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資料可視化王者 – 用Python讓AI活躍在圖表世界中DM2479

原始價格:NT$1,580。目前價格:NT$1,264。

出版商 深智數位股份有限公司
出版日期 2024年12月19日
語言 繁體中文
頁數 752
ISBN 9786267569283

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貨號: DM2479 Category:

描述

內容簡介

【本書特色】

☆★全彩印刷★☆

 

★數學、藝術、說圖

★版面配置、裝飾

★色彩空間、顏色映射

★二維散點圖、二維線圖、極座標繪圖、二維等高線

★熱圖和其他、平面幾何圖形

★三維散點圖、三維線圖、網格曲面、三維等高線

★箭頭圖、立體幾何

★數列、函式、二次型、隱函式

★參數方程式、複數、距離

★平面幾何變換、立體幾何變換、奇異值分解

★瑞利商、心形線、

★模式、隨機、Dirichlet分佈

★貝茲曲線、繁花曲線、分形、網路圖

 

【書籍內容】

本書以數學與藝術的結合為主題,涵蓋多個視覺化技術和數學概念。

首先,數學 + 藝術章節探討兩者如何在解構和重構世界中展現相似性。接著,說圖章節介紹視覺化的生命週期,從數據收集到最終呈現,並說明各種視覺化媒介的選擇。版面配置章節則幫助讀者理解如何有效地呈現數據,提升視覺化的吸引力。裝飾章節介紹常見的美化技術,強調程式設計和圖形創作的重要性。色彩空間章節講解如何在Matplotlib中定義顏色,並深入探討RGB色彩模型的應用。顏色映射章節則重點講解顏色映射的概念,將數值映射到不同顏色上。

二維散點圖、二維線圖、極座標繪圖、二維等高線、熱圖和其他平面幾何圖形章節各具特色,展示不同類型的數據,強調數學在視覺化中的重要性。三維散點圖、三維線圖、網格曲面、三維等高線、箭頭圖及立體幾何章節介紹三維視覺化方案,讓讀者靈活運用不同維度的技術。代數部分涵蓋數列、函式、二次型、隱函式、參數方程式和複數,幾何部分探討距離、平面幾何變換、立體幾何變換、奇異值分解、瑞利商及心形線,強調代數與幾何的聯繫。

最後,模式 + 隨機章節選取Dirichlet分佈、貝茲曲線、繁花曲線、分形及網路圖,展示模式與隨機之間的互動,拓展視覺化的應用範疇。

整本書融合數學與藝術,提供讀者探索數學之美的機會。

 

 

 

作者簡介

姜偉生

博士FRM。勤奮的小鎮做題家,熱愛知識可視化和開源分享。自2022年8月開始,在GitHub上開源「鳶尾花書」學習資源,截至2023年9月,已經分享4000多頁PDF、4000多幅矢量圖、約2000個代碼文件,全球讀者數以萬計。

 

目錄

第 1 篇 圖說

▌Chapter 1 數學+ 藝術

1.1 數學+ 藝術

1.2 物質世界是幾何的世界

1.3 數學+ 藝術+ 人工智慧

1.4 解構+ 重構:形而上者謂之道,形而下者謂之器

1.5 師法自然

1.6 模式+ 隨機:戴著枷鎖翩翩起舞

1.7 宇宙之道

▌Chapter 2 說圖

2.1 一圖勝千言

2.2 了解規則:戴著枷鎖跳舞

2.3 腦力激盪:知識網路

2.4 程式設計實現:Python 有大作為

2.5 美化完善:最佳化預設效果

2.6 後期製作:豐富圖片細節

2.7 發佈傳播:到什麼山上唱什麼歌

 

第 2 篇 美化

▌Chapter 3 版面配置

3.1 圖形物件

3.2 使用subplot

3.3 使用add_subplot

3.4 使用subplots

3.5 使用GridSpec

3.6 使用add_gridspec

▌Chapter 4 裝飾

4.1 藝術家

4.2 圖脊

4.3 圖軸

4.4 註釋

4.5 角度

4.6 風格

 

第 3 篇 色彩

▌Chapter 5 色彩空間

5.1 色彩

5.2 RGB 色彩空間

5.3 HSV 色彩空間

▌Chapter 6 顏色映射

6.1 顏色映射

6.2 視覺化色譜

6.3 建立色譜

 

