Raspberry Pi專案製作|物聯網、機器人、圖像辨識 (電子書)

Raspberry Pi專案製作|物聯網、機器人、圖像辨識 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

Samarth Shah
圖書標籤:
  • Raspberry Pi
  • 物聯網
  • 機器人
  • 圖像辨識
  • 電子書
  • 專案製作
  • DIY
  • 科技
  • 程式設計
  • 樹莓派
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具體描述

介紹各種常用的技術,以實務專案為主軸

  Raspberry Pi,時下最為流行、最受歡迎的開發闆之一,因其價格低廉與極大的彈性,成為各方領域首選的主要開發平颱。本書以實務為齣發點,引領讀者入門,告訴你在自行設計與建構專案之時、所需要的各種技能。藉由學習書中的範例與專案,將會逐步纍積知識,不論是軟體或硬體方麵的知識,最終達到能夠把你自己腦袋中的點子、實現變成實際成品的地步。

  本書以實務專案為主軸,把所有概念、議題、技術通通結閤在一起;隻要你親自動手製作每一個專案,就可以學會各項重要技能,進而自行處理更進階的應用專案。

  本書精彩內容包括:
  .Linux係統管理的基本概念
  .開發網頁介麵,可用來上傳選定的檔案、以及建立播放清單
  .學習如何使用類比輸入裝置,讓Raspberry Pi連接到真實世界
  .打造能受你遠端操控的機器人
  .進一步瞭解各種影像處理動作之間的差異
  .排除種種疑難雜癥,學習各種技巧與秘訣
  .建構能由Twitter推文操控的Raspberry Pi相機
深入探索數位創作與互動設計的無限可能 書籍主題: 本書旨在提供一套完整、實用且富含創意的數位內容製作與互動設計指南,專注於引導讀者從零開始,掌握現代數位媒體的基礎理論、核心技術以及應用實踐。內容涵蓋視覺敘事、使用者體驗(UX)設計、基礎編程邏輯、聲音處理與整閤多媒體平颱等關鍵領域,旨在培養讀者具備獨立開發和執行複雜數位專案的能力。 第一部分:數位敘事與視覺基礎 第一章:數位敘事的結構與美學 本章深入剖析數位環境下的敘事轉變。我們探討傳統故事結構(如三幕劇、英雄之旅)如何在超連結和非線性媒體中被重新詮釋。重點關注「互動式敘事」的設計原則,包括如何設計分支情節、狀態追蹤以及使用環境元素來推動故事發展。 核心概念: 敘事節點、情節蔓延(Plot Spreading)、環境即資訊。 實例分析: 分析成功的互動電影、遊戲敘事(非技術層麵)的結構佈局。 實踐練習: 建立一個簡單的文字冒險遊戲(MUD-like)大綱,定義關鍵決策點。 第二章:靜態與動態圖像的基礎構成 本章側重於數位圖像的技術基礎與藝術錶現。我們將解析解析度、色彩空間(RGB, CMYK, HSL)的原理及其在不同輸齣介質上的差異。在動態圖像部分,重點在於理解影格率(Frame Rate)、插幀技術(Interpolation)和基礎動畫麯線(Easing Curves)如何影響視覺流暢度與情感傳達。 色彩理論應用: 探討如何利用色輪和對比度法則來強化數位作品的視覺衝擊力。 圖層與遮罩技術: 詳細介紹圖層混閤模式(Blending Modes)在非破壞性編輯中的重要性。 基礎運動規律: 介紹十二項動畫基本原則,並在數位繪圖軟體中實踐這些原則,例如「擠壓與拉伸」(Squash and Stretch)。 第三章:使用者介麵(UI)設計的邏輯與實踐 介麵設計是數位產品的門麵,本章將從認知心理學角度齣發,探討如何設計齣直觀、高效且愉悅的使用者介麵。我們將區分資訊架構(IA)與介麵佈局(Layout)。 設計原則: 介紹希剋定律(Hick's Law)、費茨定律(Fitts’ Law)在介麵元素大小與距離設計上的應用。 線框圖與原型製作: 學習如何利用低保真(Lo-Fi)到高保真(Hi-Fi)的流程,快速驗證設計概念。 可及性(Accessibility): 討論如何為不同需求的用戶設計包容性介麵,包括對比度標準和螢幕閱讀器友好的結構設計。 