Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces (The Morgan Kaufmann Series in Computer Graphics) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Morgan Kaufmann

作者:Charles Poynton

出品人:

页数:704

译者:

出版时间:2003-01

价格:USD 64.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781558607927

丛书系列:

图书标签:

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《数字视频与高清电视：算法与接口》之外的图像处理与显示技术世界 （一本关于非本主题领域，但同样深刻影响视觉计算的图书的构想） 本书将带领读者深入探索数字视频与高清电视（HDTV）的“孪生兄弟”——实时图形渲染与高保真图像合成的广阔天地。我们聚焦于那些在不直接涉及视频压缩标准、传输协议或特定HDTV接口（如HDMI/DisplayPort）的框架内，却对现代视觉体验产生决定性影响的核心算法、数学模型和硬件架构。 目标读者群： 计算机图形学研究人员、专业游戏引擎开发者、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）系统架构师，以及对高级图像重建和显示技术有深厚兴趣的工程师和研究生。 --- 第一部分：实时渲染的数学基石与几何处理 本部分着重于构建逼真三维场景并将其高效投影到二维屏幕上的基础理论，这是所有现代视觉应用（超越传统广播电视格式）的根基。 第一章：高级光线追踪与路径积分理论的实战应用 虽然视频处理关注信号的采集与重建，但实时图形的核心在于模拟光与物质的交互。本章将完全避开MPEG/H.26x算法的细节，转而深入研究路径追踪（Path Tracing）和双向路径追踪（BDPT）的优化技术。我们将详细解析光线与场景的加速结构（如BVH、KD-Tree）的构建、遍历优化，特别是针对大规模场景的动态更新策略。重点讨论如何利用现代GPU架构（如CUDA/OpenCL）高效并行化蒙特卡洛积分的采样与权重计算，以实现接近电影级的渲染效果，但需要在毫秒级延迟内完成。 第二章：表面表示与几何细节的无缝过渡 抛弃传统视频中的像素矩阵视图，本章聚焦于如何精确描述和操作三维表面。我们将探讨Tessellation（细分）技术，不仅仅是图形API层面的应用，而是深入到Catmull-Clark细分曲面、四边形网格的自适应细分，以及如何实时处理和生成高细节的位移贴图（Displacement Mapping）。此外，章节还将涵盖隐式曲面（Implicit Surfaces）的渲染技术，如SDF（Signed Distance Functions）在场景表示和布尔运算中的应用，这对于构建高度可编辑的虚拟环境至关重要。 第三章：纹理空间与非欧几里得几何的映射 高质量纹理是视觉真实感的关键。本章将探索超越标准UV映射的复杂纹理空间技术。讨论球面与圆柱面纹理的无缝拼接算法，尤其是在环境反射和全景渲染中的应用。此外，还将介绍各向异性着色模型（Anisotropic Shading）背后的数学原理，如Cook-Torrance和GGX模型的精确推导，以及如何根据材料的光学特性动态调整高光分布。 --- 第二部分：色彩科学、感知模型与显示技术 本部分将深入探讨超越标准广播色彩空间（如Rec. 709/2020）的下一代色彩管理和人眼感知模型，重点关注显示设备的物理极限。 第四章：高动态范围（HDR）色彩空间与色适应模型 本章将聚焦于线性光度学在渲染中的应用。深入解析从线性光（Radiance）到显示器RGB值的转换过程，详细介绍ACES（Academy Color Encoding System）的工作流程及其在不同制片环节中的一致性保证。我们将对比分析多种人眼适应模型（如Fairchild或Shaw模型），讨论如何在不同环境照度下，准确地将高动态范围内容映射到特定显示器的亮度极限，确保视觉体验的保真度，而非简单地进行钳位（Clamping）。 第五章：深度感知与立体渲染（Stereoscopic Rendering） 本书将完全跳过单视点视频的编码问题，转而研究如何生成具有深度感的图像。本章详细阐述双目渲染（Stereoscopic Rendering）的几何畸变校正技术，包括视差计算、眼位校准（Eye Separation）和收敛点（Convergence Point）设置的敏感性分析。此外，还会引入光场（Light Field）渲染的基础理论，即如何捕获和重构整个空间的光线分布，以支持用户头部自由度（Head-Mounted Displays, HMDs）下的真实运动视差。 第六章：显示技术的新前沿：微显示与光场显示器 本章关注显示硬件本身对算法提出的新挑战。我们将探讨MicroLED、OLED等自发光技术的像素级老化补偿算法，以及如何通过驱动电路设计优化色彩一致性和响应时间。重点分析衍射光学元件（DOE）和全息显示的底层光场重建算法，这些技术的目标是生成真正意义上的三维光场，这与传统帧序列显示有着根本的区别。 --- 第三部分：性能优化与并行计算架构 本部分的核心在于如何将复杂的几何和光照算法转化为高效运行在异构计算平台上的代码。 第七章：GPU通用计算（GPGPU）与渲染管线的重构 本章将不再讨论视频编码器的流水线，而是探讨现代图形处理单元的计算模型。我们将深入研究Compute Shaders的编程范式，以及如何利用Shader Model 6.0+的特性，实现异步计算（Asynchronous Compute）和Mesh Shading，以提高几何处理的吞吐量。重点分析如何设计高效的GPU内存访问模式，以最大化缓存命中率，这对于大规模纹理和BVH遍历至关重要。 第八章：数据导向设计（Data-Oriented Design, DOD）与场景管理 为了超越传统的面向对象设计在性能上的瓶颈，本章介绍如何应用DOD原则来重构复杂的渲染数据结构。探讨如何将几何、材质属性、变换矩阵等解耦并以数组的形式连续存储，以适应CPU/GPU缓存行的最佳对齐。这将涵盖ECS（Entity-Component-System）架构在实时模拟和渲染数据管理中的优势和挑战。 第九章：实时物理模拟与交互反馈 本章关注在渲染过程中嵌入的、需要严格时间预算的物理过程。我们将探讨基于约束的软体动力学（Constraint-Based Soft Body Dynamics）和离散元法（DEM）在小尺度物理交互中的实时实现。最后，将讨论如何将这些高频的物理结果无缝地反馈给渲染系统，以驱动逼真的形变和表面细节的实时更新，确保虚拟环境的物理一致性。 --- 通过对这些领域的深入剖析，本书将为读者提供一套超越传统数字视频范畴的、关于如何创建、管理和显示高保真、沉浸式数字视觉内容的完整工具箱。它关注的是“如何创造一个世界”，而非“如何高效地传输一个世界”。

