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出版者:黑龙江科学技术出版社

作者:鲁大海编

出品人:

页数:175

译者:

出版时间:1999-3-1

价格:68元

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丛书系列:

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• 电脑绘图
• 图像处理
• 设计软件
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• 数字艺术
• 平面设计
• 视觉效果
• 图像编辑

《编码的炼金术：数字时代的符号与结构》 书籍简介 在信息爆炸的时代，我们对“图像”的理解早已超越了画布与颜料的范畴。它们无处不在：从智能手机屏幕上流动的界面，到深空望远镜捕捉到的宇宙尘埃，再到基因测序图谱中隐藏的生命奥秘。然而，这一切视觉奇观的背后，是严谨的逻辑、精妙的数学模型，以及对人类感知系统深刻的洞察。 《编码的炼金术：数字时代的符号与结构》并非一本关于如何操作特定软件工具的书籍，而是一次深入人类认知与信息构建核心的智力探险。它致力于剖析我们如何将三维世界的复杂性、光影的微妙变化，乃至抽象的概念，成功地转化为机器可以理解并重现的二进制代码，并最终以视觉形式呈现在我们面前。 第一部分：感知的底层代码——从视网膜到像素 本书的开篇，将带领读者穿越人眼这台最古老的“图像采集器”。我们将探讨视觉生理学如何影响了数字图像的标准建立。为什么RGB（红绿蓝）模型成为主流？这些颜色是如何被大脑“解码”并重构出完整的色谱体验的？这部分内容将详细阐述采样、量化等基础概念，它们是所有数字图像处理的基石。我们不仅会审视奈奎斯特-香农采样定理在实际应用中的局限与突破，还会深入研究人眼对不同空间频率的敏感度差异，解释为何 JPEG 压缩能高效地“欺骗”我们的视觉系统，从而在文件大小和视觉保真度之间找到微妙的平衡点。 第二部分：数学的雕刻刀——几何与透视的数字化重构 数字世界本质上是数学的。本章聚焦于如何用精确的代数方程来描述和操纵空间关系。我们将详细解析线性代数在图形学中的核心地位——向量、矩阵与变换。读者将学习到，一次复杂的旋转、缩放或平移操作，在底层不过是一系列矩阵乘法。 更进一步，我们将深入探讨投影几何。从古典绘画中的单点透视到计算机图形学中至关重要的透视投影和正交投影，我们解析了如何将无限的真实世界映射到有限的屏幕空间。特别地，本书将详尽介绍齐次坐标系的引入如何极大地简化了三维图形中的变换流程，实现了从模型空间到世界空间，再到视点空间和屏幕空间的无缝转换。这部分内容会避免使用花哨的视觉效果，而是专注于推导过程和公式背后的逻辑意图。 第三部分：光的模拟与物质的质感——渲染方程的哲学 如果说几何是骨架，那么光照模型就是赋予图像生命的血液。本部分是本书最具深度和挑战性的章节之一。我们不再停留在基础的 Lambertian（漫反射）模型，而是要直面渲染方程（The Rendering Equation）的数学本质。 读者将跟随作者的步伐，理解什么是辐射度（Radiosity），以及如何通过蒙特卡洛积分（Monte Carlo Integration）来逼近一个场景中光线的复杂行为。我们将探讨次表面散射（Subsurface Scattering，模拟皮肤、蜡烛或玉石的半透明质感）、各向异性高光（Anisotropic Specular，如拉丝金属的表面效果），以及环境光遮蔽（Ambient Occlusion）如何增强场景的深度感。本书不会提供任何预设的材质参数，而是旨在阐明一个原理：光线如何从光源发出，与物质表面发生作用，最终到达观察者的眼睛，以及我们如何用计算方法来模拟这一物理过程。 第四部分：时序的编织——从静态到动态的结构解析 当我们赋予图像时间维度时，运动的错觉便产生了。这部分内容探讨了动态影像的底层逻辑，特别是关键帧插值（Interpolation）和骨骼动画（Skeletal Animation）的数学基础。 我们将分析样条曲线（如 Bézier 曲线和 B-splines）在平滑过渡中的作用，以及它们如何保证动画轨迹的自然流畅。在运动捕捉（Mocap）数据处理中，如何利用逆运动学（Inverse Kinematics, IK）来解决复杂的关节约束问题，从而让虚拟角色做出符合物理逻辑的动作。这部分强调的不是动画制作，而是控制和驱动这些运动的数学模型和算法结构。 第五部分：信息的压缩与失真——信息论的视角 数字图像的广泛应用离不开高效的存储和传输。本书将从信息论的角度审视图像压缩技术。我们不仅仅讨论有损与无损的区别，更会深入探讨傅里叶变换和小波变换（Wavelet Transform）在图像数据中的应用。 读者将了解到，为何这些数学工具能够有效地将图像信息分解为不同频率的成分，从而使得我们可以更精细地决定哪些信息可以被丢弃而对人眼影响最小。这是一种对信息冗余的深度挖掘，旨在揭示信息论如何指导我们高效地编码视觉世界。 结语：超越表象的构建者 《编码的炼金术》是一部献给所有对信息结构、视觉认知以及计算美学抱有深刻好奇心的读者的著作。它要求读者具备对数学原理的耐心，但回报是构建任何数字视觉系统的能力——无论是模拟一个逼真的光线场景，设计一个高效的用户界面，还是理解医学扫描图像背后的数据结构。它旨在培养一种“结构性思维”，让你看到屏幕上跳动的像素背后，是严密、优雅且充满创造性的数学框架在发挥作用。这本书将你从一个图像的使用者，提升为一个数字世界的真正构建者。