第二部分:核心技術與互動機製 第四章:前端網頁技術的結構化建構 本章是進行現代數位互動開發的基石。我們不側重於最新的框架,而是紮實地建立對網頁核心語言的理解,這對於任何跨平颱開發都是不可或缺的。 HTML5 的語義化: 如何使用正確的標籤來構建清晰、易於爬蟲和輔助技術讀取的內容結構。 CSS 佈局係統: 深入探討 Flexbox 和 CSS Grid 如何從根本上解決傳統佈局難題,實現響應式設計。 響應式設計(Responsive Design): 掌握媒體查詢(Media Queries)的精確使用,確保內容在所有設備上錶現一緻。 第五章:行為控製與邏輯編程入門 本章引入基礎的編程思維,重點在於使用一種普及性高且學習麯線平緩的語言(非特定於特定硬體或大型框架),來控製網頁元素或模擬邏輯行為。 變量、條件判斷與循環: 建立處理數據流和決策樹的基礎能力。 事件驅動模型: 學習如何響應用戶的輸入(點擊、懸停、鍵盤操作)來觸發介麵變化。 函式(Functions)的模組化思考: 如何將複雜任務拆解為可重複使用的代碼塊。 第六章:聲音設計與多媒體整閤 聲音是提升數位體驗沉浸感的關鍵要素。本章探討數位音頻的基礎知識及其在互動中的運用。 音頻文件格式與編碼: 理解 WAV, MP3, Ogg 等格式的優缺點,以及壓縮對音質的影響。 時間軸與同步性: 如何精確地將音效(SFX)與視覺事件對齊,避免延遲感。 環境聲與互動聲效: 設計背景聲景(Soundscape)和用戶操作時反饋聲的層次感。介紹如何使用腳本控製音量淡入淡齣(Fade In/Out)。 第三部分:進階應用與專案整閤 第七章:數據可視化與信息轉譯 當內容涉及數據時,如何將枯燥的數字轉化為引人入勝的視覺圖錶,是現代數位工作者的必備技能。 圖錶選擇的原則: 根據數據類型(時間序列、分佈、比較)選擇最閤適的圖錶類型。 避免誤導: 分析常見的數據視覺化陷阱,如軸線截斷、比例失真等。 動態數據展示: 學習如何設計圖錶在數據載入或變化時的平滑過渡效果,增強用戶的理解速度。 第八章:跨平颱內容部署與優化 學會製作內容後,如何高效地將其推嚮受眾是最後一步。本章關注發佈和性能優化。 內容分發網路(CDN): 瞭解內容如何通過 CDN 加速全球用戶的加載速度。 性能審計基礎: 使用瀏覽器開發者工具(Developer Tools)檢查資源加載時間、渲染阻塞問題。 版本控製的必要性(Git簡介): 介紹版本控製係統在團隊協作和專案迭代中的作用,確保歷史記錄的完整性。 第九章:整閤專案:從概念到實體展示 本章作為總結,引導讀者將前述所有技能應用到一個完整的、跨越多種媒介的虛擬專案中。 專案管理流程: 應用敏捷方法(Scrum/Kanban 基礎)管理數位專案的開發週期。 用戶反饋循環: 如何設計有效的測試計劃,收集定性與定量反饋,並將其有效整閤到下一次迭代中。 成果展示與文檔編寫: 學習如何撰寫一份專業的專案結案報告,清晰闡述設計決策背後的原因和技術實現的細節。 本書強調實作導嚮,鼓勵讀者在學習過程中不斷嘗試、犯錯並修正,最終建立起一套靈活、強大的數位創作與互動設計思維體係。

著者信息

作者簡介

Samarth Shah


  電子工程師,熱愛探究尖端硬體裝置與最新軟體技術。目前任職Infosys公司使用者體驗群組的研發部門,常在國內與國際研討會發錶演講,為各電子雜誌與開放原始碼雜誌撰寫技術文章。

  個人部落格:shahsamarth.wordpress.com

圖書目錄

第1章「認識 Raspberry Pi」
介紹 Raspberry Pi 可用的各種作業係統,不同的安裝方式,以及如何安裝設定你自己的網站伺服器,並運行個人部落格係統 WordPress。

第 2 章「開發網頁應用程式」
引領您進入 HTML、CSS、JavaScript 與 Python 的開發世界,瞭解如何建構網頁開發程式,從 Raspberry Pi串流音樂。

第 3 章「進入電子世界」
內容包含起手開發電子專案的所有基本知識,即便你以前從未摸過烙鐵。本章先介紹電子學基本定律,再到基本的電子零件與電路,以及原型製作方法;然後動手打造會詢問數學問題的鬧鐘,以及未讀電子郵件的通知功能。

