具体描述
本书是几位作者依据多年的“计算机网络技术基础”课程的教学经验，结合高职高专学生的实际情况，精心组织编写而成的。全书共分8章，比较系统地论述了计算机网络的基本概念，数据通信技术，计算机网络体系结构，局域网、广域网以及网络操作系统基础知识，网络应用技术，网络安全技术，网络系统管理技术。
本书力求反映当前高职高专教学的新思路、新方向，对基础理论的讲述以实用、够用为目的，并将这一原则贯穿于全书之中。全书内容翔实，结构层次清晰，具有较强的针对性和实用性，且语言叙述深入浅出、简洁明了，便于老师教学和学生自学。为了让读者能够及时地检查自己的学习效果，把握学习进度，每章末均附有习题。
本书既可作为高职高专计算机及相关专业的教材，又可作为广大计算机网络爱好者的参考读物。
数字图像处理与计算机图形学：理论、算法与应用 本书深入探讨了数字图像处理与计算机图形学两大紧密相关且快速发展的领域。全书内容覆盖了从基础理论构建到前沿算法实现的全过程，旨在为读者提供扎实而全面的知识体系，并引导他们掌握解决复杂视觉计算问题的核心能力。 第一部分：数字图像处理基础与进阶 本部分聚焦于数字图像的表示、获取、增强、恢复和分割等核心环节，为后续的图像分析与理解奠定坚实基础。 第一章：数字图像基础 本章从物理光学原理出发，介绍光线与物质的相互作用，解释了数字成像系统的基本结构，包括传感器类型（如CCD与CMOS）的工作机制。详细阐述了数字图像的数学模型，包括像素、灰度级、分辨率的概念，以及图像的采样与量化过程。重点讲解了图像的空间域与频率域表示方法，傅里叶变换、离散余弦变换（DCT）在图像信号分析中的应用，并引入了图像直方图的统计特性及其在初步分析中的重要性。 第二章：图像增强技术 图像增强旨在改善图像的视觉质量或突出特定信息。本章系统地介绍了空域增强方法，包括点处理（如灰度拉伸、阈值处理）、空间滤波（如线性滤波器的均值、加权平均，以及非线性滤波器的中值、双边滤波）。随后深入讲解了频域增强技术，如何通过设计高通、低通、带通滤波器来实现图像的锐化与平滑。特别关注了对比度增强技术，如直方图均衡化（HE）及其限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）的原理与实现，以解决局部对比度不足的问题。 第三章：图像恢复与噪声抑制 图像恢复是解决由成像系统缺陷或传输过程引入的退化（如运动模糊、散焦模糊）的过程。本章首先分析了常见的图像退化模型，包括点扩散函数（PSF）的建立。详细介绍了盲解卷积与非盲解卷积方法，特别是维纳滤波（Wiener Filter）在噪声和退化同时存在时的最优估计原理。噪声模型方面，覆盖了高斯白噪声、椒盐噪声、周期性噪声等，并对比了空间域与频域的噪声抑制策略的优缺点。 第四章：图像分割的高级方法 图像分割是将图像划分为具有共同特征的区域或对象的关键步骤。本章涵盖了多种分割范式。从传统的基于阈值的分割（如Otsu法、大津法）出发，过渡到基于区域的分割（如区域生长法、分水岭算法）。重点讲解了基于边缘的分割，如Canny算子、LoG算子，以及更鲁棒的梯度信息提取。此外，详细阐述了现代图像分割中基于能量函数的变分方法，如水平集（Level Set）方法和主动轮廓模型（Snakes），及其在处理复杂、不规则边界时的优势。 第二部分：计算机图形学：几何、渲染与交互 本部分转向视觉信息的合成与呈现，涵盖了三维几何建模、光线追踪渲染原理以及实时图形系统的核心技术。 第五章：三维几何建模与变换 本章奠定三维图形学的基础。详细介绍了三维空间中的基本元素：点、线、面。核心内容是齐次坐标系下的二维和三维几何变换，包括平移、旋转、缩放、剪切等，并阐述了变换矩阵的组合与应用。深入探讨了多种三维对象的表示方法，包括参数曲面（如Bézier曲线与Bézier曲面、B-Splines）的数学特性和局部控制性。