Three-Dimensional Kinematics of the Eye pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Fetter, M. (EDT)/ Haslwanter, T. (EDT)/ Misslich, H. (EDT)/ Tweed, D. (EDT)

出品人:

页数:457

译者:

出版时间:

价格:1824.00元

装帧:HRD

isbn号码:9789057021480

丛书系列:

图书标签:

• 眼动学
• 三维运动学
• 眼球运动
• 生物力学
• 视觉科学
• 眼科
• 医学工程
• 运动分析
• 眼部解剖
• 临床生物力学

探索视动世界：从生物力学到神经控制的综合视角 本书旨在深入剖析眼睛运动的复杂机制，超越单纯的几何描述，聚焦于驱动和调控眼球运动的生物物理基础、神经回路以及其在视觉感知中的核心作用。我们相信，理解眼睛如何精确地捕捉外部世界，是理解人类高级认知功能的一把钥匙。 第一部分：眼球运动的生物力学基础 本部分将建立理解眼球运动所需的物理和工程学框架。我们不会停留在教科书式的力学定义，而是将其置于眼球这一高度特化的生物系统中进行探讨。 1.1 眼球的几何与物理特性： 我们首先对眼球进行生物力学建模。这包括对巩膜、脉络膜和视网膜的各向异性（Anisotropy）的探讨，以及晶状体和玻璃体的流变学特性分析。重点在于如何用弹塑性模型来描述眼球在眼外肌牵拉下的动态形变，这对于理解眼压变化与视觉质量的关系至关重要。我们将详细分析眼球作为非线性、非均匀材料的特性，以及如何将其简化为可操作的计算模型。 1.2 眼外肌的结构与功能耦合： 眼睛的驱动力来源于六条主要的眼外肌。本章将详细描述这些肌肉的微观结构，特别是它们独特的肌纤维组成——快抽搐纤维（Fast-twitch fibers）与慢抽搐纤维（Slow-twitch fibers）的比例差异及其对运动速度和耐力的影响。更进一步，我们将探讨肌肉的张力产生机制，包括肌浆网钙离子释放的动力学模型，以及肌肉在不同长度下的力-张力关系，即帕斯卡定律在眼外肌系统中的实际应用。 1.3 运动学约束与自由度分析： 眼睛的运动并非完全自由的，它受到眼眶结构的物理限制。本节将使用欧拉角（Euler Angles）和四元数（Quaternions）来精确描述眼球在三维空间中的姿态变化。我们将详细推导并量化眼球在边界条件下的运动学约束方程，解释为什么存在“运动范围限制”（Range of Motion Limits），以及这些限制如何影响双眼协调。 1.4 眼球的阻尼与惯性： 眼球运动的平稳性依赖于眼球周围的流体动力学环境。我们计算了眼内流体（玻璃体）和眶内脂肪对眼球运动产生的粘滞阻力（Viscous Damping）。通过计算雷诺数（Reynolds Number）的量级，论证了眼球运动主要处于层流状态，并推导出能够精确预测眼球停止运动所需时间的阻尼模型。同时，也分析了眼球的惯性对快速扫视（Saccades）起始和终止的贡献。 第二部分：神经控制回路的解析 眼睛的运动是神经系统最快速、最精确的输出之一。本部分深入探究了控制眼球运动的特定神经网络和信号处理机制。 