第 4 篇 二維

▌Chapter 7 二維散點圖

7.1 二維散點圖

7.2 樣本資料

7.3 使用遮罩

▌Chapter 8 二維線圖

8.1 點動成線

8.2 步階圖

8.3 火柴圖

8.4 輔助線

8.5 使用遮罩

8.6 特殊點線

8.7 著色

▌Chapter 9 極座標繪圖

9.1 線圖

9.2 散點圖

9.3 柱狀圖

9.4 等高線

▌Chapter 10 二維等高線

10.1 網格資料

10.2 等高線

10.3 三角剖分

▌Chapter 11 熱圖和其他

11.1 熱圖

11.2 偽彩色網格圖

11.3 非向量圖片

▌Chapter 12 平面幾何圖形

12.1 使用patches 繪製平面幾何形狀

12.2 填充

 

第 5 篇 三維

▌Chapter 13 三維散點圖

13.1 三維散點圖

13.2 展示更多特徵

13.3 視覺化三元機率分佈

▌Chapter 14 三維線圖

14.1 線圖

14.2 火柴圖

▌Chapter 15 網格曲面

15.1 網格曲面

15.2 在三維平面展示四維資料

15.3 其他視覺化方案

▌Chapter 16 三維等高線

16.1 沿三個方向獲取等高線

16.2 特定等高線

16.3 視覺化四維資料

▌Chapter 17 箭頭圖

17.1 向量

17.2 箭頭

17.3 向量場

▌Chapter 18 立體幾何

18.1 繪製幾何體的幾種方法

18.2 用等高線繪製三維幾何體

18.3 Plotly 的三維視覺化方案

 

第 6 篇 代數

▌Chapter 19 數列

19.1 什麼是數列?

19.2 費氏數列

19.3 巴都萬數列

19.4 雷卡曼數列

19.5 數列求和極限

▌Chapter 20 函式

20.1 函式

20.2 一次函式

20.3 其他幾個函式範例

▌Chapter 21 二次型

21.1 二元二次型

21.2 三元二次型

▌Chapter 22 隱函式

22.1 二元隱函式

22.2 三元隱函式

▌Chapter 23 參數方程式

23.1 參數方程式

23.2 球座標

▌Chapter 24 複數

24.1 複數

24.2 複變函式

 

第 7 篇 幾何

▌Chapter 25 距離

25.1 歐氏距離

25.2 其他距離度量

▌Chapter 26 平面幾何變換

26.1 常見幾何變換

26.2 仿射變換

26.3 投影

▌Chapter 27 立體幾何變換

27.1 立體幾何變換

27.2 四種常用幾何變換

▌Chapter 28 奇異值分解

28.1 什麼是奇異值分解?

28.2 2×2 方陣

28.3 3×3 方陣

28.4 3×2 細高矩陣

28.5 2×3 矮胖矩陣

▌Chapter 29 瑞利商

29.1 什麼是瑞利商?

29.2 二元瑞利商

29.3 在單位圓上看二元瑞利商

29.4 在單位球上看三元瑞利商

29.5 平面上看三元瑞利商

29.6 球面等高線展示三元瑞利商

▌Chapter 30 心形線

30.1 心形線

30.2 模數乘法表

 

第 8 篇 模式 + 隨機

▌Chapter 31 模式+ 隨機

31.1 模式+ 隨機

31.2 貝氏推斷

▌Chapter 32 Dirichlet 分佈

32.1 什麼是Dirichlet 分佈?

32.2 降維投影到平面

32.3 將等高線投影到斜面上

32.4 重心座標系

32.5 重心座標系展示Dirichlet 分佈

▌Chapter 33 貝茲曲線

33.1 貝茲曲線

33.2 一階

33.3 二階

33.4 三階

33.5 三維空間

33.6 鳶尾花曲線

▌Chapter 34 繁花曲線

34.1 繁花曲線

34.2 內旋輪線

34.3 外旋輪線

▌Chapter 35 分形

35.1 分形

35.2 Koch 雪花

35.3 謝爾賓斯基三角形

35.4 Vicsek 正方形分形

35.5 龍曲線

35.6 巴恩斯利蕨

35.7 畢達哥拉斯樹

38.8 曼德博集合

35.9 朱利亞集合

▌Chapter 36 網路圖

36.1 網路圖

 

 

前言

感謝

首先感謝大家的信任。

作者僅是在學習應用數學科學和機器學習演算法時,多讀了幾本數學書,多做了一些思考和知識整理而已。知者不言,言者不知。知者不博,博者不知。由於作者水準有限,斗膽把自己有限所學所思與大家分享,作者權當無知者無畏。希望大家在GitHub 多提意見,讓本書成為作者和讀者共同參與創作的優質作品。

特別感謝北京清華大學出版社的欒大成老師。從選題策劃、內容創作到裝幀設計,欒老師事無巨細、一路陪伴。每次與欒老師交流,都能感受到他對優質作品的追求、對知識分享的熱情。

 