此外，还介绍了多边形网格的结构、存储与编辑，以及用于复杂形态生成的细分曲面技术。 第六章：投影、裁剪与可见性 将三维场景投影到二维屏幕是图形系统的关键步骤。本章详述了正投影（正交投影）和透视投影的数学原理与投影矩阵的构建。重点解析了透视除法（Perspective Divide）在规范化设备坐标系（NDC）中的作用。在裁剪方面，详细介绍了视口裁剪（Viewport Clipping）与二维/三维多边形裁剪算法，如Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法，以及三维裁剪的Sutherland-Hodgman算法。可见性检测方面，深入分析了画家算法（Painter's Algorithm）的局限性，并详细阐述了深度缓冲（Z-Buffer）算法的工作机制及其在实时渲染中的核心地位。 第七章：光照模型与着色技术 光照是决定物体外观的关键因素。本章首先介绍了光线的传播与交互物理基础。系统讲解了经典的光照模型，包括环境光、漫反射（Lambertian模型）和镜面反射（Phong模型）。在此基础上，引出了更精确的经验模型，如Blinn-Phong模型。着色技术方面，对比了片元着色（Flat Shading）、逐顶点着色（Gouraud Shading）和逐像素着色（Phong Shading）的差异、计算复杂度及视觉效果。本章还引入了物理真实感渲染（PBR）的基础概念，如基于物理的着色器（PBR Shading）和微上面模型（BRDF/BSDF）。 第八章：光线追踪与全局光照 光线追踪是一种实现高真实感渲染的强大工具。本章详细剖析了光线追踪的基本算法流程，包括光线生成、与场景对象的交点测试（如光线与三角形、球体的求交）。重点讲解了如何利用加速结构（如包围盒层次结构 Bounding Volume Hierarchy, BVH 和空间划分结构如八叉树 Octree）来显著减少光线与场景的求交测试次数。在全局光照方面，阐述了如何模拟间接光照，包括环境光遮蔽（Ambient Occlusion）的计算，以及蒙特卡洛路径追踪（Monte Carlo Path Tracing）的基本原理与收敛性分析。 第九章：纹理映射与高级渲染技术 纹理映射是增加物体表面细节和复杂性的主要手段。本章涵盖了二维纹理到三维表面的映射技术，包括坐标生成、过滤（近邻插值与双线性插值）以及MIP贴图的原理与抗走样效果。此外，深入讲解了更高级的纹理技术，如环境贴图（环境反射）、凹凸贴图（Bump Mapping）和法线贴图（Normal Mapping），这些技术如何在不增加几何复杂度的前提下，极大地提升视觉真实感。 第十章：实时图形管线与GPU编程 本部分面向现代实时图形学的实现。详细解析了固定功能图形管线（Fixed-Function Pipeline）和可编程图形管线（Programmable Pipeline）的演变。核心是理解图形处理单元（GPU）的并行计算架构。本章重点介绍可编程阶段中的顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）的功能与编程任务。最后，引导读者了解着色语言的基础（如GLSL或HLSL）以及现代图形API（如OpenGL或Vulkan）中数据流的组织方式，为后续的图形程序开发打下实践基础。 本书特色： 本书结构严谨，理论深度与工程实践并重。每章后均附有详细的算法分析和可供实现的伪代码或C++/Python实现思路。通过大量的图示和精心设计的案例分析，帮助读者真正理解复杂算法背后的数学原理，最终能够独立进行高性能的图像处理应用开发和沉浸式的三维场景构建。本书适合计算机科学、电子工程、数字媒体艺术等相关专业的学生、研究生以及致力于视觉计算领域的专业工程师阅读和参考。
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