2.1 眼动信号的生成：前庭眼反射（VOR）与扫视（Saccades）的神经发生： 我们将核心置于脑干中的特定核团，如前庭核（Vestibular Nuclei）和脑桥网桥（Pons Reticular Formation）。详细解析了VOR如何通过前庭蜗神经（Vestibulocochlear Nerve）将头部的角速度信息直接转化为反向的眼球补偿运动。对于扫视，我们关注于顶间脑区（Interparietal Area, LIP）和前庭中枢（Oculomotor Nucleus）之间的“预置”信号（Tonic Signal）与“触发”信号（Phasic Burst）的转化过程，以及如何确保扫视的终点精确预测。 2.2 平滑追随运动（Smooth Pursuit）的反馈机制： 追随运动要求眼睛的速度与视野中移动目标的速度精确匹配。本章分析了视觉皮层（尤其是V3和MT/V5区）如何提取目标运动向量，并将该信息转化为驱动眼外肌的慢速、持续的神经冲动。我们将探讨视觉误差信号（Visual Error Signal）如何通过小脑的反馈通路进行实时修正，以维持运动的平滑性。 2.3 双眼运动的协调：融像与立体视觉的神经基础： 眼睛的协同工作是实现三维感知的基础。我们探讨了汇聚（Convergence）和分离（Divergence）反射的整合。重点分析了视觉皮层中对齐神经元（Alignment Neurons）的角色，以及如何通过控制双侧眼外肌的相对激活强度来维持双眼视野的精确重叠（Foveal alignment），即便是在注视近处或远处物体时。 2.4 离散神经元的计算模型： 本部分将运用计算神经科学的方法，构建关键神经元群体的Hodgkin-Huxley模型或积分-发放（Integrate-and-Fire）模型。这些模型用于模拟脑干中“中央模式发生器”（Central Pattern Generator, CPG）的活动，展示神经元如何从非周期性的输入中产生高度节律性或爆发性的输出信号来驱动眼球运动。 第三部分：眼动与认知功能的交织 眼睛的运动不仅仅是物理反应，它们是认知过程的直接体现。 3.1 扫视的“微观结构”与认知负荷： 我们将研究扫视的内在属性——振幅、持续时间（潜伏期）与速度之间的线性关系（皮茨法则，Pike’s Law），并探讨这些参数如何受到注意力、决策时间和工作记忆负荷的影响。例如，认知冲突（如Stroop任务）如何系统性地延长扫视的潜伏期。 3.2 凝视的生物学意义： 凝视（Fixation）并非静止不动，而是由微小的、持续的修正性运动（如微震颤，Tremor）组成的动态平衡。我们分析了持续凝视下，视觉系统如何“适应”（Adaptation）掉不变的刺激，以及微小的眼跳（Microsaccades）在刷新视觉感受野内的图像，防止感知消失中的关键作用。 3.3 病理学视运动的诊断指标： 深入探讨眼动障碍（如眼球震颤Nystagmus、复视Diplopia）背后的神经或肌肉损伤机制。通过分析异常运动的时域和频域特征，本书提供了一套基于生物力学和神经生理学的诊断框架，用以区分中枢性损伤与外周性损伤。 本书旨在为神经科学家、生物物理学家、生物医学工程师以及临床眼科医生提供一个跨学科的、深入的参考，以全面理解人类视觉运动的工程奇迹。