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我一直对数字媒体技术，特别是视频处理和传输的底层原理非常感兴趣。在学习的过程中，我发现很多技术书籍都只是浅尝辄止，很难找到一本能够深入剖析算法和接口设计的著作。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这个书名，直接击中了我的核心需求。我希望这本书能够详细介绍视频信号在数字化过程中的各种关键算法，例如，如何实现高效的视频压缩，包括帧内预测、帧间预测、变换编码、量化等步骤；如何处理运动补偿，以提高编码效率并减少码率。同时，对于 HDTV 的技术，我也希望了解其在色彩空间转换、分辨率提升、逐行扫描等方面的具体算法，以及 HDMI、DisplayPort 等接口标准是如何设计以支持高带宽、高质量的音视频传输的。这本书的出现，对我来说，就像是在一片迷雾中找到了灯塔，我期待它能为我提供系统、深入的知识，帮助我更好地理解和掌握数字视频和 HDTV 的核心技术。

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我一直对计算机图形学和多媒体技术领域有着浓厚的兴趣，而视频处理和高清电视技术无疑是其中最吸引我的部分之一。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这本书，凭借其精准的书名，立刻引起了我的关注。我非常期待书中能够详细讲解数字视频采集、编码、解码、存储和传输的整个流程，并且对其中的关键算法进行深入的分析，比如各种视频压缩标准（如 MPEG-2, MPEG-4, H.264, H.265）的核心思想和技术细节。同时，我也对 HDTV 的技术发展和接口标准非常感兴趣，希望书中能介绍其在分辨率、帧率、色彩深度、高动态范围（HDR）等方面的技术进步，以及 HDMI、DisplayPort 等接口在实现这些功能中所扮演的角色。这本书的出现，对我来说，意味着我终于有了一个系统深入学习这些领域的机会，我希望能通过它，能够更全面地掌握数字视频和 HDTV 的技术精髓。

