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價格:170.41元

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isbn號碼:9780070588073

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• 移動計算
• 無綫通信
• 移動網絡
• 移動應用
• 雲計算
• 邊緣計算
• 物聯網
• 移動安全
• 移動設備
• 人機交互

計算機圖形學基礎與應用 本書旨在為讀者構建一個全麵、深入的計算機圖形學知識體係，從最基本的數學原理到前沿的渲染技術與應用實踐，力求覆蓋該領域的核心概念與最新發展。 --- 第一部分：圖形學基礎與數學原理 計算機圖形學建立在堅實的數學基礎之上。本部分將細緻闡述支撐三維圖形處理的核心數學工具。 第一章：幾何基礎與變換 本章首先迴顧歐幾裏得空間的基本概念，引入嚮量代數在圖形學中的應用，包括嚮量的加法、點積與叉積，這些操作是理解空間關係和光照計算的關鍵。隨後，重點探討仿射變換。我們將詳細解析平移、鏇轉、縮放、剪切等基本變換的原理及其矩陣錶示。特彆地，引入齊次坐標係，解釋其如何將所有仿射變換統一為矩陣乘法，極大地簡化瞭圖形流水綫中的計算流程。此外，還會深入討論復閤變換的順序依賴性，以及如何構建視圖變換（Viewing Transformation）和投影變換（Projection Transformation）的完整流程。 第二章：三維模型錶示與數據結構 有效的幾何數據組織是高效渲染的前提。本章比較瞭描述三維物體的不同方法。首先是基於參數麯麵（如 Bézier 麯綫、B-樣條、NURBS）的錶示法，分析它們的數學特性、控製點操作以及在CAD/CAM領域中的重要性。接著，將重點轉嚮離散化錶示，即多邊形網格（Polygon Mesh）。我們將詳細講解三角網格的存儲結構（如頂點數組、索引緩衝區），探討麵片拓撲結構（如半邊數據結構Half-Edge Data Structure）的優勢，它在拓撲操作（如細分、簡化）中的關鍵作用。還會介紹如何處理網格的屬性數據，如法嚮量、紋理坐標的存儲與插值。 第三章：光柵化基礎 光柵化是將幾何信息轉換為屏幕像素點的過程。本章從硬件和算法兩個層麵解析光柵化流水綫。首先介紹屏幕坐標係與像素的概念，以及分辨率對視覺效果的影響。核心內容包括直綫掃描算法（如DDA和Bresenham算法）和圓弧掃描算法的精確實現。隨後，重點討論多邊形光柵化。我們將分析如何確定一個像素是否被某個三角形覆蓋（點在三角形內測試），以及如何進行掃描綫算法，包括邊緣函數法（Edge Function）的原理和高效實現，以及如何利用Z-Buffer進行深度排序和消隱。 --- 第二部分：幾何處理與視覺效果 本部分將視角轉嚮如何利用底層原理實現復雜的視覺效果和高效的模型處理。 第四章：紋理映射與錶麵細節 紋理映射是賦予模型真實感的關鍵技術。本章係統闡述紋理映射的理論與實踐。從基礎的二維紋理到三維幾何體的映射，分析不同的參數化方法（如UV映射）。我們將深入討論紋理過濾技術，對比最近鄰插值（Nearest Neighbor）和雙綫性插值（Bilinear Interpolation）的優缺點，並介紹更高質量的三綫性插值和各嚮異性過濾（Anisotropic Filtering），以解決斜視角下的紋理拉伸問題。此外，本章還將介紹程序化紋理的概念，以及如何利用凹凸貼圖（Bump Mapping）、法綫貼圖（Normal Mapping）和置換貼圖（Displacement Mapping）來模擬錶麵微觀幾何細節，而無需增加實際的多邊形數量。 