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我花了将近一个月的时间，才勉强读完这本书的前半部分，这并非因为内容冗长，而是因为其中蕴含的思考深度，迫使我不得不放慢脚步，反复咀嚼。书中有一块关于“叙事性渲染”的论述，给我留下了极其深刻的印象。作者探讨的不是如何把东西做得逼真，而是如何通过光线、景深和色彩情绪，去“讲述一个故事”，去引导观众的注意力，甚至去暗示角色的内心状态。例如，他对比了两种处理夜晚场景的方式：一种是用高对比度的霓虹灯强调城市的喧嚣与疏离感，另一种则是用柔和的月光和环境光烘托出一种宁静甚至略带忧伤的氛围。这种对“情感植入”的关注，让这本书立刻超越了普通的技术指南的范畴，上升到了媒介理论的高度。它教会我，每一次按下渲染按钮，都不是一个技术操作，而是一种表达意图的选择。这种对深层含义的挖掘，让这本书的价值远超其售价，它培养的是一种观察世界和运用工具的底层思维模式，而非浮于表面的技巧集合。

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初次接触这类主题，我总担心自己会因为基础薄弱而寸步难行，但这本书的叙事节奏和内容组织，简直是为零基础的学习者量身定做的“领航图”。它没有急于展示那些炫目复杂的最终效果，而是像一位和蔼的导师，耐心地从最基础的“点、线、面”开始，层层递进，构建起完整的知识体系。尤其是对光影处理那一章节的描写，简直达到了出神入化的地步。作者似乎拥有将复杂现象简单化的魔力，他用日常生活中随处可见的物体——比如一个玻璃杯在阳光下的折射、一块丝绸在阴影下的微妙过渡——来解释全局光照和次表面散射这些高深的概念。读完这部分，我不再是机械地拖动滑块调整参数，而是真正明白了“为什么”我的模型看起来“不对劲”。书中穿插的那些历史回顾也极具启发性，它让你了解到，我们今天习以为常的渲染技术，是历经了多少代人的智慧结晶。这种历史的厚重感，让我在学习技术细节时，多了一份敬畏和珍惜，也让我对未来的技术发展方向有了一种隐约的预感。整体感觉非常扎实，知识点之间的逻辑链条清晰可见，完全不会让人感到迷茫。

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这本书的排版和视觉呈现，本身就是一种极高的艺术享受，简直是内容与形式完美结合的典范。我不得不说，市面上很多技术书籍为了追求信息密度，常常牺牲了阅读体验，但这本书的每一页都像是精心设计的画廊。那些用来说明不同纹理贴图效果的对比图，色彩饱和度与清晰度的控制达到了令人发指的精准，即便是通过打印出来的图像，也依然能感受到材质的粗糙或光滑。尤其赞叹的是，作者在介绍动态图形和粒子系统时，采用了一种类似“分解动画”的图示方法，将原本一瞬间完成的复杂运动，拆解成无数个可控的步骤，每一步的受力、速度变化都被清晰地标注出来。这对于理解复杂物理模拟至关重要。我个人认为，对于从事视觉设计行业的人来说，这本书不仅是学习资料，更是一本可以随时翻阅的“灵感宝库”。每当思路枯竭时，随意翻开一页，那精妙的色彩搭配或巧妙的空间布局，总能像一股清泉，瞬间激活我的创作欲望。它成功地将“技术”和“美学”这两个看似对立的元素，无缝地融合在了一起。

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这部厚重的著作，光是捧在手里就能感受到其分量，那种油墨的香气混合着纸张的质感，瞬间将我带入了一个充满创造力的世界。我原本以为它会是一本枯燥的技术手册，堆砌着晦涩难懂的专业术语，但翻开目录的那一刻，我的心头一紧，它所描绘的蓝图远超我的想象。作者似乎并不满足于仅仅教授“如何操作”软件，而是深入探讨了“为何如此设计”的哲学层面。比如，在谈及色彩理论时，没有直接给出RGB或CMYK的生硬定义，而是通过大量富有感染力的案例，阐述了光线如何在大脑中构建出我们所感知的世界，以及如何在数字空间中精确地“欺骗”人眼，达到以假乱真的效果。更令人称奇的是，书中对于构图的讲解，简直是一堂生动的视觉艺术课，它没有提供固定的公式，而是引导读者去观察自然界中那些遵循黄金分割的形态，如何潜移默化地影响着我们的审美取向。读到关于三维空间建模的部分，我甚至能想象出那些复杂的算法背后，蕴含着数学家和艺术家们多少个不眠之夜的打磨。这本书与其说是一本工具书，不如说是一部关于如何用数字语言重塑现实的“圣经”，它激发了我前所未有的热情，让我渴望去探索像素背后的无限可能。

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坦白讲，这本书的某些章节难度系数相当高，我承认自己需要借助一些在线资源和额外的实践来完全消化它们。特别是关于程序化生成和复杂几何体拓扑结构的讨论，即便作者已经竭尽全力地简化，依然需要一定的数学直觉才能跟上思路。但这恰恰是我最欣赏它的地方——它没有为了讨好所有读者而降低标准，而是忠实地呈现了这一领域的全貌，包括那些令人望而生畏的硬核部分。书中提供的一些“高级挑战”环节，与其说是练习，不如说是小型项目挑战，它们要求读者整合前文所学的所有知识点，去解决一个实际工作场景中可能遇到的难题。我尝试完成了其中一个关于模拟流体动力学的挑战，虽然过程跌宕起伏，修改了不下数十次参数，但最终看到模拟结果符合预期的物理规律时，那种成就感是无与伦比的。这本书的价值在于，它既能让你安稳地学会基础，也能鞭策你勇敢地迈向专业领域的最前沿，它是一个真正的“精进指南”，而非泛泛而谈的入门读物。

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