3D視覺專題製作：Kinect、Processing、Arduino及MakerBot pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 3D視覺
• Kinect
• Processing
• Arduino
• MakerBot
• 交互藝術
• 創意編程
• 硬件DIY
• 傳感器
• 視覺技術

　　從探索中學習

　　這是一本詳細的實作指南，想要利用微軟的 Kinect（這是一颱讓電腦能夠看見的體感裝置）建立酷炫應用的人，可以從本書獲得必要的技術和概念。本書將通過六個內容充實的專題，讓你學會如何為軟體建立手勢介麵、使用動作捕捉（motion capture）技術建立有趣的 3D 互動遊戲、為客製化製造（custom fabrication）使用 3D 掃描，以及許多其他應用。

　　本書非常適閤業餘愛好者、製作者、藝術傢和玩傢閱讀，書中會介紹如何以現成的廉價工具（包括開源的 Processing 程式語言以及 Arduino 微控製器）來完成每個專題。你在本書所學到的基本技能，將可讓你利用 Kinect 建構齣與眾不同的作品。

　　閱讀本書，你將能夠：
　　．在 Mac OS X、Windows 或 Linux 上開發 Kinect 的應用
　　．使用姿勢偵測（pose detection）與骨架化（skeletonization）技術來追蹤影像中的人體，以及使用區塊追蹤（blob tracking）技術來偵測物體
　　．分析及操作點雲（point clouds）
　　．利用 3D 掃描技術為設計及製造建立模型
　　．利用 MakerBot、RepRap 或 Shapeways 印刷齣 3D 物體
　　．瞭解動畫和遊戲的動作追蹤（motion tracking）技術
　　．建構一個簡單的機器人手臂，可以模擬你的手臂的動作
　　．瞭解技藝高超的藝術傢如何利用 Kinect 建構齣引人入勝的作品

作者簡介

Greg Borenstein

　　作者的工作是研究如何以特殊效果做為藝術錶達的媒介，他是個藝術傢及老師，並且是紐約大學互動電子通訊研究所的駐地研究員。Greg 醉心於跨越影像與實務界綫的特效技術。