第五章：著色模型與光照 光照是模擬真實世界視覺體驗的核心。本章首先介紹經典的光照模型。詳細解析環境光、漫反射光和鏡麵反射光的計算，並深入探討 Phong模型和Blinn-Phong模型的數學錶達和局限性。隨後，進入更先進的理論層麵：渲染方程（The Rendering Equation）。我們將解釋如何通過輻射度（Radiosity）和光綫追蹤（Ray Tracing）來求解這個方程，從而實現全局光照效果，如間接照明和色彩滲透。本章還會介紹現代實時渲染中常用的物理基礎渲染（PBR）管綫，包括基於微上麵元理論（BRDFs，如Cook-Torrance模型）的錶麵反射模型，以及金屬度（Metallic）和粗糙度（Roughness）參數在實現真實感材質中的作用。 第六章：幾何造型與細分技術 本章關注如何從簡化的幾何體生成復雜、平滑的模型。我們將重溫Bézier麯麵的控製與渲染，並擴展至NURBS，分析其相較於傳統Bézier的優勢，特彆是關於統一處理直綫、平麵和自由麯麵的能力。隨後，重點介紹細分麯麵（Subdivision Surfaces）算法。詳細講解如Catmull-Clark算法和Loop算法的迭代過程、對邊界條件的處理以及它們在平滑幾何體方麵的應用。同時，討論細分在實時場景中的性能考量以及如何結閤LOD（Level of Detail）策略進行優化。 --- 第三部分：高級渲染技術與應用 本部分聚焦於高性能實時渲染和離綫高精度渲染的尖端技術。 第七章：實時渲染管綫與GPU編程 本章剖析現代圖形處理單元（GPU）驅動的渲染流水綫，這是所有實時圖形應用的基礎。我們將詳細介紹可編程管綫的結構，包括頂點著色器（Vertex Shader）的輸入、輸齣和功能（如坐標變換、形變），以及片段著色器（Fragment Shader）在像素級彆的光照計算、紋理采樣和輸齣顔色決策中的核心作用。重點講解幾何著色器（Geometry Shader）和計算著色器（Compute Shader）的應用場景。此外，本章還會對延遲渲染（Deferred Shading）和前嚮渲染（Forward Rendering）進行深入對比，分析它們在處理復雜光照場景下的性能權衡。 第八章：高級光綫追蹤與路徑追蹤 光綫追蹤是實現照片級真實感圖像的基石。本章從算法的優化入手，講解如何通過空間劃分結構（如包圍盒層次結構Bounding Volume Hierarchy, BVH；空間體素化）來加速光綫與場景的相交測試，從而有效降低渲染復雜度。隨後，我們將重點介紹路徑追蹤（Path Tracing）作為濛特卡洛方法在渲染中的應用，它能自然地模擬摺射、反射、焦散等復雜光學現象。詳細分析采樣策略（如重要性采樣Importance Sampling）如何減少噪點並提高收斂速度。本章還會探討去噪技術在現代離綫渲染器中的集成應用。 第九章：動畫與動態模擬基礎 圖形學不僅關乎靜態圖像，也涉及動態世界的模擬。本章介紹基本的計算機動畫原理。首先是關鍵幀動畫和插值技術（如三次樣條插值）在運動控製中的應用。隨後進入物理模擬領域，重點解析剛體動力學的基本方程（牛頓-歐拉方程），以及如何使用隱式積分或半隱式積分方法來求解隨時間變化的運動軌跡。本章還將簡要介紹流體模擬（如基於拉格朗日或歐拉方法的網格/粒子係統）和布料模擬的簡化模型，為讀者理解復雜物理引擎打下基礎。 --- 結論： 本書力求在理論的深度和工程的廣度之間取得平衡，為有誌於深入研究實時渲染、高精度離綫渲染、三維建模及遊戲開發等領域的讀者提供一套堅實、前沿的知識框架。通過大量的數學推導和算法解析，讀者將能夠掌握從幾何到光照處理的全套核心技術。

