无线通讯系统概论：行动通讯与网路 4/e pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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计算机图形学基础：原理与应用 本书涵盖了计算机图形学领域的核心概念、数学基础以及前沿技术，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。我们将从最基础的几何表示和变换入手，逐步深入到光照模型、纹理映射、渲染管线以及三维重建等复杂主题。本书的重点在于理论与实践的结合，确保读者不仅掌握了背后的数学原理，还能在实际应用中有效地运用这些知识。 --- 第一部分：图形学的数学基石与几何表示 本部分是整个图形学领域的逻辑起点，为后续所有视觉效果的生成打下坚实的数学基础。 第一章：引言与计算机图形学的历史回顾 本章首先界定计算机图形学的范畴，解释其在仿真、设计、娱乐和科学可视化中的关键作用。我们将回顾图形学从早期的向量绘图到现代实时渲染的发展历程，特别是交互式图形系统的兴起如何改变了人机交互的模式。本章还会简要介绍图形学领域主要的硬件加速技术，如GPU的演进及其对实时渲染性能的革命性影响。 第二章：线性代数与空间变换 图形学的核心在于如何在计算机中精确地描述和操作三维空间中的对象。本章将详细阐述支撑这一切的数学工具。 向量代数： 重点介绍向量的加减、点积（内积）和叉积（外积）在几何计算中的物理意义，如计算投影、法向量和角度。 齐次坐标系统： 解释为何需要引入第四个维度（$w$分量），以及它如何统一平面上的平移、缩放、旋转等仿射变换。 变换矩阵的构建与应用： 详细推导二维和三维空间中各种基本变换（平移、旋转、缩放）的矩阵表示。重点讨论复合变换（Concatenation of Transformations）的顺序依赖性，并通过实例演示如何构建一个完整的对象变换流程（模型变换、视图变换和投影变换）。 变换的逆运算： 讨论如何利用逆矩阵来恢复原始空间或进行反向操作，这在物理模拟和碰撞检测中至关重要。 第三章：曲线与曲面的数学描述 为了在屏幕上表示光滑、连续的物体轮廓，需要强大的参数化工具。本章深入探讨描述几何形状的数学方法。 参数曲线： 介绍分段线性函数（折线）的局限性，并引出贝塞尔（Bézier）曲线，详细分析其控制点、次数和几何属性（如端点插值、局部控制性）。随后介绍B样条（B-Splines）和NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines），重点阐述NURBS在工程和CAD领域中的不可替代性，特别是其对圆锥曲线的精确表示能力。 参数曲面： 讲解如何通过张量积（Tensor Product）将一维曲线扩展到二维曲面，如Bézier曲面和NURBS曲面。讨论曲面的法向量计算及其在光照模型中的应用。 --- 第二部分：从三维到二维的投影与可视化 本部分关注如何将抽象的三维几何模型，通过特定的数学模型投射到二维的屏幕平面上，形成我们最终看到的图像。 第四章：观察空间与视图变换 本章聚焦于“摄影机”的角色，即如何定义用户在三维场景中的位置和朝向。 世界坐标系与观察坐标系： 明确不同坐标系之间的转换关系。 视图矩阵的构建： 详细介绍如何根据视点位置（Eye）、观察目标（Look At）和上向量（Up Vector）来构造视图矩阵，实现场景的平移和旋转，使观察者处于坐标系的原点并面向特定方向。 第五章：投影模型与裁剪 投影是将三维信息压缩到二维平面的关键步骤，不同的投影方式决定了最终图像的透视效果。 正交投影（Orthographic Projection）： 适用于需要精确尺寸测量的工程图，解释其矩阵如何消除深度信息（$w$分量保持不变）。 透视投影（Perspective Projection）： 模拟人眼视觉，近大远小的效果。推导近平面（Near Plane）和远平面（Far Plane）的参数如何构建透视投影矩阵，以及深度值的编码方式。 规范化设备坐标系（NDC）： 解释投影变换的最终目的——将所有可见几何体映射到一个标准的立方体（通常是 $[-1, 1]^3$ 范围内）。 