跨越數字與物理的界限：嵌入式係統、交互設計與快速成型的深度探索 本書聚焦於當代技術交叉領域的前沿實踐，旨在為讀者提供一套係統化、高強度的動手能力訓練框架。我們深入探討瞭如何利用現有的成熟平颱和新興技術，構建兼具智能感知、實時交互與物理實體輸齣的復雜係統。本書內容涵蓋瞭從底層硬件編程到高級數據可視化、從傳感器融閤到三維建模與打印的完整工作流，強調理論與實踐的高度統一。 --- 第一部分：低功耗微控製器與實時控製係統構建 本部分將讀者引導至嵌入式係統的核心，重點剖析如何高效地利用主流的開源硬件平颱進行精確、可靠的實時控製。我們摒棄過於基礎的“點亮LED”示例，直接進入到需要復雜時序管理和外部接口協調的應用場景。 章節一：高級嵌入式編程範式與資源優化 深入探討微控製器（如基於ARM Cortex-M架構的芯片）的內存管理、中斷服務程序（ISR）的編寫規範及其對係統實時性的影響。內容包括： 實時操作係統（RTOS）選型與移植： 詳細對比 FreeRTOS、Zephyr 等主流 RTOS 在資源占用、任務調度算法（如優先級繼承、死鎖預防）上的差異。實踐部分將演示如何在資源受限的環境中成功移植和配置一個輕量級 RTOS，並實現多任務並發。 能效優化技術： 針對電池供電設備，講解睡眠模式（Sleep Modes）的精細化管理，包括喚醒源配置、周期性喚醒（Wakup Source Management）和功耗分析工具的使用。 底層驅動開發： 不僅僅是調用庫函數，而是深入SPI、I2C、UART等通信協議的寄存器級操作，確保數據傳輸的穩定性和速度。重點講解如何編寫健壯的總綫仲裁邏輯。 章節二：傳感器數據采集與信號調理的藝術 本章著重於如何從物理世界獲取高質量、低噪聲的信號，並將這些信號轉化為可供數字係統處理的精確數據。 噪聲抑製與濾波技術： 深入講解數字濾波器的設計，包括有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（I2C）濾波器的係數設計、Z域分析以及在嵌入式平颱上的定點數實現。對比卡爾曼濾波（Kalman Filtering）在狀態估計中的應用，特彆是在處理非綫性或高斯噪聲環境下的姿態估計問題。 高精度模數轉換（ADC）的應用： 解析多通道ADC的交織采樣、過采樣（Oversampling）技術以提高有效位數（ENOB），並討論如何補償溫度漂移和電源波動對測量精度的影響。 跨平颱數據同步與校驗： 設計可靠的數據包結構，實現數據完整性校驗（如CRC校驗）和時間戳同步機製，確保采集的數據在傳輸過程中不丟失信息且時間有序。 --- 第二部分：高級人機交互與數據流可視化 本部分轉嚮數據處理和用戶界麵（UI）的構建，重點關注如何以直觀、高效的方式呈現復雜的實時數據，並實現雙嚮的人機交互邏輯。 章節三：麵嚮實時數據的編程環境與數據綁定 本章選擇一個強大的開源圖形編程框架作為核心工具，探討其在處理高幀率、多源數據流時的性能瓶頸與優化策略。 圖形渲染管綫剖析： 詳細解析該環境的渲染流程，包括場景圖（Scene Graph）的構建、批處理（Batching）技術在減少繪製調用（Draw Calls）中的作用。 高性能數據綁定： 探討如何構建高效的“數據到視覺”的映射機製，避免不必要的對象重建或冗餘計算。實踐內容包括使用延遲渲染技術處理大量動態點雲或矢量數據。 異步數據處理架構： 引入反應式編程（Reactive Programming）的理念，分離數據采集綫程與渲染綫程，使用事件流（Event Streams）和調度器來保證UI的流暢性，即便底層數據更新頻率很高。 章節四：自定義交互邏輯與事件驅動模型 構建真正智能的交互係統需要超越簡單的“點擊”響應，轉而實現基於情景和狀態的復雜邏輯。 狀態機在交互設計中的應用： 使用有限狀態機（FSM）模型來管理復雜的交互狀態，例如，設備連接狀態、數據采集模式、錯誤處理流程等。 手勢與意圖識彆的抽象層： 探討如何將原始輸入（如鼠標位置、按鈕按下）抽象為高層級的用戶“意圖”。設計一套靈活的事件分發係統，允許不同模塊監聽和響應特定的高層級事件。 參數化控製接口： 創建可動態加載和保存的配置麵闆，使用滑塊、鏇鈕等控件直接映射到底層嵌入式係統的特定參數（如PID增益、濾波器係數），並實現即時反饋和在綫調參功能。 --- 第三部分：從數字模型到物理實體：增材製造與係統集成 最後一部分將理論和代碼的成果轉化為實際可觸摸的物理産品，關注如何將電子係統與定製化的外殼和結構完美結閤。 章節五：拓撲優化與結構設計 for 電子設備 本章側重於如何設計齣既能容納復雜電子元件，又具備優異散熱和機械強度的定製化外殼。 參數化建模基礎： 運用專業建模軟件，重點學習如何使用約束（Constraints）和驅動（Drivers）來創建參數驅動的模型，方便進行設計迭代和尺寸調整。 熱管理與結構仿真初探： 介紹基本的有限元分析（FEA）概念，用於評估定製外殼的散熱性能和應力分布。學習如何通過開口、散熱片幾何形狀的微調來優化熱傳導路徑。 連接器與裝配設計： 精確設計PCB、傳感器和執行器的安裝點，包括卡扣（Snap-fit）、螺紋孔、以及免工具快速拆卸的結構方案。 章節六：高級增材製造策略與後處理 超越基礎的FDM打印，本章探討提升最終産品質量和耐用性的專業打印技術。 材料科學在快速成型中的選擇： 比較工程塑料（如ABS、PETG）與高性能聚閤物（如尼龍、PC）在拉伸強度、耐溫性、以及後處理兼容性方麵的差異。 支撐結構的設計與移除優化： 講解如何通過調整模型方嚮和支撐類型（樹狀、懸浮橋等）來最小化支撐材料的使用量，並設計易於移除的穿透式支撐。 錶麵精飾與功能化後處理： 涵蓋化學平滑技術（如ABS蒸汽平滑）、填充與打磨工藝，以及如何對打印件進行電鍍、塗層或粘閤劑處理，以實現防水或電磁屏蔽等功能需求。 本書的最終目標是培養讀者一種“係統思維”——從一個概念誕生，到硬件選型、軟件架構、數據交互，最終到物理形態的完整閉環實現能力。它要求讀者不僅會編程，更要理解電子學原理和機械設計的基礎，是麵嚮高階創客、嵌入式工程師和交互設計師的實踐指南。

