多媒体技术基础及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:钟玉琢

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:2005-4

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302102847

丛书系列:

图书标签:

• 多媒体技术
• 多媒体基础
• 多媒体应用
• 数字媒体
• 图像处理
• 音频处理
• 视频处理
• 计算机技术
• 信息技术
• 应用技术

数字影像处理与计算机图形学导论 本书聚焦于数字图像处理和计算机图形学领域的核心原理、关键算法及其在现代计算环境中的实际应用。它旨在为读者提供一个坚实的基础，使他们能够理解如何捕获、分析、增强和合成视觉信息。 --- 第一部分：数字图像处理基础 本部分深入探讨了数字图像的本质、表示方法以及处理图像的基本数学和算法工具。 第一章：图像的数字化与表示 本章首先界定了数字图像的物理基础，探讨了光与颜色（基于CIE XYZ、RGB、CMY等色彩空间模型）如何转化为可计算的数据。详细阐述了图像的采样（空间分辨率）和量化（灰度级或色深）过程，解释了奈奎斯特-香农采样定理在图像采集中的意义。随后，引入了数字图像的数学模型，包括二维序列表示、灰度级直方图的构建与分析，以及常见的图像文件格式（如TIFF, JPEG, PNG）的内部结构和无损/有损压缩的基本原理。特别关注了多光谱和超光谱图像的基本概念，为后续的遥感或医学图像分析打下基础。 第二章：图像增强与空间域处理 本章侧重于在不改变图像内容本质的前提下，通过空间域运算改善图像的视觉质量或提取有用信息。内容涵盖了点处理技术，如灰度线性/非线性变换（对数、幂律），用于调整图像对比度和亮度。重点讲解了空间域滤波器的设计与应用，包括用于平滑（去噪）的均值滤波器、高斯滤波器，以及用于锐化（边缘增强）的拉普拉斯算子和梯度算子（如Sobel, Prewitt）。此外，深入分析了直方图均衡化和规定化的理论与实践，展示了如何通过全局或局部统计方法优化图像的动态范围。 第三章：图像变换与频域分析 本章将图像处理提升到频域，这是理解图像结构和设计高效滤波器的关键。详细介绍了二维傅里叶变换（DFT）的数学推导及其在图像处理中的应用。解释了傅里叶谱的意义，如何通过低通、高通、带通滤波器在频域中实现平滑或锐化。讨论了圆周卷积定理在加速空间域滤波计算中的应用。此外，还引入了小波变换（Wavelet Transform）的基础概念，对比了其在多分辨率分析和稀疏表示方面的优势，特别是在图像压缩和特征提取中的潜力。 第四章：图像复原与噪声模型 图像在采集或传输过程中不可避免地会受到噪声的干扰。本章系统地分析了常见的噪声类型（如高斯噪声、椒盐噪声、周期性噪声）的概率密度函数和空间特性。重点讨论了图像复原（Image Restoration）的理论框架，即如何根据已知的退化模型（模糊核或点扩散函数，PSF）和噪声模型来估计原始图像。深入讲解了逆滤波、维纳滤波（Wiener Filter）在噪声和模糊同时存在时的最优线性滤波设计。此外，还涵盖了非线性复原技术，如中值滤波和形态学滤波在去除特定类型噪声中的应用。 第五章：图像分割与特征提取 分割是将图像划分为有意义的区域或对象的关键步骤。本章探讨了基于阈值的分割方法（如Otsu's法），以及基于区域的（Region Growing）和基于边缘的（Edge Detection）技术。详细介绍了边缘检测的高级方法，如Canny边缘检测算法的优化步骤。深入讲解了形态学图像处理（Mathematical Morphology），包括腐蚀、膨胀、开操作和闭操作，及其在图像去噪、边缘提取和连通分量分析中的作用。最后，介绍了如何从分割出的对象中提取有用的描述符（如形状、纹理、紧凑度）。 --- 第二部分：计算机图形学核心原理 本部分侧重于三维场景的构建、几何转换、光照计算以及最终的渲染过程，是理解虚拟世界生成的基础。 第六章：三维几何与变换 本章建立了三维图形学的数学基础。详细阐述了齐次坐标系，这是实现复杂几何变换（平移、旋转、缩放）的基础。深入解析了三维空间中的基本变换矩阵，特别是旋转矩阵的万向锁问题及其解决方案（如四元数）。讲解了如何通过视图变换（将世界坐标系映射到观察坐标系）和投影变换（透视投影与正交投影）将三维对象投射到二维屏幕平面上。重点讨论了裁剪（Clipping）算法，如Cohen-Sutherland和Sutherland-Hodgman算法，用于确定哪些几何体位于观察视锥体内。 第七章：光栅化与扫描转换 本章关注如何将几何描述（点、线、多边形）高效地转换为屏幕上的像素点集（光栅化）。详细介绍了直线的中点算法（Bresenham's Line Algorithm）和圆的绘制算法。重点讲解了多边形填充算法，包括扫描线算法（Scan-Line Algorithm）及其边缘处理。此外，深入探讨了Z-Buffer（深度缓存）技术，这是实现可见性检测和消除隐藏表面的核心机制，解释了其在现代实时图形流水线中的关键作用。 第八章：光照模型与表面纹理 真实感的渲染依赖于精确的光照计算。本章介绍了经典的光照模型，包括环境光、漫反射光（Lambertian模型）和镜面反射光（Phong模型）的组合。详细分析了法向量的计算及其对光照强度的影响。随后，转向纹理映射（Texture Mapping）技术，解释了如何将二维图像数据（纹理）应用到三维表面上，包括纹理坐标的定义、纹理的过滤（如最近邻插值和双线性插值）以及Mipmapping技术用于解决多分辨率问题。还介绍了凹凸贴图（Bump Mapping）作为一种低成本的细节增强方法。 第九章：高级渲染技术：光线追踪 本章转向基于物理的、高真实感的离线渲染技术——光线追踪（Ray Tracing）。详述了光线与几何体（特别是球面和三角形）的相交测试算法。核心内容包括递归光线追踪的原理，即从眼睛射出光线，追踪其在场景中与物体碰撞后产生的反射光线、折射光线和阴影光线。讨论了加速结构，如BVH（包围盒层次结构）和空间划分结构（如KD-Tree），对于提高光线追踪效率的关键作用。 第十章：计算几何与网格处理 本章关注图形数据结构的效率和处理。讲解了多边形网格（Polygon Mesh）的表示方法（如半边数据结构 Half-Edge Data Structure），这是进行复杂的几何编辑和分析的基础。探讨了表面法线的平滑计算方法（如平均法线、面积加权法线）以改善渲染效果。此外，简要介绍了曲面建模的基础，如Bézier曲线和Bézier曲面，以及它们在CAD和动画中的应用。 --- 第三部分：应用与扩展 本部分将前述理论与实际的计算环境相结合，探讨图像与图形技术的交叉应用。 第十一章：图像的压缩与编码标准 本章聚焦于如何高效地存储和传输图像数据。详细分析了JPEG标准的核心——离散余弦变换（DCT）的作用，解释了其如何实现基于人眼特性的有损压缩。对比了基于块的编码与基于小波的编码（如JPEG2000），并讨论了无损压缩算法（如熵编码、行程长度编码）。 第十二章：计算机视觉的初步接触 本章作为图形学与图像处理的桥梁，介绍了计算机视觉领域的基础问题。包括如何从图像中识别直线和圆的霍夫变换（Hough Transform）原理。讨论了简单的运动估计和立体视觉的基本概念，即如何从多视角图像中恢复三维信息。 第十三章：图形学流水线与GPU计算 本章将理论与现代硬件架构联系起来。详细描述了图形渲染流水线（Graphics Pipeline）的各个阶段（应用阶段、几何阶段、光栅化阶段），以及每个阶段在GPU上的并行实现机制。简要介绍可编程着色器（Vertex Shader, Fragment Shader）的概念，解释了它们如何允许开发者自定义几何处理和像素颜色计算，从而实现高度定制化的视觉效果。