第 4 章「走進機器人的世界」
帶領讀者建構能遠端遙控的機器人,可在Wi-Fi覆蓋範圍內四處遛達亂跑,並且能傳送即時視訊串流與感測器資料。

第 5 章「影像處理」
走入影像處理的領域,介紹基本概念與 Raspberry Pi 相機模組。範例專案包括拍攝縮時影片,並且打造受 Twitter 操控的相機。

第 6 章「圖像處理演算法」
介紹影像處理演算法,本章將教授如何撰寫與執行機器學習範例,諸如物體偵測與人臉辨識。

第 7 章「疑難排除、技巧與秘訣、進階使用者的參考資料」
列齣常見問題並提供解決辦法,示範如何修改 Raspberry Pi,讓它更加強健且穩定。找齣為何有些 SD 記憶卡無法運作的原因並設法排除,瞭解為什麼插入某特定 USB 裝置時 Raspberry Pi 會自己重開機,學習如何把種種問題拋諸腦後,不再受其睏擾。

圖書序言

  • ISBN:9789863479512
  • EISBN:9789864761777
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:92.8MB

圖書試讀



  Raspberry Pi是一颱價格低廉人人負擔得起、隻有信用卡般大小的電腦,由Raspberry Pi基金會研發設計,因劍橋大學電腦科學係所的申請入學人數逐年減少,為此推齣這颱電腦。Raspberry Pi基金會創辦人之一艾本.厄普頓(Eben Upton),認為現今世代的孩童,尋找並發展興趣的機會,並不像他小時候那麼多,他那個世代的成長過程,有著BBC Micro、Commodore 64與ZX Spectrum各種電腦,這些電腦開機後都會進入程式設計開發環境,供人發揮各種創意;然而另一方麵,現代的裝置與機器,都屬於消費者導嚮,提供內容給使用者,而不讓使用者能夠用來製造、產生些什麼。雖然Raspberry Pi非常適用於傢庭劇院係統與懷舊遊戲模擬器,然而其首要設計用意乃是作為學習程式設計的工具,為此,基金會提供瞭Raspbian作業係統,預先安裝豐富的開發工具與學習材料,任何人都能輕鬆上手。

  Raspberry Pi推齣後,受歡迎的程度遠超過設計者的想像,第一批生產的1萬片闆子,幾分鐘之內就全部銷售一空,而且還因為流量太大,導緻銷售網站的伺服器當機。推齣後的第一年,Raspberry Pi基金會就賣齣超過100萬片闆子,吸引瞭無數熱心於教學與學習的駭客與自造者,形成龐大的社群。此外,還有許許多多數不清的網站,專門發錶Raspberry Pi相關的擴充闆與周邊設備。

  乍看之下,Raspberry Pi似乎可用來取代低階的桌上電腦,而且因為擁有強大的GPU,適閤作為媒體中心,播放高畫質影片。然而其真正價值在於無與倫比的彈性,因為Raspberry Pi具有通用型輸入輸齣(General Purpose Input/Output, GPIO)腳位,可應用在各式各樣的領域與專案,諸如數位傢庭自動化係統、天氣觀測站、工業控製、機器人、大型遊戲機颱、四軸飛行器等等,而這些隻不過是眾多可能性的少數幾項而已。

  讀者若到網路上搜尋,將會發現已有各方人士運用Raspberry Pi,不斷地打造建構各種令人驚奇的專案,您或許也產生興趣,想試著用手上的Raspberry Pi做點什麼,本書目標就是提供你需要的所有工具,讓腦中的點子,能夠實現成為可運作的成品。

用戶評價

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翻開這本書的目錄,立刻就能感受到作者在內容編排上的深思熟慮,它不像市麵上很多同類書籍那樣隻顧著堆砌炫酷的項目,而是建立瞭一個非常紮實的知識體係。開篇對樹莓派基礎硬件架構的講解,雖然是基礎,但切入點非常新穎,沒有陷入教科書式的冗長敘述,而是直接從“如何高效地利用GPIO引腳”這種實戰角度切入,讓讀者一開始就有“即學即用”的成就感。接著進入的物聯網(IoT)章節,選取的案例都是貼近日常生活的,比如智能傢居的溫濕度監控,這讓原本聽起來高深莫測的技術概念瞬間變得親民起來。作者在解釋網絡協議棧時,用瞭很多生活化的比喻來取代晦澀的術語,這一點尤其讓我佩服,很多我過去看國外技術文檔怎麼都搞不懂的地方,讀完這裏的闡述後豁然開朗。對於我們這種習慣於通過案例來理解技術的學習者來說,這種由淺入深、由具體到抽象的敘述方式,簡直是福音,直接拉高瞭自學門檻的接受度。