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作为一名对生物工程和人机交互领域有着浓厚兴趣的读者，我将《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》视为一本具有里程碑意义的著作。我预期这本书会以一种极其严谨和系统的方式，阐述眼球在三维空间中运动的动力学原理。我非常期待书中能够详细介绍眼球运动的“运动学方程”，这些方程是否能够精确地描述眼球在不同方向、不同速度下的运动状态？书中是否会深入探讨眼球运动的“约束条件”，例如眼睑的限制，或者眼球周围骨骼的结构对运动范围的影响？我设想，作者必定会通过大量的实验数据和仿真模拟来验证其理论模型，我希望书中能够提供一些具体的案例研究，展示这些理论在实际应用中的有效性。例如，如何在机器人视觉系统中模拟人眼的运动？或者，如何通过分析眼球运动来诊断某些神经系统疾病？

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对于《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这本书，我抱有一种非常强烈的探索欲望。我设想，这本书的精髓在于其“三维运动学”这一核心概念，它不仅仅是描述眼球的移动，更是一种对眼球在三维空间中如何精确、高效地执行每一个动作的深入理解。我猜测书中会详细解释眼球运动的坐标系和参照系，这对于理解复杂的空间运动至关重要。我非常期待看到书中对眼球运动的生理机制进行细致的描绘，例如，神经信号是如何从大脑传递到眼部肌肉，又是如何精确控制肌肉的收缩和舒张，从而驱动眼球完成特定的运动。书中是否会涉及视觉稳定机制，比如当我们头部移动时，眼球如何进行反向运动以保持视野的稳定？这无疑是令人着迷的一部分。此外，我对书中可能包含的数学模型和算法充满期待，它们是如何用来描述和预测眼球的运动轨迹，又是如何应用于眼科疾病的诊断和治疗，抑或是用于设计更先进的虚拟现实和增强现实技术。

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《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这本书，在我尚未阅读之前，就已在我心中勾勒出一幅关于眼睛精密运作的壮丽图景。我设想，这本书将带领我深入理解眼球在三维空间中的“运动学特性”。我期待书中能够详细阐述眼球运动的“坐标系和旋转表示法”，这对于精确描述眼球的姿态至关重要。我希望书中会深入探讨眼球运动的“驱动机制”，即眼部肌肉是如何以高度协调的方式协同工作，从而实现各种复杂的眼球运动。例如，如何实现平滑的视觉跟踪，又如何快速地完成扫视。我也会关注书中是否会涉及眼球运动的“控制算法”，这些算法是如何将大脑的指令转化为眼球精确的运动。

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对于《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这本书，我充满期待。我设想，它将是一本系统性阐述眼球在三维空间中运动学原理的深度著作。我非常好奇书中会如何详细地描述眼球运动的“自由度”，以及眼球是如何在这些自由度内实现如此丰富多样的运动模式，例如扫视、跟踪、注视等。我期待书中能够运用严谨的数学工具，比如向量分析、微分几何等，来构建眼球的“运动学方程”，从而精确地描述眼球的姿态和运动状态。同时，我也对书中可能涉及到的“生物力学模型”很感兴趣，眼部肌肉的收缩特性、眼球的弹性以及眼内压等因素是如何共同作用，从而驱动眼球进行精准运动的。

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我一直对人类身体的精妙之处感到着迷，而眼睛作为我们感知世界最重要的器官之一，其运动的复杂性更是令人惊叹。《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这个书名，立刻吸引了我。我设想，书中必定会以一种高度专业化的方式，来解析眼球在三维空间中的运动学原理。我期待书中能够详尽地介绍眼球的“运动学模型”，这些模型是如何精确地描述眼球的旋转和平移的。我也会非常关注书中对眼球运动“动力学特性”的探讨，比如眼球的惯性、阻尼以及肌肉产生的扭矩等因素是如何影响眼球的运动。此外，我希望书中能够提供一些关于眼球运动“测量技术”的信息，是如何通过各种先进的仪器来捕捉和记录眼球的运动数据。

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当我翻开《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》时，我首先被其内容的严谨性所震撼。它并非一本泛泛而谈的科普读物，而是直指眼球运动的本质，用一种高度专业化的视角来剖析这个我们习以为常却又极其复杂的生理过程。我非常好奇书中对于“三维运动学”的定义和应用，它是否意味着不仅仅关注眼球在二维平面上的扫视和跟踪，更会深入到眼球在三维空间中的旋转、俯仰、以及头部运动所带来的联动变化？我预设书中会详细介绍眼睛的解剖学结构，特别是那些直接驱动眼球运动的肌肉群——上直肌、下直肌、内直肌、外直肌、上斜肌、下斜肌——它们是如何以一种高度协调的方式协同工作，以实现各种复杂的眼球运动。我期待能够理解它们各自的功能，以及在不同运动模式下，它们扮演的角色是如何变化的。更重要的是，我希望书中能有关于眼球运动的动力学模型，解释这些肌肉产生的力量如何转化为眼球的角速度和角加速度，以及是否存在一些重要的物理定律来约束眼球的运动。