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说实话，我之前对多媒体的认识，大多停留在“听”、“看”、“交互”这些表面现象上。我总觉得，那些炫酷的特效、流畅的动画、逼真的音效，都是魔法一样的东西。但内心深处，我其实很想知道，这些“魔法”是如何被创造出来的，它们背后究竟有着怎样的技术支撑。这本书的标题，像是一把钥匙，承诺能打开我心中的这扇门。我尤其看重“基础”这个词，因为它意味着这本书不会只停留在表面，而是会深入到多媒体的根基，让我了解音视频编码、图像处理、动画原理等等这些核心的东西。我希望能在这本书中，找到关于这些基础知识的清晰解释，最好能配上一些图示或者简单的例子，让我能够理解那些抽象的概念。同时，“应用”这个词也让我充满期待，我希望它能展现多媒体技术在不同领域的实际运用，比如在教育、娱乐、新闻传播、工业设计等方面的创新实践。我希望这本书能让我看到，多媒体技术是如何改变我们的世界，以及未来它还有怎样的发展潜力。我期待这本书能够成为我的一个知识宝库，让我能够随时翻阅，温故知新。

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我对多媒体的兴趣，很大程度上来源于我对信息传达和视觉艺术的热爱。我常常觉得，文字的表达终究有限，而多媒体的结合，能够极大地丰富信息的维度和情感的传递。比如，一个精心制作的短视频，往往比一篇长篇大论更能打动人心，也更能清晰地传达信息。我一直很好奇，这些视频背后的剪辑技巧、画面构图、声音设计，以及更深层次的色彩运用和特效处理，到底是怎么实现的。这本书的名字，似乎就囊括了这些我想要了解的内容。我期待它能给我提供一些关于多媒体创作的实际指导，不仅仅是理论的讲解，更包括一些操作上的建议或者案例分析。我希望它能帮助我理解，如何在有限的资源下，最大化地发挥多媒体的优势，创造出更具吸引力和传播力的作品。同时，我也对多媒体技术在艺术领域的应用很感兴趣，比如数字艺术、虚拟现实艺术等，希望这本书能给我一些启发，让我了解到科技如何赋能艺术创作，带来新的表现形式和审美体验。

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我对多媒体的理解，很大程度上是源于对新兴技术的追逐和对未来趋势的好奇。我总是想走在时代的前沿，了解那些正在改变世界的技术。多媒体，在我看来，就是这样一个充满活力和潜力的领域，它不断地与人工智能、大数据、云计算等技术融合，催生出新的应用和体验。我希望这本书能够帮助我梳理清楚多媒体技术的脉络，理解它的发展历史、现状和未来走向。我希望能够了解到，在人工智能的加持下，多媒体内容创作将会发生怎样的变革？VR/AR技术将如何重塑我们的沉浸式体验？5G时代又将为多媒体带来怎样的传输和应用上的飞跃？我期待这本书能够提供一些前瞻性的视角，让我能够更好地把握行业的发展趋势，为个人的学习和职业发展指明方向。这本书的“基础”部分，如果能将不同媒体形式（如文本、图像、音频、视频、动画）的特点和相互之间的关系阐释清楚，对我理解多媒体的整体构成将有很大帮助。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种深邃的蓝色搭配着流动的光影，隐约能感受到一种科技与艺术交融的魅力。我刚拿到的时候，就被这股“未来感”吸引住了。虽然我不是技术专家，但对多媒体这个概念一直充满好奇，感觉它渗透在我们生活的方方面面，从电影到游戏，从网页到APP，都离不开它的身影。我一直希望能找到一本既能解释清楚原理，又不至于过于晦涩难懂的书，能够让我这个普通读者也能窥探到多媒体世界的奥秘。这本书的名字《多媒体技术基础及应用》听起来就很符合我的需求，它承诺了“基础”和“应用”两个方面，这意味着它应该能够从根本上讲透这个领域，又能告诉我这些技术是如何实实在在地服务于我们的。我期待它能给我打开一扇新的窗户，让我不再仅仅是多媒体的消费者，也能对它产生更深层次的理解，甚至在日常工作中，也能因此获得一些新的启发和灵感。我希望它能像一位循循善诱的老师，用通俗易懂的语言，将复杂的概念娓娓道来，让我能够轻松地掌握多媒体的核心知识，了解它背后的逻辑和运作方式。

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我一直认为，技术本身是冰冷的，但当它与创意和内容相结合时，就能焕发出强大的生命力。多媒体技术，对我来说，就像是一种连接“冷”技术和“热”创意的桥梁。我平时的工作会涉及到一些内容的策划和包装，经常需要思考如何通过更生动、更具吸引力的方式来呈现信息。而多媒体，毫无疑问是实现这一目标的重要手段。我迫切希望这本书能够为我提供一些实用的工具和方法论。例如，在音视频处理方面，我希望了解一些基本的剪辑原则、编码格式的选择、以及如何去优化音频和视频的质量。在图像和动画方面，我希望能学习到一些基本的概念，比如分辨率、色彩空间、动画曲线等等，这些能够帮助我更好地理解和指导设计团队的工作。这本书的“应用”部分，如果能包含一些行业内的成功案例，并对其多媒体运用进行深入剖析，那对我来说将是极大的帮助。我希望通过这本书，能够提升自己在多媒体运用方面的专业度和视野，为我的工作带来切实的价值。

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