视截体裁剪（Frustum Culling）： 介绍如何高效地剔除完全位于观察视锥体之外的几何体，这是优化渲染性能的第一道关键屏障。 --- 第三部分：光栅化与实体绘制技术 光栅化是将几何图元（三角形）转换为屏幕像素集合的过程，是实时图形学（如游戏引擎）的核心技术。 第六章：三角形光栅化算法 本章深入探讨如何将屏幕上的三角形分解为被覆盖的像素。 边函数（Edge Functions）： 讲解如何利用向量的叉积或符号函数来快速判断一个像素点是否位于三角形的内部。 扫描线算法： 介绍经典的扫描线方法，如何计算扫描线上与三角形边界的交点，并进行像素的初始化和插值。 亚像素精度与抗锯齿基础： 讨论光栅化带来的锯齿问题，并引入超级采样（SSAA）作为早期抗锯齿的原理性方法。 第七章：深度缓冲与可见性判定 在复杂场景中，物体相互遮挡是常态，本章解决“哪个物体在最前面”的问题。 Z-Buffer（深度缓冲）： 详细解释深度缓冲区的原理，包括深度值的编码、计算和写入过程。分析Z-fighting（深度冲突）的成因及缓解策略。 画家算法（Painter's Algorithm）： 作为对比，介绍基于物体排序的可见性判定方法，并分析其在处理相互穿插物体时的局限性。 --- 第四部分：光照、材质与纹理 本部分探讨如何赋予几何体真实感和表面细节，使它们看起来像真实世界中的材料。 第八章：光照模型基础 真实感图形学的关键在于模拟光线与物体表面的交互。 局部光照模型： 深入分析Phong模型（或改良的Blinn-Phong模型），将其分解为环境光（Ambient）、漫反射（Diffuse）和镜面反射（Specular）三个分量，并详细推导各个分量与法线、光源方向、视线方向的关系。 法线的重要性： 强调表面法线在光照计算中的核心地位，讨论法线插值（Gouraud Shading）与法线重建（Phong Shading）的区别和视觉效果差异。 第九章：纹理映射与参数化 纹理是将二维图像信息应用到三维表面，以增加细节和复杂性的高效手段。 UV坐标系： 介绍参数空间（UV）的概念，以及如何将三维表面上的点映射到二维纹理图上。 纹理的过滤技术： 讨论当纹理分辨率与屏幕像素不匹配时出现的问题（走样），介绍最近邻插值、双线性插值（Bilinear Filtering）的原理，以及MIP贴图（Mipmapping）如何通过预先计算解决纹理的过度采样问题。 第十章：高级材质表现 介绍超越基础Phong模型的更真实的材料表现技术。 环境贴图与反射： 介绍立方体贴图（Cubemap）技术，以及如何使用它来实现环境光照和基于物理的反射效果。 凹凸贴图（Bump Mapping）与法线贴图（Normal Mapping）： 解释这些技术如何在不增加几何复杂性的前提下，通过修改表面法线向量来模拟表面的微小起伏和细节。 --- 第五部分：现代渲染管线与计算图形学 本部分将视角从传统的固定功能管线转向现代可编程的GPU架构。 第十一章：可编程渲染管线（GPU编程模型） 渲染管线概述： 详细介绍现代GPU的流水线结构，明确顶点着色器（Vertex Shader）、片段着色器（Fragment Shader）在整个流程中的确切位置和作用。 顶点着色器： 分析其主要任务，如模型/视图/投影变换、法线转换、以及向后续阶段传递插值数据。 片段着色器： 阐述其在像素级别执行光照计算、纹理采样和最终颜色输出的核心功能。 第十二章：高级光照与全局照明概念 讨论如何模拟场景中光线的多次弹射，实现更逼真的效果。 辐射度（Radiosity）基础： 介绍用于处理漫反射全局光照的方法，虽然计算量大，但对室内场景的间接光照效果显著。 屏幕空间技术： 介绍如屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）等，这些技术利用深度和法线缓冲在屏幕空间内近似计算间接光照的影响，极大地提升了实时渲染的视觉质量。 --- 附录：并行计算与图形学性能优化 附录将简要介绍GPU架构（如SIMT模型）与图形学算法之间的内在联系，以及现代优化技术，如实例化（Instancing）和数据局部性，如何最大化利用并行硬件的潜力。 本书的深度内容和详尽的数学推导，使得读者能够从根本上理解图形渲染的每一个环节，为后续深入研究如光线追踪、物理渲染（PBR）或计算机动画等专业领域打下坚实的基础。