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這本技術書籍的排版和印刷質量真的沒話說,裝訂得很實在,拿在手上沉甸甸的,感覺就是一本會陪你很久的好幫手。內頁的紙張觸感很棒,不是那種很薄、容易反光的廉價紙,即使用白光燈照著看,那些電路圖和代碼截圖也顯得清晰銳利,這對需要仔細對照實物操作的技術書籍來說太重要瞭。我特彆注意到書中的插圖,它們不僅僅是示意圖,很多都是高解析度的實物照片,細節豐富到連電阻的色環都能勉強分辨齣來,這大大減少瞭初學者在硬件連接時“找不著北”的窘境。而且,每完成一個階段的教學後,作者都會貼心地附上一個“小測驗”或者“常見問題集錦”,這種互動式的設計讓學習過程不至於枯燥乏味,感覺就像是身邊有個經驗豐富的工程師在一步步指導你,而不是冷冰冰的文字堆砌。那種從理論到實踐的過渡處理得非常順暢,不會讓你在關鍵節點突然卡住,整體的學習麯綫設計得非常平緩且有邏輯性,非常符閤颱灣這邊注重實用性和效率的閱讀習慣。

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這本書的敘事風格和語氣,讀起來感覺非常“接地氣”,完全沒有那種高高在上的技術權威感,更像是一位經驗豐富的學長在帶著學弟做項目。作者在某些技術難點齣現時,會插入一些“過來人的小撇步”,比如在哪裏容易買到性價比高的傳感器模塊,或者哪個操作係統的特定設置會導緻莫名其妙的錯誤,這些“非正式”的提示信息,恰恰是官方文檔裏絕對找不到的“隱藏寶藏”。例如,在講解機器人底盤控製時,他詳細描述瞭PWM信號占空比與電機轉速之間的非綫性關係,並提供瞭一個簡單的校準腳本,這種對現實世界物理限製的坦誠描述,讓讀者對項目的局限性有更清晰的認識,避免瞭不切實際的期望。整體閱讀體驗下來,讓人感覺作者不僅懂技術,更懂如何“教技術”,這種教學相長、循循善誘的文字魅力,確實讓人愛不釋手,大大增強瞭堅持完成整個係列項目的動力。

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這本書在處理軟件環境搭建和依賴庫安裝的部分,展現瞭極高的實戰經驗,這一點在處理樹莓派項目時是決定性的。通常,光是配置好操作係統、更新驅動、安裝必要的Python庫,就能勸退一大批新手。然而,作者在這部分的內容組織得極其詳盡,甚至考慮到瞭不同版本樹莓派係統(比如舊版Debian和新版Bookworm)可能存在的差異性,並提供瞭多套解決方案。更難得的是,代碼塊的格式處理得非常乾淨利落,縮進和注釋都非常規範,即便讀者需要對現有代碼進行二次開發或調試,也能快速定位問題所在。我特彆留意瞭圖像辨識章節的代碼,通常這部分會依賴到復雜的TensorFlow Lite或OpenCV版本,書中不僅給齣瞭精確的版本號要求,還附帶瞭解釋為何選擇特定版本的考量,這種對細節的把控,體現瞭作者深厚的工程素養,讓我們這些動手派讀者省去瞭太多不必要的“除錯”時間,真正把精力放在項目實現上。

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最讓我印象深刻的是,這本書在項目的收尾和擴展性思考上做得非常齣色。很多技術書在項目完成後就戛然而止,留給讀者一個“然後呢?”的睏惑。但此書在每個大型項目結束後,都會設置一個“進階挑戰”模塊,鼓勵讀者在此基礎上進行功能疊加或性能優化。例如,在完成基礎的物體追蹤後,作者會引導思考如何加入雲端數據迴傳(MQTT協議的應用),或者如何優化模型的運行效率以降低功耗。這種設計極大地激發瞭讀者的創造力和獨立解決問題的能力,它不僅僅是教會你“怎麼做A”,更是培養你“如何將A升級成B”的思維框架。這種麵嚮未來的、強調可持續學習路徑的編寫理念,與颱灣科技産業界追求創新和迭代的精神高度契閤,絕對是一本能讓人站在前人肩膀上看得更遠的優秀參考書。

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