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在我看来，《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这本书，不仅仅是对眼球运动的简单描述，更是对其背后的复杂物理学和生物学原理的深刻挖掘。我预期书中会以一种极其严谨的科学态度，来阐述眼球在三维空间中的运动学。我非常渴望了解书中是如何构建眼球的“运动学模型”，这些模型是否能够精确地反映眼球在不同运动状态下的行为，并且能够进行预测。我期待书中能够详细解释眼球运动的“动力学方程”，这些方程是否能够解释眼球是如何在神经指令的驱动下，克服惯性和阻力，实现平滑而精确的运动。此外，我也会关注书中是否会探讨眼球运动的“稳定性问题”，以及大脑是如何通过复杂的反馈机制来维持视觉的稳定。

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这本书的封面设计就透露出一种严谨与深邃的气息，灰蓝色调的背景上，抽象的三维几何图形若隐若现，仿佛是眼睛内部错综复杂的肌肉与骨骼结构在视觉上的投影。我拿到这本书的时候，就已经被它所传递出的专业感深深吸引。作为一个对视觉科学和工程学领域充满好奇的读者，我一直渴望能有一本能够系统性地解释眼睛运动背后复杂机制的著作，而《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》似乎正是满足我这一期望的绝佳选择。我设想，书中必定会深入探讨眼球在三维空间中的运动轨迹，如何通过一系列精确的肌肉协同作用来实现平滑、稳定且富有弹性的视觉跟踪。我非常期待看到书中对眼球运动的数学模型进行详细阐述，例如如何运用向量、矩阵等工具来描述眼球的旋转和位移，以及这些运动如何与大脑的指令相互关联。此外，我也会关注书中是否会涉及眼球运动中的生物力学原理，比如肌肉的收缩力、眼球的惯性以及眼内压力的影响等等，这些都是理解眼球运动机制不可或缺的要素。我希望书中能够用清晰易懂的语言，结合丰富的插图和图表，来阐释这些相对抽象的概念，从而帮助我这个非专业背景的读者也能领略到眼球运动的精妙之处。

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在我看来，《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这本书，无论其具体内容如何，单凭书名就足以勾起我对眼球运动奥秘的无限遐想。我期待它能为我揭示“三维运动学”在眼球运动中的具体应用。我猜想，书中会用非常精密的数学语言来描述眼球的运动，比如使用旋转矩阵、欧拉角、四元数等工具来表示眼球的姿态变化。我特别好奇书中会如何解释眼球运动的“自由度”，以及眼球是如何在有限的自由度内实现如此多样化的运动。此外，我希望能从书中了解到，眼球运动的“速度和加速度”是如何被精确控制的，这其中是否涉及到复杂的反馈机制？我设想，书中也会对眼球运动的“误差和不确定性”进行探讨，以及如何通过算法来补偿这些误差，以保证视觉的准确性和稳定性。

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《Three-Dimensional Kinematics of the Eye》这本书，在我眼中，不仅仅是一本关于眼球运动的学术专著，更像是一扇通往视觉感知世界深层奥秘的窗口。我预感书中会以一种极其详尽的方式，深入探讨眼球在三维空间中的运动规律。我非常渴望了解书中是如何定义和量化眼球的“运动轨迹”，是否会涉及一些复杂的几何学和代数方法来描述这些轨迹？我期待书中能够详细阐述眼球运动的“驱动机制”，即眼部肌肉是如何协同发力，以微秒级的精度完成每一次眼球的转动。此外，我希望书中能够对眼球运动的“控制系统”进行深入的剖析，大脑是如何发送指令，以及这些指令是如何被精确转化为眼球的动作。我也会关注书中是否会提及眼球运动与“空间感知”之间的联系，以及眼球运动学在理解人类如何构建三维世界感知中的作用。

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