作者简介

曾恕铭／编译

　　学 历：美国普渡大学电机博士
　　现 职：国立台北科技大学电子所 (系) 教授
　　研究领域：无线通讯、MIMO、OFDMA、跨层资源分配最佳化

 

1. 绪 论
2. 绪论；机率、统计与流量理论；
3. 行动无线传播
4. 通道编码与错误控制
5. 细胞式概念
6. 多重无线存取
7. 多重分工技术
8. 通道分配
9. 行动通讯系统
10. 网路协定
11. 现有无线系统
12. IEEE 802.11 技术与存取点
13. 无线区域网路、无线个人网路、无线体域网路和无线大都会网路
14. 卫星系统
15. 无线技术之最新进展

 

编译序

　　本书英文版已经到第四版，由此可见其受欢迎的程度。此书和市面上一般的无线教科书不同。一般无线教科书不是偏网路（网路层，资讯、电机、电子等科系都有上）就是偏通讯（实体层，需先修电子、电机科系才有开的通讯原理）。本书原文作者本身虽为网路专长，但本书对于网路及通讯皆有一定的函盖，且阅读本书不需要先上过电子、电机科系才有开的先修课。本书的最大特点为：资讯、电子及电机系所大三至硕一的学生都可以使用本书。事实上本人从 2005 年起即使用本书（那时还是第一版）做为大三课程教科书。

　　本书内容广泛且浅显易懂，共分为十五章，内容含括：绪论；机率、统计与流量理论；行动无线传播；通道编码与错误控制；细胞式概念；多重无线存取；多重分工技术；通道分配；行动通讯系统；网路协定；现有无线系统；IEEE 802.11 技术与存取点；无线区域网路、无线个人网路、无线体域网路和无线大都会网路；卫星系统；无线技术之最新进展等内容。非常适合电子、电机及资讯相关科系之读者与提供无线通讯相关资讯及技术之参考价值。

 

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到《无线通讯系统概论：行动通讯与网路 4/e》这本书，真的是太有感触了！我算是个在科技浪潮里摸爬滚打的老兵了，从最早的2G、3G用到现在，见证了多少技术的变迁，也经历过多少从无到有的过程。这本书，我感觉就像一本沉甸甸的回忆录，又像是给后来人的宝典。我记得当年刚开始接触手机通讯的时候，简直是摸不着头脑，什么信道、什么编码，听起来都像外星语。但随着技术的发展，手机已经渗透到我们生活的方方面面，从语音通话到视频聊天，从股票交易到社交互动，几乎无所不能。这本书的出现，让我有机会重新梳理这些技术背后的逻辑，很多当年不甚了了的概念，现在看来都清晰多了。特别是关于网络演进的部分，从2G的语音为主，到3G的数据传输，再到4G的高速上网，直至现在的5G，每一代技术的进步都伴随着巨大的挑战和突破。这本书很详尽地介绍了这些演进的驱动因素、关键技术以及它们对我们生活产生的深远影响。而且，它还不仅仅停留在理论层面，还穿插了很多实际的应用案例，这对于我这样喜欢结合实际来理解知识的人来说，简直是太有帮助了。我常常在想，如果没有这些无线通讯技术的不断进步，我们今天的生活会是怎样一番景象？可能我们还在依赖着固定电话，信息传递的速度会慢到让人抓狂。所以，这本书不仅仅是关于技术，更是关于我们这个时代如何被科技重塑的生动记录。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排方式，我个人觉得相当的用心，而且对于我这种不太习惯枯燥理论的读者来说，真的太友好了。它并没有直接堆砌一堆公式和定义，而是非常有条理地一步步带你进入无线通讯的世界。我尤其欣赏它在介绍不同技术时，会先从宏观的系统架构入手，然后慢慢深入到各个子系统和关键技术。比如，在讲到移动通信的蜂窝网络结构时，它会先解释为什么需要这种结构，它解决了什么问题，然后再去讲解基站、小区、切换等概念。这种由大到小的讲解方式，让我很容易建立起一个整体的认知框架，再去看那些具体的细节，就不会觉得难以理解了。而且，书中穿插的图表和示意图，简直是我的救星！很多复杂的概念，比如多址技术、信道编码等等，光靠文字描述是很难想象的，但有了那些清晰的图示，立刻就能豁然开朗。我之前在学习过程中，也看过一些其他类似的教材，但很多都过于理论化，或者知识点跳跃性太大，容易让人产生挫败感。这本书在这方面做得非常出色，它似乎很了解读者的学习曲线，会循序渐进地引导，让你在不知不觉中掌握核心概念。我个人觉得，对于想要系统学习无线通讯，但又没有深厚技术背景的读者来说，这本书绝对是首选。它不仅能让你理解“是什么”，更能让你明白“为什么”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到《无线通讯系统概论：行动通讯与网路 4/e》这本书的时候，并没有抱太大的期望，毕竟“概论”这两个字有时意味着泛泛而谈。但读了几章之后，我完全改观了。它在“概论”的范畴内，却展现出了惊人的深度和广度。就拿其中关于频谱分配和管理的那一部分来说，一般这类书籍可能会一带而过，但这本书却花了相当多的篇幅去探讨其中的复杂性，包括国际的协调机制、不同频段的特性、以及频谱效率的提升技术等等。这让我意识到，无线通讯的背后，其实牵扯到非常多的工程、经济甚至政策层面的考量，并非简单的技术堆砌。而且，它在介绍各个技术时，也并没有回避其中的挑战和权衡。比如，在讨论提高数据传输速率时，它会同时讲解如何克服干扰、如何优化功率，以及这些优化可能带来的其他问题。这种全面而辩证的视角，让我对无线通讯系统有了更深刻、更立体的认识。我个人觉得，这本书不仅仅是传授技术知识，它更像是在培养一种解决问题的思维模式。它让你看到，一个看似简单的功能背后，可能隐藏着多少精妙的设计和巧妙的平衡。对于我这种希望从技术中看到更多商业和社会价值的读者来说，这本书的启发意义非常大。

