Digital Holography pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:Ulf Schnars

出品人:

頁數:164

译者:

出版時間:2004-11-29

價格:USD 99.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9783540219347

叢書系列:

圖書標籤:

• 光學
• Digital Holography
• Holography
• Optical Imaging
• Wave Optics
• Interferometry
• Image Processing
• 3D Display
• Computational Imaging
• Optical Physics
• Pattern Recognition

模擬與現實的交織：光場、色彩與感知 《光場構建與動態捕捉：三維視覺的深度解析》 本書深入探討瞭三維視覺信息的獲取、編碼與重構技術，聚焦於如何精確捕捉和再現自然界中的光綫分布及其隨觀察者視點變化的特性。我們不再僅僅滿足於靜態二維圖像的呈現，而是緻力於構建一個能夠模擬真實世界中光綫運動軌跡的完整數學模型。 第一部分：光場理論基礎與采集方法 本書開篇詳述瞭光場（Light Field）的基本數學框架，區彆於傳統的幾何光學模型，光場描述的是空間中每一點的輻射函數，即包含瞭光綫的位置、方嚮、顔色和強度信息。我們將詳細剖析全光場（Full Light Field）和有限光場（Limited Light Field）的理論邊界與實際應用限製。 重點內容包括： 相機陣列與采集係統設計： 探討瞭多相機陣列、微透鏡陣列（Microlens Array）以及新型傳感器技術在捕獲光場數據中的關鍵作用。詳細分析瞭相機間距、焦距校準和同步曝光對最終重建質量的影響。 參數化錶示方法： 深入研究瞭四維光場函數（4D Light Field Function）的數學描述，包括基於角度-位置（(x, y, $ heta$, $phi$)）和基於位置-方嚮（(x, y, $u$, $v$)）的參數化方案。對比瞭這些參數化方法在計算效率和信息冗餘度方麵的優劣。 相機標定與幾何畸變校正： 闡述瞭如何在高精度采集環境下進行復雜的內部和外部參數標定，特彆是針對大規模分布式采集係統，如何有效處理由不同傳感器帶來的時間同步誤差和空間配準偏差。 第二部分：光場數據的處理與壓縮 原始光場數據量龐大，高效的處理和存儲是其實際應用的前提。本部分側重於如何在不顯著損失視覺質量的前提下，對采集到的海量數據進行有效降維和編碼。 核心技術解析： 空域與視角域的聯閤壓縮： 研究瞭基於主成分分析（PCA）和奇異值分解（SVD）的低秩近似方法，用於去除光場數據中的冗餘信息。同時，詳細介紹瞭適用於光場數據的塊匹配和運動補償算法，以提高視頻序列的壓縮效率。 稀疏采樣與重建： 探討瞭在傳感器資源有限的情況下，如何通過最優采樣策略獲取信息量最大的光綫，並利用先進的迭代算法（如基於變分的方法）從稀疏數據中恢復齣完整、清晰的光場。 深度信息的提取： 詳細介紹瞭光場層析成像（Light Field Tomography）技術。通過分析不同視角下圖像的視差變化，利用梯度信息和極綫約束，精確反演齣場景中每個像素點的深度圖（Depth Map）。這部分內容涵蓋瞭基於光綫對齊和基於能量最小化的深度估計模型。 第三部分：動態光場渲染與交互式顯示 本部分的焦點是如何利用已處理的光場數據，實現逼真、實時的三維場景再現和用戶交互。 關鍵技術包括： 基於光綫追蹤的渲染： 不同於傳統圖形學中的幾何渲染，本書介紹瞭如何直接利用光場數據進行光綫迴溯和插值渲染。重點講解瞭子像素級彆的光綫插值技術，確保在任意虛擬視點下，圖像過渡自然平滑，無明顯的重影或僞影。 深度依賴的視角閤成（View Synthesis）： 闡述瞭如何結閤提取的深度信息來輔助視角閤成，特彆是針對遮擋區域（Occlusion Regions）的處理。通過預測被遮擋物體的邊界並利用鄰近清晰視角的顔色信息進行填充，極大地提高瞭閤成圖像的真實感。 實時交互與延遲補償： 討論瞭將光場渲染技術集成到虛擬現實（VR）和增強現實（AR）平颱中的挑戰。設計瞭高效的GPU並行計算架構，用於實時處理和渲染復雜的動態光場序列，並探討瞭如何通過預測性渲染技術補償用戶頭部運動帶來的係統延遲。 第四部分：光場在特定領域的應用拓展 最後，本書展望瞭光場技術在多個前沿領域的應用潛力。 高保真度醫學成像： 探討瞭使用光場技術對活體組織進行無創三維成像的可能性，以及如何利用其高分辨率的深度信息輔助診斷。 機器人視覺與環境感知： 分析瞭光場傳感器在自動駕駛和機器人導航中的優勢，特彆是在復雜光照條件下對物體幾何形態和材質的魯棒性感知能力。 超分辨率與圖像增強： 介紹瞭如何利用相鄰視角間的冗餘信息，實現傳統二維圖像的超分辨率重建，提升低分辨率傳感器的感知極限。 本書麵嚮光學工程、計算機視覺、圖形學和信息科學等領域的專業研究人員、高級工程師及研究生。閱讀本書需要具備紮實的綫性代數、傅裏葉分析基礎，以及一定的編程實踐經驗。通過詳盡的理論推導和豐富的工程案例，讀者將能全麵掌握光場技術的原理、實現與前沿動態。

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傑作！言簡意賅，因果關係明確，數學符號清晰，實屬上乘！

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