行计算能力，讲解了OpenGL和DirectX等图形API，以及使用着色语言（如GLSL、HLSL）进行GPU编程，以实现高效的图形渲染和计算。 实时渲染： 探讨了在游戏、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等领域实现实时交互式图形渲染的关键技术，包括层次细节（Level of Detail, LOD）、遮挡剔除（Occlusion Culling）、视锥剔除（View Frustum Culling）等优化手段。 交互式技术： 涵盖了用户在虚拟环境中的导航、选择、操纵等交互方式的设计与实现。 特定应用领域： 穿插介绍图形学和可视化技术在计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、医学成像、地理信息系统（GIS）、电影特效、游戏开发、数据分析等领域的实际应用案例。 本书的特色： 理论与实践并重： 理论部分力求严谨，算法部分提供详细的伪代码和数学推导；实践部分则通过实例展示技术细节和应用思路。 循序渐进的结构： 从基础概念到高级技术，逻辑清晰，便于不同背景的读者逐步深入。 前沿技术的覆盖： 涵盖了当前图形学和可视化领域的热点技术，为读者了解行业发展趋势提供指引。 丰富的图示与示例： 大量高质量的插图、图表和代码示例，增强了内容的易理解性和可操作性。 《 Graphics and Visualization 》适合作为计算机科学、图形学、人机交互、数据科学等相关专业的研究生教材，也是广大从事图形图像处理、游戏开发、数据可视化、虚拟现实以及对视觉计算感兴趣的工程师和研究人员的宝贵参考书。它将帮助读者构建坚实的理论基础，掌握先进的工具和技术，从而在日益重要的视觉信息处理领域做出创新性的贡献。

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我对这本书的叙事节奏感到非常惊喜，它完全颠覆了我对技术类书籍通常那种枯燥乏味的刻板印象。作者采用了非常流畅且富有启发性的笔法，将复杂的概念层层剥开，如同剥洋葱一般，让你在不知不觉中掌握了核心要义。开篇的引人入胜，它没有急于抛出晦涩的定义，而是从一个宏大的历史背景切入，迅速构建起一个引人入胜的知识框架。随后，过渡到具体的技术细节时，作者的节奏把控得恰到好处，张弛有度。当需要深入探讨时，论述详实而有力；而在需要喘息和思考时，又会穿插一些富有哲理性的思考片段，让你有时间去消化吸收。这种叙事上的“呼吸感”使得整本书读起来毫无压力，反而有一种跟随智者漫步知识迷宫的愉悦感。我发现自己很少需要回头去重读某个段落来理解上下文，这充分证明了作者在逻辑链构建上的高超技艺。这种行云流水的阅读体验，让原本可能令人望而生畏的主题变得平易近人，真正体现了“传道授业解惑”的精髓。

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这本书的深度和广度令人叹为观止，它明显不是那种浅尝辄止的入门读物，而是真正深入到了领域的核心脉络之中。我尤其欣赏作者处理那些前沿概念时所展现出的那种审慎和批判性的眼光。书中没有简单地罗列“是什么”，而是花了大量的篇幅去探讨“为什么会是这样”，以及“未来的潜力在哪里”。例如，在探讨某种新兴理论的应用时，作者不仅清晰地阐述了其数学基础，还引用了多个不同学科的案例进行横向对比，展现出极强的跨界融合能力。这种多维度的分析，极大地拓宽了我的思维边界，让我看到了这个领域在不同场景下的潜在价值和局限性。更难得的是，作者的论证逻辑链条极其坚固，每一个论点都有详实的证据或严密的推导作为支撑，让人无法反驳。读完后，我感觉自己不仅学到了知识，更重要的是，掌握了一种看待和分析问题的全新视角和工具。这本书无疑是为那些渴望达到精通境界的读者量身打造的“内功心法”。

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从人文关怀的角度来看，这本书也散发着一种独特的人文光芒，这在技术著作中是极其罕见的品质。作者似乎深知，任何工具或技术的发展，最终都是为了服务于人。因此，书中时不时会出现一些关于伦理、设计哲学甚至是人类感知局限性的深刻探讨。这些穿插在技术细节中的“留白”，引导读者思考：我们到底在创造什么？我们所使用的工具如何影响了我们对世界的认知？这种对技术背后的“人性”的关注，使得阅读过程充满了思辨的乐趣。我尤其欣赏作者在谈及某些工具的局限性时所展现出的谦逊态度，这表明作者并非是技术的狂热信徒，而是保持着一种清醒的批判者姿态。这种平衡感，让整本书的格调得到了极大的提升，使其超越了一本单纯的“How-to”指南，而成为了一部引导读者进行深度思考的智慧之作。它不仅仅教会我如何操作，更教会我如何负责任地、有思想地去运用这些强大的技术力量。

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这本书的实践指导性远超我的预期，它巧妙地在理论的云端和实践的土壤之间架设了一座坚实的桥梁。许多技术书籍往往停留在理论层面，让人读完后感觉依然是纸上谈兵，但这本书不同。它在每一个关键技术点介绍之后，都会附带详细的“实战演练”环节。这些演练并非简单的代码堆砌，而是设计精巧的案例研究，它们模拟了真实世界中可能遇到的复杂场景和棘手问题。作者在步骤分解上做得极其细致，从初始环境的搭建到最终结果的验证，每一步都清晰明确，甚至连常见的错误和调试技巧都一并囊括其中。这种“保姆式”的引导，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让初学者也能带着信心去动手实践。我亲自尝试了其中的几个案例，发现书中的指导不仅有效，而且非常具有前瞻性，所采用的方法论都是业界当前推崇的最佳实践。这本书真正做到了将“知”与“行”完美结合，是难得的工具书和教材的典范结合体。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，封面那深邃的蓝色调和抽象的几何图形交织在一起，立刻就能抓住眼球。内页的纸张质感也相当考究，摸上去光滑细腻，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。我特别喜欢它在排版上所展现出的那种严谨又富有艺术性的平衡感。每一章的标题都用了一种非常别致的衬线字体，既有学术的庄重，又不失现代感。更别提那些精美的插图和图表了，它们不仅仅是文字内容的简单佐证，本身就是独立的作品。色彩的运用大胆而精准，从柔和的渐变到高饱和度的对比色，无不透露出设计者对美学原理的深刻理解。阅读过程中，我仿佛在欣赏一本高质量的艺术画册，文字和图像完美地融合在一起，形成了一种沉浸式的体验。书中的每一个细节，从页边距的留白到章节之间的过渡，都经过了深思熟虑，体现出对读者体验的极致追求。这本书的物理形态本身就是一种对“美学”的致敬，让人爱不释手，只想把它陈列在书架的最显眼位置。

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