评分☆☆☆☆☆

《无线通讯系统概论：行动通讯与网路 4/e》这本书，我觉得它最厉害的地方在于，它真的能把一些看似高深莫测的技术，用一种相对容易理解的方式呈现出来。我特别喜欢它在讲解一些核心概念时，会结合一些生活中的实际例子，比如用“说话的音量”来比喻信号强度，用“交通堵塞”来比喻网络拥挤。这些类比真的太形象了，一下子就抓住了问题的本质，让我这个非专业出身的读者也能迅速进入状态。而且，它在介绍每一种技术的时候，都会说明它解决了什么问题，解决了多少问题，以及还有哪些改进的空间。这种“问题-解决方案-未来展望”的逻辑，让我在学习的过程中，总能感受到一种进步的动力，也对未来的技术发展充满了期待。我记得我曾经花很多时间去研究某个特定的技术，但往往因为缺乏一个整体的框架，而感觉像是在大海里捞针。这本书的出现，就像给我提供了一张地图，让我能够清晰地看到整个无线通讯体系的全貌，然后我再根据自己的兴趣，去深入研究其中的某个区域。对我来说，它不单单是一本教材，更像是一位耐心的老师，它不会让你感到无助，而是始终在你身边，引导你一点点地往前走。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的一点，是它对于“演进”这个概念的着墨。它并没有将不同的无线通讯技术孤立开来讲解，而是强调了它们之间的承接和演变关系。从2G的电路交换到3G的分组交换，从4G的IP化到5G的软件定义网络，这本书非常清晰地描绘了整个技术演进的脉络。它会让你明白，每一代技术的出现，都不是凭空产生的，而是在上一代的基础上，针对存在的不足，进行改进和创新。我记得书中关于“向后兼容性”和“向前兼容性”的讨论，就让我非常有感触。这不仅仅是技术上的考量，更是商业和社会上的策略。它让你理解，为什么我们现在使用的很多设备，在过去也能被接受，并且在未来也可能继续被支持。这种历史的纵深感，让我对无线通讯的发展有了更宏观的认识。而且，书中对于未来趋势的展望，也相当有见地。它不仅仅是列举一些新的技术名词，而是会去分析这些技术可能带来的应用场景，以及它们可能对社会产生的颠覆性影响。我个人觉得，对于想要理解无线通讯的过去、现在和未来，并且从中洞察发展趋势的读者来说，这本书绝对是一份不可多得的宝藏。它让你看到，技术的发展并非线性，而是充满了曲折和惊喜。