计算机动画算法与编程基础

计算机动画算法与编程基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:雍俊海
出品人:
页数:180
译者:
出版时间:2008-7
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787302173557
丛书系列:
图书标签:
  • 动画
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  • 可视化
  • 动画技术
  • 算法设计
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具体描述

《计算机动画算法与编程基础》整理了现有动画算法和编程的资料,提取其中基础的部分,结合作者及同事和学生的各种实践经验,力求使得所介绍的动画算法和编程方法更加容易理解,从而让更多的人能够了解计算机动画,并进行计算机动画算法设计和编程实践。《计算机动画算法与编程基础》共8章,内容包括:计算机动画图形和数学基础知识,OpenGL动画编程方法,关键帧动画和变体技术,自由变形方法,粒子系统和关节动画等。

《数字图像处理与计算机视觉》 本书深入探讨了数字图像处理的各个关键领域,并以此为基础,全面介绍了计算机视觉的核心技术和应用。我们致力于为读者构建一个扎实的理论框架,并提供实践性的编程指导,帮助您理解和掌握现代数字图像处理与计算机视觉的精髓。 第一部分:数字图像处理基础 数字图像的表示与基本操作: 本章将从最基础的概念入手,讲解数字图像是如何被存储和表示的。我们将详细介绍像素、颜色空间(如RGB、灰度、HSV等)的原理及其转换方法。同时,您将学习到图像的基本几何变换,包括平移、旋转、缩放、剪切等,并了解这些操作在实际应用中的意义。此外,我们将涵盖图像的读取、写入、显示等基础文件操作。 图像增强: 为了改善图像的视觉效果或为后续处理做准备,图像增强技术至关重要。本章将详细讲解点运算,如灰度变换、直方图均衡化和对比度拉伸,通过这些方法可以有效地调整图像的亮度、对比度和动态范围。接着,我们将深入探讨空间域滤波,包括线性和非线性滤波技术。您将学习到各种滤波器,如均值滤波、高斯滤波、中值滤波,理解它们在去噪和模糊图像方面的原理和效果。我们还会介绍边缘检测算子,如Sobel、Prewitt、Laplacian算子,并阐述它们如何识别图像中的关键特征。 图像复原: 图像复原旨在去除或减轻由传感器、传输或记录过程引起的失真。本章将重点介绍逆滤波、维纳滤波等线性滤波方法,分析它们在噪声抑制和图像清晰化方面的能力。此外,我们将探讨非线性复原技术,如中值滤波和保守平滑,并分析它们在处理脉冲噪声等特定失真时的优势。您将了解不同复原方法对图像质量的影响,以及如何根据失真类型选择合适的复原策略。 彩色图像处理: 本章将专注于彩色图像的处理技术。在介绍彩色模型和彩色空间转换的基础上,我们将深入探讨彩色图像增强的方法,包括基于特定颜色通道的增强以及跨通道的协调处理。您还将学习到如何进行彩色图像的分割和伪彩色处理,以及如何利用彩色信息来提取更多有用的特征。 图像压缩: 为了高效存储和传输图像,图像压缩技术不可或缺。本章将介绍无损压缩和有损压缩的基本原理。我们将重点讲解JPEG等主流的有损压缩算法,分析其如何通过量化、编码等步骤实现高压缩比。