前言
chapter 01 Kinect 是什麼？
chapter 02 深度影像
chapter 03 點雲
chapter 04 骨架資料
chapter 05 為數位製造進行掃描
chapter 06 利用 Kinect 操縱機器人
chapter 07 總結：下一步該如何？
附錄
索引

评分☆☆☆☆☆

最近入手瞭《3D視覺專題製作》這本書，我個人一直對 MakerBot 這種3D 打印技術非常感興趣，總覺得以後我們生活的方方麵麵都會被它改變。我平時比較喜歡動手做一些小東西，比如打印一些模型零件，或者是自己設計一些生活用品。這本書裏把 Kinect、Processing、Arduino 和 MakerBot 這幾個看似獨立的科技都整閤在一起，讓我覺得非常驚喜。我一直很好奇 Kinect 的傳感器是如何捕捉到我們身體的動作的，以及 Processing 如何將這些動作轉化為可執行的代碼，從而實現各種視覺效果。而 Arduino 則提供瞭連接物理世界和數字世界的橋梁，讓我能夠控製更多的外部設備，包括 MakerBot 3D 打印機。我一直夢想著能夠設計並打印齣一個可以互動的機器人，或者是一個能夠根據我的指令來改變形狀的藝術品。這本書讓我覺得，這些曾經遙不可及的夢想，似乎就在眼前，隻需要按照書中的指導，一步步地去實現。我尤其期待書中能有關於如何設計復雜的 3D 模型，以及如何將 Processing 和 Arduino 的代碼與 MakerBot 進行完美結閤的詳細講解，這樣我纔能真正地將我的創意變成觸手可及的現實。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到《3D視覺專題製作》這書名，我第一個聯想到的就是“未來生活”！我一直對3D打印技術很著迷，總覺得以後每個人都可以在傢3D打印自己需要的東西，像是定製的傢具、零件，甚至是食物！這本書把3D打印機MakerBot也放進來瞭，我猜它應該會教我們怎麼設計3D模型，然後用MakerBot打印齣來。最讓我期待的是，它把Kinect、Processing和Arduino這些看起來有點獨立的科技組閤在一起，這就像是把我們腦海裏的創意，通過Kinect變成數字信號，再用Processing進行有趣的視覺化設計，最後通過Arduino控製MakerBot把這些設計變成觸手可及的實體！這過程聽起來就超級酷炫，絕對不是那種枯燥的技術手冊。我一直很想親手製作一些有意思的裝置，比如一個能根據天氣自動調整窗簾的智能傢居模型，或者是一個用3D打印齣來的機器人模型，並且能讓它通過Kinect感應我的動作來跳舞。這本書感覺就是把這些奇思妙想都變得可行瞭，而且提供瞭具體的工具和方法，讓我可以真正地動手實踐。我非常期待書裏能夠提供一些實際的案例和項目，讓我可以跟著一步步學習，甚至能夠發揮自己的創意，做齣獨一無二的作品。

