听课笔记-《计算机科学速成课》22-27计算机交互

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视频目录

1 - 早期的计算 - Early Computing
2 - 电子计算 - Electronic Computing
3 - 布尔逻辑与逻辑电路 - Boolean Logic & Logic Gates
4 - 二进制 - Representing Numbers and Letters with Binary
5 - 算术逻辑单元 - How Computers Calculate - the ALU
6 - 寄存器 & 内存 - Registers and RAM
7 - 中央处理器 - The Central Processing Unit(CPU)
8 - 指令和程序 - Instructions & Programs
9 - 高级 CPU 设计 - Advanced CPU Designs
10 - 编程史话 - Early Programming
11 - 编程语言 - The First Programming Languages
12 - 编程原理：语句和函数 - Programming Basics: Statements & Functions
13 - 算法初步 - Intro to Algorithms
14 - 数据结构 - Data Structures
15 - 阿兰·图灵 - Alan Turing
16 - 软件工程 - Software Engineering
17 - 集成电路、摩尔定律 - Integrated Circuits & Moore’s Law
18 - 操作系统 - Operating Systems
19 - 内存 & 储存介质 - Memory & Storage
20 - 文件系统 - Files & File Systems
21 - 压缩 - Compression
22 - 命令行界面 - Keyboards & Command Line Interfaces
23 - 屏幕 & 2D 图形显示 - Screens & 2D Graphics
24 - 冷战和消费主义 - The Cold War and Consumerism
25 - 个人计算机革命 - The Personal Computer Revolution
26 - 图形用户界面 - Graphical User Interfaces
27 - 3D 图形 - 3D Graphics
28 - 计算机网络 - Computer Networks
29 - 互联网 - The Internet
30 - 万维网 - The World Wide Web
31 - 网络安全 - Cybersecurity
32 - 黑客与攻击 - Hackers & Cyber Attacks
33 - 加密 - Cryptography
34 - 机器学习与人工智能 - Machine Learning & Artificial Intelligence
35 - 计算机视觉 - Computer Vision
36 - 自然语言处理 - Natural Language Processing
37 - 机器人 - Robots
38 - 计算机中的心理学 - Psychology of Computing
39 - 教育型科技 - Educational Technology
40 - (完结) 奇点，天网，计算机的未来 - The Singularity, Skynet, and the Future of Computing

多图预警

笔记

第22集·命令行界面 - Keyboards & Command Line Interfaces

命令行

早期的计算机交互界面，就是这种黑底，输入指令，来和计算机交互。如今有整个学科专门研究这个，叫“人机交互”。这其实已经极大的方面了计算机用户，在之前的计算机，用齿轮，旋钮，插线板，开关控制的方式会更加难以接受和操作。
比如输入 pwd：打印工作目录，hostname：计算机在网络中的名称，ls：列出目录中的内容，等等。

第23集·屏幕 & 2D 图形显示 - Screens & 2D Graphics

阴极射线管

把电子发射到涂有磷光涂层的屏幕上，当电子撞击涂层时会发光几分之一秒。由于电子是带点粒子，路径可以用磁场控制，屏幕内用板子或线圈把电子引导到想要的位置。有两种绘制图形的方式，矢量扫描和光栅扫描。

矢量绘图

我们让光标移动到（50,50）的位置，强度调到100，然后移动到（100,50）的位置，如图，屏幕上的图形就会随着指令，变化位置和强度，就能绘制出我们想要的图形。

也可以让计算机绘制颜色，给x,y的坐标，确定宽度 和高度，设置颜色，然后开始执行图渲染，一个灰绿色的长方形就画好了。

早期的计算机不存大量像素值，而是符号，只能画字符到屏幕上，即使有这样的限制，人们用ASCII艺术发挥了很多创意。

用字符模仿图形界面，有下划线和加号来画盒子。

第24集·冷战和消费主义 - The Cold War and Consumerism

计算机飞速发展

冷战使得计算机科学得到了极大的发展，那个时候航空科学正是发展初期，计算机在其中起到了很关键的作用，计算机在国家政府财政的支持下，不断加速发展，催生了个人计算机的产生。其中一个挑战是怎么在太空中导航，这需要电脑计算复杂的轨道来引导太空飞船，因此造了阿波罗导航计算机，有三个重要要求，1计算机要快，2计算机要又小又轻，3计算机要稳定准确。在短短三十年内，计算机从大到人类可以在 CPU 里走来走去。发展到小到小孩都能拿住的手持玩具，而且微处理器还快得多。这种巨大变化是由两种力量推动的：政府和消费者。

第25集·个人计算机革命 - The Personal Computer Revolution

个人计算机

Altair 8800需要自己组装售价 $439 美元。如果能运行 BASIC 程序会对爱好者更有吸引力。

第26集·图形用户界面 - Graphical User Interfaces

图形界面

计算机的交互界面越来越友好了，就像桌上的文件一样窗口可以重叠，挡住后面的东西，还有桌面配件，比如计算器和时钟，用户可以把配件在屏幕上四处移动，WIMP 界面。

第27集·3D 图形 - 3D Graphics

3D图形

计算机的屏幕是2D的，而现实中是3D 的，怎么让一个2D屏幕看到的图形像是3D的效果呢，这就用到投影，其实就是将3D的图形拍到2D的界面上。

电脑也是这样子3D转2D的。

这种各个边在投影钟相互平行，叫做正交投影。

各个边投影的延长线汇集到一点，叫做透视投射。

光照

我们怎么显示一幅图的明暗关系，在计算机中计算光源和 三角形的位置和角度，越近的越正的位置，就越亮，三角形有一个法线垂直于三角形面，这个法和光线的夹角就能得到正射还是斜射了。

扫描式渲染，每一个扫描计算和图形的两个交点，交点之间的像素块，就都涂上颜色，逐行显示。

这种多图叠加的，有两种渲染方式，一种是先渲染距离远的图形，再渲染进的图形，最终叠加的部分就呈现为最近的图形颜色。另一种方是，先把每个像素块标记为一个极大值，然后计算每个像素块，它在这个位置要显示的颜色，记录距离值，我们发现黄色值为20，蓝色值为14，绿色值为12，所以他们叠加的地方，那个色块保留的是距离值最小的色值。

用"扫描线算法"填充时可以看看内存内的纹理图像 决定像素用什么颜色为了做到这点，需要把多边形坐标和纹理坐标对应起来，我们来看看"扫描线算法"要填充的第一个像素，纹理算法会查询纹理，从相应区域取平均颜色，并填充多边形，重复这个过程，就可以获得纹理。

1-4课笔记-计算机历史

5-9课笔记-计算机硬件

10-14课笔记-编程基础

15-17课笔记-计算机发展

18-21课笔记-操作系统

22-27课笔记-计算机交互

28-33课笔记-网络安全

34-40课笔记-人工智能