同时,我们也会介绍无损压缩算法,如RLE(行程长度编码)和Huffman编码,并探讨它们在特定场景下的应用。 形态学图像处理: 形态学处理是基于图像中物体形状特征的分析和处理技术。本章将详细介绍腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等基本形态学操作,并阐述它们在去噪、连接断裂的物体、分离粘连物体等方面的应用。您还将学习到更高级的形态学变换,如击中不击中变换,以及如何构建自定义的结构元素来适应不同的图像处理需求。 第二部分:计算机视觉基础 特征检测与提取: 识别图像中的关键点和局部特征是计算机视觉任务的基础。本章将详细介绍角点检测方法,如Harris角点检测器,并深入分析SIFT(尺度不变特征变换)、SURF(加速鲁棒特征)等经典特征描述符的原理和构建过程。您还将学习到ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)等更高效的特征匹配算法,以及如何利用这些特征来描述图像内容。 图像分割: 将图像划分为有意义的区域是许多计算机视觉应用的关键步骤。本章将介绍多种图像分割技术。我们将从经典的阈值分割方法开始,深入讲解 Otsu's 方法。接着,我们将探讨区域生长法和基于边缘的分割方法。此外,您还将了解图割(Graph Cut)和watershed(分水岭)算法,以及它们在复杂场景下的应用。 目标检测与识别: 识别图像中的特定物体是计算机视觉的核心任务之一。本章将介绍经典的物体检测算法,如Viola-Jones检测器及其级联分类器。随后,我们将深入探讨基于深度学习的目标检测框架,包括R-CNN系列、YOLO(You Only Look Once)和SSD(Single Shot MultiBox Detector)等,理解它们如何利用卷积神经网络实现高效准确的目标检测。 立体视觉与三维重建: 理解三维世界需要从二维图像中恢复深度信息。本章将介绍立体视觉的基本原理,包括相机标定、本征矩阵、对极几何和匹配。您将学习到如何计算视差图,并利用视差信息进行三维重建。我们还会探讨多视图几何,以及如何从多个视角恢复场景的三维结构。 运动分析与跟踪: 识别和跟踪视频序列中的运动物体是计算机视觉的重要应用。本章将介绍光流法的基本原理,包括Lucas-Kanade方法和Horn-Schunck方法,以及它们如何估计像素的运动。您还将学习到基于特征点的跟踪方法,以及卡尔曼滤波、粒子滤波等现代跟踪算法,理解它们如何在动态环境中稳定地跟踪目标。 物体识别与场景理解: 除了检测特定物体,理解图像中物体之间的关系以及整个场景的含义同样重要。本章将介绍基于内容的图像检索技术,以及如何利用机器学习方法进行更广泛的物体分类和场景识别。我们将探讨支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)等传统分类器,并结合深度学习模型,如卷积神经网络(CNN)的演进,来提升识别的准确性和泛化能力。 本书将通过丰富的图示和实例,结合常用的编程库(如OpenCV, Pillow, scikit-image等),引导读者动手实践,从理论到实践全面掌握数字图像处理与计算机视觉的核心技术。无论您是计算机科学、工程学领域的学生,还是对图像处理和视觉技术感兴趣的研究人员或开发者,本书都将是您学习和探索的重要参考。