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我一直对计算机图形学及其相关技术领域有着浓厚的兴趣，尤其是那些能够将视觉信息以数字形式呈现和传输的技术。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这本书，恰好完美地契合了我对这一领域的好奇心。书名中的“Digital Video”和“HDTV”预示着它将深入探讨我们日常生活中司空见惯的影像技术，而“Algorithms”和“Interfaces”则表明了它将从技术和工程的角度剖析这些技术的实现原理。我特别期待书中能够详细讲解视频编码标准，例如 H.264 (AVC) 和 H.265 (HEVC) 等，它们是如何通过复杂的算法来优化视频数据，从而实现更高的压缩效率和更好的画质的。同时，我也对 HDTV 的信号传输和接口技术非常感兴趣，了解 USB-C 在视频传输中的应用，或者 DisplayPort 标准的优势，这些都将是我希望从书中获得的宝贵知识。这本书的出现，为我提供了一个系统性学习数字视频和 HDTV 技术发展的绝佳机会，我希望能通过它，对这个领域有更深刻和全面的理解。

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我是在一次技术交流会上偶然听到有人推荐了这本书，当时我就被“算法”和“接口”这两个词深深吸引住了。作为一个在媒体行业摸爬滚打多年的从业者，我深知技术的迭代对我们工作内容的影响有多么巨大。从最初的标清电视到如今普及的高清、超高清，再到未来可能的8K甚至更高分辨率，这一切的进步都离不开背后强大的算法支持和标准化的接口规范。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》听名字就知道，它不是那种泛泛而谈的书籍，而是直击核心，去揭示这些进步背后的技术原理。我尤其关注书中关于视频压缩算法的讲解，比如如何在保证画质的前提下，最大程度地降低数据量，这对于直播、点播、内容存储都至关重要。此外，对于 HDTV 的各个关键技术环节，如逐行扫描、帧率、色彩空间转换等，我希望能有更深入的理解，了解它们是如何协同工作的，共同造就了我们现在看到的震撼视听体验。这本书的出现，无疑为我提供了一个系统学习这些知识的绝佳机会，我希望能从中汲取养分，提升自己的专业能力。

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我对电视技术的发展历程一直很着迷，从最初的模拟信号传输到现在的数字高清，再到未来可能的8K超高清，每一次技术的飞跃都离不开背后强大的算法和标准化的接口。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这本书，无疑是深入了解这些技术演进的最佳选择。我非常想知道，在视频信号数字化过程中，究竟经历了哪些关键的算法转换，比如模拟信号如何被量化、编码，以及如何在接收端进行准确的解码。对于 HDTV，我尤其关注其在分辨率、帧率、色彩深度等方面所采用的先进技术，以及这些技术是如何通过优化的算法和标准的接口来实现的。我相信，这本书不仅会提供我所需的理论知识，更会让我对数字视频和 HDTV 的技术发展有一个更加宏观和全面的认识。这本书的出现，就像是在为我打开了一扇通往数字视听世界深处的大门，我迫不及待地想要探索其中的奥秘。

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我之前在学习图像处理相关课程时，就对视频编码和解码的算法产生了浓厚的兴趣，特别是如何在保证视觉效果的同时，有效地降低数据传输量和存储空间。这次偶然的机会了解到《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》，我感到非常兴奋，因为这似乎正好解答了我一直以来的疑惑。《Digital Video》这个部分，我最期待的是书中能够深入讲解视频压缩技术，比如离散余弦变换（DCT）、运动估计、帧间预测等核心算法的原理和实现细节，以及不同编码标准（如 MPEG-2, MPEG-4）之间的差异和演进。至于“HDTV Algorithms and Interfaces”，我希望这本书能清晰地阐述高清电视信号的处理流程，包括色彩空间转换、分辨率提升、逐行扫描等关键技术，以及 HDMI、DisplayPort 等接口标准是如何实现高质量音视频信号传输的。这本书的出版，无疑为我提供了一个深入理解数字视频和 HDTV 技术细节的宝贵机会，我希望能从中获得更扎实的技术功底，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