评分☆☆☆☆☆

我是一位對科技和藝術結閤充滿好奇的讀者，收到《3D視覺專題製作》這本書，感覺像是打開瞭一個全新的世界！我一直對Kinect的體感技術非常著迷，想象著用自己的身體去驅動電腦中的虛擬形象，或者創作齣獨一無二的藝術品，光是想想就覺得興奮。而Processing作為一種視覺編程語言，對我這種更偏嚮於感性創作的人來說，無疑是打開瞭新大門，我期待它能幫助我將Kinect收集到的數據轉化為令人驚艷的視覺效果。更不用說Arduino這個強大的微控製器，以及MakerBot這個能夠實現我腦海中3D設計的打印機，它們組閤在一起，就如同是我的創意變成現實的魔法棒。我一直夢想著能夠製作齣一些獨一無二的互動裝置，比如一個能隨著我的情緒變色的燈光裝置，或者一個能夠根據我的手勢來播放音樂的音響係統。這本書的書名就直接點齣瞭這些核心技術，讓我覺得它絕對能夠提供最直接、最有效的學習路徑，讓我從理論到實踐，一步步地實現我的3D視覺創作夢想。我非常希望書中能有詳細的步驟指導和豐富的圖示，幫助我剋服技術上的睏難，順利地完成每一個項目。

评分☆☆☆☆☆

這本《3D視覺專題製作》真是我最近讀到最有趣的技術書之一！我平常就對DIY和創客文化很感興趣，尤其迷戀那些能讓虛擬世界和真實世界連接起來的酷玩意兒。書裏一開始就介紹瞭Kinect，光是想到能用肢體動作來控製電腦，就覺得超有未來感。我特彆好奇它怎麼捕捉我們的身體動作，書中應該會很詳細地解釋其中的原理吧？還有，Processing這個視覺編程語言聽起來就很適閤我這種想玩創意但又不想寫復雜代碼的人，我猜它應該會教我們怎麼用Kinect的感應數據來創作齣各種視覺效果，比如根據你的動作生成動態的圖形或者音樂，想想都覺得興奮！而且，Arduino和MakerBot這兩個我之前也有所耳聞，一個是可以自己編程的微控製器，另一個是3D打印機，把它們結閤起來，簡直就是把自己的想法變成實物的超級組閤。我一直以來都想嘗試製作一些自己的小玩意兒，比如一個能感應到你靠近就亮燈的燈，或者一個能幫你抓取小東西的機械手臂，這本書感覺就是我的絕佳入門指南，讓我可以從零開始，一步步把這些科幻般的想法變成現實。我真的很期待書裏能有豐富的圖文解說，讓我這個視覺型學習者也能輕鬆上手。

评分☆☆☆☆☆

這本《3D視覺專題製作》簡直是為我這種“想太多，做太少”的人量身定做的！我平時就喜歡在網上看各種創客大神的作品，那些用Kinect製作的互動裝置，或者是用3D打印機打印齣來的精美模型，都讓我驚嘆不已。但我總覺得這些東西離我太遙遠，好像需要非常專業的知識和昂貴的設備纔能實現。這本書裏居然把Kinect、Processing、Arduino和MakerBot這幾個聽起來就很厲害的科技都聚在一起瞭，讓我覺得好像那些遙不可及的夢想突然變得觸手可及。特彆是Kinect，我一直很好奇它到底是怎麼“看”到我們的動作的，書裏應該會深入淺齣地講解原理吧？還有Processing，我不太擅長復雜的編程，所以一直很想找一種更容易上手的視覺編程工具，這本書會不會就是答案？最重要的是，有瞭Arduino和MakerBot，我就可以把數字世界裏的創意，真正變成實體的東西，比如設計一個獨特的手機支架，或者製作一個能互動的藝術品。我非常希望這本書能提供一些入門級的項目，讓我可以從簡單的開始，慢慢摸索，最終能夠做齣屬於自己的、有創意的3D視覺作品。