作者简介

雍俊海,清华大学计算机科学与技术系学士、硕士和博士,美国肯塔基大学计算机系博士后。现为清华大学软件学院教授和博士生导师。主要研究方向为计算机辅助几何设计、计算机图形学和计算机动画。目前负责清华大学计算机动画精品课程。2004年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,2005年获得教育部自然科学一等奖,2006年获得国家杰出青年科学基金、清华大学青年教师教学优秀奖,2007年被授予清华大学研究生“良师益友”称号,2008年获得霍英东教育基金会高等院校青年教师基金。

目录信息

第1章 绪论
1.1 动画片基本原理和基本概念
1.2 动画片制作过程
1.3 动画片历史简介
1.4 计算机动画简介
1.5 提高计算机动画效果的基本手法
习题
第2章 图形坐标与基本变换
2.1 点和向量
2.2 矩阵
2.3 二维基本图形变换
2.4 三维基本图形变换
2.5 齐次坐标和基本图形变换
习题
第3章 OpenGL动画编程
3.1 基本程序
3.1.1 基本MFC应用程序的生成
3.1.2 基于MFC的基本OpenGL应用程序生成
3.2 投影变换和视口变换
3.3 OpenGL基本图形元素和模型变换
3.3.1 基本图形元素
3.3.2 模型变换
3.4 真实感绘制
3.4.1 OpenGL真实感绘制基本程序
3.4.2 纹理映射
3.5 二次曲面和基本实体模型
3.5.1 二次曲面
3.5.2 基本实体模型
3.6 基于OpenGL的动画编程
习题
第4章 图形基础
4.1 Bézier曲线和曲面
4.2 B样条曲线和曲面
4.3 NURBS曲线和曲面
习题
第5章 关键帧动画和变体
5.1 关键帧插值
5.2 基于网格的图像变体技术
5.3 Minkowski和
习题
第6章 自由变形
6.1 二维自由变形
6.2 三维自由变形
6.3 自由变形的进展小结
习题
第7章 粒子系统
7.1 基本原理
7.2 基于粒子系统的礼花设计
习题
第8章 关节动画
8.1 正向运动学
8.2 初等矩阵
8.3 Moore-Penrose广义逆矩阵
8.4 逆向运动学
8.5 相关研究方向小结
习题
附录A 算法索引
附录B 图的索引
附录C 表的索引
附录D 例程索引
附录E 函数说明索引
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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近期阅读的一本书,主题涵盖了计算机动画的算法与编程基础,内容可以说是相当扎实。作者在开篇就点明了计算机动画的本质是运动的模拟与表现,并由此引出了对时间、空间和运动轨迹等基本概念的深入探讨。书中对各种运动学算法的讲解尤其详尽,从简单的线性插值,到更为复杂的贝塞尔曲线和样条插值,作者都给出了清晰的数学推导和直观的图示,让我对动画的平滑过渡有了深刻的理解。我特别喜欢书中关于物理仿真动画的部分,像是重力、碰撞、弹簧等效果的模拟,作者不仅解释了背后的物理原理,还提供了相应的算法实现思路,让我惊叹于计算机能够如此逼真地模拟现实世界中的物理现象。此外,这本书还触及了动画的性能优化问题,例如如何减少计算量,如何提高渲染效率等,这些内容对于想要开发复杂动画的人来说非常有价值。虽然书中包含了一些数学公式,但作者的处理方式非常巧妙,将理论与实践紧密结合,让读者在理解算法的同时,也能感受到它们在实际应用中的强大力量。总而言之,这是一本能够帮助读者建立起扎实计算机动画理论基础的优秀读物,它不仅能让你理解“怎么做”,更能让你明白“为什么这么做”。

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这本关于计算机动画的书,实在太令人惊喜了!我一直以为计算机动画就是靠一些炫酷的软件和预设的动画库来实现的,没想到背后有着如此精妙的数学和算法支撑。这本书深入浅出地介绍了各种动画技术,从最简单的逐帧动画到复杂的物理仿真,都讲得非常透彻。特别是关于骨骼动画的部分,我以前只知道游戏里的角色可以摆出各种pose,但这本书详细解释了如何通过构建骨骼系统、绑定蒙骨骼,以及如何通过关键帧来驱动这些骨骼运动,真是让我大开眼界。书中还涉及到了更高级的动画概念,比如粒子系统,用来模拟烟雾、火焰、雨雪等效果,作者用了大量的图例来演示粒子是如何生成、运动和碰撞的,非常有视觉冲击力。而且,这本书并没有回避数学公式,但作者非常聪明地将复杂的数学原理与直观的几何解释结合起来,让我这个数学不太好的读者也能理解。对我而言,最大的收获是理解了动画的“时间”维度是如何被计算机处理的,从插值算法到运动曲线的运用,都让我对动画的流畅性和真实感有了全新的认识。这本书不仅适合想要深入了解计算机动画技术的人,也适合对视觉效果感兴趣的普通读者,因为它能够让你看到那些令人惊叹的画面背后的科学原理。