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在我的学习和工作中，我经常需要处理和理解各种视频格式和高清电视相关的技术问题。我发现，很多时候，仅仅了解应用层面的知识是不够的，深入理解其背后的算法和接口设计才能够真正解决问题。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这本书，正是满足了我对这一领域深度探索的需求。我特别希望书中能够详细阐述视频编码和解码过程中涉及到的各种数学模型和算法，比如离散余弦变换（DCT）、运动补偿、熵编码等，以及它们是如何协同工作以实现高效的视频压缩和高质量的视频恢复。此外，对于 HDTV 的相关接口，我希望能了解其技术规范、传输协议以及在不同设备间兼容性的考量。这本书的出现，为我提供了一个系统学习数字视频和 HDTV 核心技术细节的宝贵途径，我期待它能够帮助我构建更加扎实的理论基础，更好地应对未来的技术挑战。

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作为一名对影音技术充满热情的研究生，我一直渴望能够找到一本能够系统性地介绍数字视频和高清电视技术背后复杂算法和接口规范的权威著作。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这个书名，让我眼前一亮，它精准地抓住了我想要了解的核心内容。我非常期待书中能够详细剖析视频编码、解码的标准，例如 MPEG 系列以及 H.26x 系列的演进，理解它们在时间域和空间域上的压缩策略，以及如何处理运动补偿来提高编码效率。同时，对于 HDTV 的技术，如 YCbCr 色彩空间、像素格式、刷新率等，我也希望有更深入的了解，并特别是对 HDMI、DisplayPort 等接口协议的硬件实现和软件交互进行详细的阐述。我希望这本书能够不仅提供理论知识，还能结合实际的应用案例，帮助我更好地理解这些技术在现实世界中的落地情况。这本书的出现，无疑将成为我研究道路上一份宝贵的参考资料，我期待它能为我提供更深刻的洞见。

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我购买这本书的初衷，是希望能够填补我在数字视频处理领域的一些知识空白。虽然我接触数字视频已经有几年时间了，但我总感觉自己只是停留在应用层面，对于底层的算法和技术细节了解不够深入。《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》这个书名，直接击中了我的痛点。我希望书中能够详细介绍视频信号采集、编码、传输、解码的整个流程，并且对其中的关键算法进行详尽的解释，比如离散余弦变换（DCT）在视频压缩中的作用，或者运动估计和补偿如何实现高效的视频编码。同时，对于 HDTV 的相关接口，比如 DVI、HDMI 的演进过程，不同版本的功能差异，以及在实际应用中可能遇到的兼容性问题，我也希望能有更清晰的认识。我非常看重这本书的“严谨性”，希望它能提供扎实的理论基础和清晰的逻辑分析，让我能够真正理解数字视频和 HDTV 技术的核心。这本书的出现，对我来说，就像是在迷雾中找到了方向，我期待着它能带领我深入探索这个充满挑战和机遇的领域。

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这本书的出现，简直是为我这样痴迷于数字视频技术和高清电视信号处理的“技术宅”量身定做的。我一直以来都对将模拟信号转化为数字信号的奇妙过程充满了好奇，更不用说 HDTV 那惊人的清晰度和色彩表现了，这一切背后究竟隐藏着怎样的算法和接口设计？当我在书店的电脑图形学专区偶然翻开《Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces》时，我几乎可以肯定，这就是我一直在寻找的那本“圣经”。这本书的封面设计就散发着一种严谨而专业的科技感，它没有那些华而不实的图示，而是直接用简洁的标题点明了其核心内容，这让我立刻感受到了它的深度和实用性。我尤其期待书中能够深入剖析那些构成数字视频“血脉”的编码、解码算法，比如 MPEG 系列的精髓，以及它们如何在有限的带宽下实现如此高效的传输和存储。同时，对于 HDTV 相关的接口标准，如 HDMI，它的发展历程、技术演进以及实际应用中的关键考量，也都是我想要一探究竟的。我知道，这不仅仅是一本介绍技术的书，更可能是一次对数字视频世界底层逻辑的深刻探索，足以让我对这项改变了我们生活方式的技术有更全面的认识。

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简直是常备救药啊

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