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關於本書在理論深度上的構建，我必須給予最高的評價。我之前讀過幾本同主題的書籍，往往在提到最新技術趨勢時，就戛然而止，停留在概念層麵。但《Mobile Computing》不同，它深入到瞭那個“為什麼”和“如何實現”的最深處。例如，在探討邊緣計算（Edge Computing）的資源分配策略時，作者不僅列齣瞭現有的幾種算法模型，還詳細剖析瞭它們在不同網絡延遲和計算負載下的性能瓶頸，甚至模擬瞭在一個特定物聯網場景下，不同策略對整體係統能耗的影響麯綫。這種深度挖掘，讓我感覺作者對這個領域已經達到瞭“瞭如指掌”的境界。書中引用的那些一手研究資料，很多是我此前從未在公開文獻中見過的，顯示齣作者在學術界的深厚積纍。對於那些希望不僅僅停留在應用層麵，而是想要理解底層驅動力和未來發展方嚮的資深開發者或研究人員來說，這本書無疑是一部極其寶貴的“內功心法”，它提供的不僅僅是知識，更是一種批判性思考的技術框架。

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這本書的裝幀設計真是太吸引人瞭，封麵那種深邃的藍色調，配上簡潔的銀色字體，拿在手裏就感覺檔次很高。我特彆喜歡它那種低調的奢華感，不像有些技術書籍堆砌著花哨的圖錶，這本書的封麵設計更偏嚮於一種沉穩的、麵嚮未來科技的思考。內頁的紙張選擇也非常考究，觸感細膩，即便是長時間閱讀也不會讓人感到疲勞，這對於需要深入鑽研技術細節的讀者來說，簡直是福音。而且，排版布局簡直是教科書級彆的示範，關鍵概念被清晰地框選齣來，公式和代碼塊的間距拿捏得恰到好處，不會讓人在信息洪流中迷失方嚮。我甚至注意到作者在腳注的處理上也下瞭不少功夫，引用的來源標注得異常清晰，體現瞭作者嚴謹的學術態度。這本書的實體感和設計感，讓它不僅僅是一本工具書，更像是一件值得收藏的工藝品，光是放在書架上，就能感受到一種知識的厚重與美感，對於想要提升閱讀體驗，同時又對書籍的物理質感有較高要求的讀者來說，絕對是一次視覺和觸覺的雙重享受。這本書的外部包裝和細節處理，無疑為後續的閱讀旅程打下瞭非常高雅的基調。

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我剛翻開這本書的目錄時，心頭一緊，生怕內容會過於晦澀難懂，畢竟“移動計算”這個領域聽起來就充滿瞭復雜的底層協議和難以想象的性能優化。然而，作者展現齣的敘事能力令人嘆為觀止。他沒有一開始就拋齣一堆艱深的數學模型，而是從一個非常貼近日常生活的場景切入，比如智能手機的電量管理睏境，或者多設備無縫切換的體驗挑戰。這種由淺入深的講解方式，使得即便是初學者也能迅速抓住核心概念的脈絡。尤其是一些對於並發控製和資源調度的描述，作者居然能用類比的方式將其描繪得如同舞颱劇一般生動，角色的衝突與協作，清晰地映射瞭係統內部的運行邏輯。我甚至能想象齣那些工程師在深夜調試代碼時，腦海中浮現齣書本中那些形象的比喻。這種將抽象概念具象化的能力，簡直是寫作的最高境界，它極大地降低瞭閱讀的門檻，讓原本冰冷的技術語言變得有血有肉，充滿瞭人性的關懷和對用戶體驗的執著。這本書的作者顯然不僅僅是一個技術專傢，更是一位卓越的教育傢。

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這本書在章節間的邏輯遞進上做到瞭近乎完美的平衡，讓人有一種“水到渠成”的閱讀快感，完全沒有閱讀技術書籍時那種“跳躍感”或“斷層感”。比如，在講完移動設備的傳感器數據融閤技術後，緊接著就無縫過渡到瞭基於這些融閤數據如何進行上下文感知（Context-Awareness）的服務推薦。這個過渡非常自然，仿佛作者早就預料到瞭讀者在學完前一個知識點後必然會産生的下一個疑問。更厲害的是，在討論完能源效率優化後，作者在下一章立刻引入瞭安全性與隱私保護的議題，並巧妙地指齣，某些看似提升效率的優化手段，可能會在無意中暴露用戶數據。這種前後呼應、層層遞進的結構，體現瞭作者對整個移動計算體係的宏觀掌控力。它不僅僅是一堆知識點的羅列，更像是一幅精心繪製的、從硬件到應用層、從性能到安全的完整技術地圖，讓人在閱讀過程中，能夠清晰地看到各個技術模塊是如何相互依賴、共同構築起現代移動係統的復雜大廈的。

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閱讀體驗上的流暢感，很大程度上歸功於作者對案例選擇的獨到眼光。這本書沒有采用那種枯燥的、純理論推導的敘事方式。相反，它將大量的篇幅用於分析當前業界最前沿、最引人注目的幾個移動計算生態中的“硬骨頭”。我印象最深的是關於跨平颱UI渲染機製的章節，作者沒有僅僅停留在React Native或者Flutter的API介紹上，而是追溯瞭它們背後的圖形棧，對比瞭原生綫程與虛擬機的交互機製，並用一個真實的、處理高頻動畫場景的App作為範例進行瞭“剖腹取粉”式的拆解。這個案例的細節豐富到令人發指，從內存分配到GPU指令集的調用，都有清晰的圖示輔助說明。這種基於真實世界復雜問題的“解剖式”學習，極大地增強瞭知識的可遷移性。它讓我意識到，書中的每一個理論知識點，都不是空中樓閣，而是緊密連接著我們每天使用的那些閃耀著科技光芒的應用程序的骨架和血肉。

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