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最近读了一本关于计算机动画的书,感觉像是打开了一个全新的技术宝库。它并非仅仅是教你如何使用软件来制作动画,而是深入到算法的层面,让你理解动画背后的原理。书中对于如何生成逼真的运动轨迹,如何让虚拟角色做出自然流畅的动作,都有非常详尽的阐述。我印象最深的是关于运动学和动力学的章节,作者用通俗易懂的语言解释了反向动力学(IK)和正向动力学(FK)的区别,以及它们在角色动画制作中的应用。这本书还花了很大的篇幅去讲解如何利用数学模型来模拟各种物理现象,比如布料的飘动、流体的运动,甚至还有火焰和烟雾的生成,这些都依赖于复杂的算法和精密的计算。作者还结合了大量的代码示例,虽然我不是专业的程序员,但在他的引导下,我也能大致理解这些算法是如何在计算机中实现的。这本书最大的价值在于,它能够让你从一个“使用者”转变为一个“创造者”,让你明白那些令人惊叹的动画效果是如何被设计和实现的。它不仅仅是一本技术手册,更像是一次关于计算机动画艺术与科学的深度探索之旅,让我对这个领域有了更深刻的敬畏和兴趣。

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天哪,最近读完一本关于计算机图形学的书,感觉打开了新世界的大门!这本书的标题虽然听起来有点技术流,但内容却意外地平易近人。它从最基础的光栅化原理讲起,一步步剖析了各种图形绘制算法,像是如何用最少的像素点描绘出光滑的曲线,如何有效地填充多边形区域,甚至还讲到了抗锯齿的一些巧妙技巧。我最喜欢的部分是关于纹理映射的那几章,作者用非常生动的比喻解释了如何将一张二维图片“贴”到三维物体表面,让原本呆板的模型瞬间栩栩如生。而且,书中还穿插了很多经典的算法示例,比如Bresenham直线算法和Cohen-Sutherland裁剪算法,虽然我不是程序员,但在作者的详细讲解和图示辅助下,也能大致理解这些算法背后的逻辑和数学原理。更重要的是,它不仅仅停留在理论层面,还提供了很多实际编程中的注意事项和优化思路,虽然我还没动手去写代码,但感觉已经为未来的实践打下了坚实的基础。这本书的优点在于,它能够让一个对图形学零基础的读者,也能够逐步建立起对计算机图形学核心概念的理解,并且对相关的算法产生浓厚的兴趣。它就像一个引路人,带领我穿越了计算机图形学那片看似深奥的森林,让我看到了里面令人惊叹的风景。

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我最近翻阅的一本关于计算机编程的书,虽然书名听起来像是某个特定领域的入门指南,但实际内容却比我想象的要广泛和深入得多。这本书的叙事方式非常独特,它并没有直接从“如何写代码”开始,而是先花了很大篇幅去探讨“为什么”需要编程,以及编程思维的本质。作者通过一系列生动的故事和贴近生活的例子,阐释了算法在解决问题中的重要性,比如如何用最有效率的方式去安排日程、如何规划一次旅行路线等等,这些都巧妙地将抽象的算法概念具象化了。然后,书中逐渐过渡到了一些基础的编程概念,比如变量、数据类型、控制流等,但它讲解的方式不是枯燥的定义堆砌,而是通过解释这些概念在实际应用中的作用,让我们明白它们是如何帮助我们构建复杂程序的。尤其让我印象深刻的是关于数据结构的部分,作者用不同的比喻来形容数组、链表、栈、队列等,比如将数组比作一排排整齐的储物格,将链表比作一串串用绳子串起来的珠子,这样的比喻非常形象,让我很容易就理解了它们各自的特点和适用场景。这本书最棒的地方在于,它始终强调的是“理解”而非“记忆”,它鼓励读者去思考,去探索,去尝试,而不是死记硬背语法。看完之后,我感觉自己对编程的恐惧感大大降低,甚至开始跃跃欲试,想要亲自去实践一下。

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