出來混總是要還的

曾經,考試是我們學習數學的唯一動力。考試是頭懸樑的繩,是錐刺股的錐。我們中的絕大多數人從小到大為各種考試埋頭題海,學數學味同嚼蠟,甚至讓人恨之入骨。

數學所帶來了無盡的「折磨」。我們甚至恐懼數學,憎恨數學,恨不得一走出校門就把數學拋之腦後,老死不相往來。

可悲可笑的是,我們很多人可能會在畢業五年或十年以後,因為工作需要,不得不重新學習微積分、線性代數、機率統計,悔恨當初沒有學好數學,走了很多彎路,沒能學以致用,甚至遷怒於教材和老師。

這一切不能都怪數學,值得反思的是我們學習數學的方法和目的。

 

再給自己一個學數學的理由

為考試而學數學,是被逼無奈的舉動。而為數學而學數學,則又太過高尚而遙不可及。

相信對絕大部分的我們來說,數學是工具,是謀生手段,而非目的。我們主動學數學,是想用數學工具解決具體問題。

現在,本叢書給大家帶來一個「學數學、用數學」的全新動力—資料科學、機器學習。

資料科學和機器學習已經深度融合到我們生活的各方面,而數學正是開啟未來大門的鑰匙。不是所有人生來都握有一副好牌,但是掌握「數學 + 程式設計 + 機器學習」的知識絕對是王牌。這次,學習數學不再是為了考試、分數、升學,而是為了投資時間,自我實現,面向未來。

未來已來,你來不來?

 

本書如何幫到你

為了讓大家學數學、用數學,甚至愛上數學,作者可謂頗費心機。在叢書創作時,作者儘量克服傳統數學教材的各種弊端,讓大家學習時有興趣、看得懂、有思考、更自信、用得著。

為此,叢書在內容創作上突出以下幾個特點。

數學 + 藝術——全圖解,極致視覺化,讓數學思想躍然紙上、生動有趣、一看就懂,同時提高大家的資料思維、幾何想像力、藝術感。

零基礎——從零開始學習 Python 程式設計,從寫第一行程式到架設資料科學和機器學習應用,儘量將陡峭學習曲線拉平。

知識網路——打破數學板塊之間的門檻,讓大家看到數學代數、幾何、線性代數、微積分、機率統計等板塊之間的聯繫,編織一張綿密的數學知識網路。

動手——授人以魚不如授人以漁,和大家一起寫程式、創作數學動畫、互動App。

學習生態——建構自主探究式學習生態環境「紙質圖書 + 程式檔案 + 視覺化工具 + 思維導圖」,提供各種優質學習資源。

理論 + 實踐——從加減乘除到機器學習,叢書內容安排由淺入深、螺旋上升,兼顧理論和實踐;在程式設計中學習數學,學習數學時解決實際問題。

雖然本書標榜「從加減乘除到機器學習」,但是建議讀者朋友們至少具備高中數學知識。如果讀者正在學習或曾經學過大學數學 ( 微積分、線性代數、機率統計),那麼就更容易讀懂本叢書了。

 

聊聊數學

數學是工具。錘子是工具,剪刀是工具,數學也是工具。

數學是思想。數學是人類思想高度抽象的結晶體。在其冷酷的外表之下,數學的核心實際上就是人類樸素的思想。學習數學時,知其然,更要知其所以然。不要死記硬背公式定理,理解背後的數學思想才是關鍵。如果你能畫一幅圖、用簡單的語言描述清楚一個公式、一則定理,這就說明你真正理解了它。

數學是語言。就好比世界各地不同種族有自己的語言,數學則是人類共同的語言和邏輯。數學這門語言極其精準、高度抽象,放之四海而皆準。雖然我們中大多數人沒有被數學「女神」選中,不能為人類對數學認知開疆擴土;但是,這絲毫不妨礙我們使用數學這門語言。就好比,我們不會成為語言學家,但我們完全可以使用母語和外語交流。

數學是系統。代數、幾何、線性代數、微積分、機率統計、最佳化方法等,看似一個個孤島,實際上都是數學網路的一條條織線。建議大家學習時,特別關注不同數學板塊之間的聯繫,見樹,更要見林。

數學是基石。拿破崙曾說「數學的日臻完善和國強民富息息相關。」數學是科學進步的根基,是經濟繁榮的支柱,是保家衛國的武器,是探索星辰大海的航船。

數學是藝術。數學和音樂、繪畫、建築一樣,都是人類藝術體驗。透過視覺化工具,我們會在看似枯燥的公式、定理、資料背後,發現數學之美。

數學是歷史,是人類共同記憶體。「歷史是過去,又屬於現在,同時在指引未來。」數學是人類的集體學習思考,它把人的思維符號化、形式化,進而記錄、累積、傳播、創新、發展。從甲骨、泥板、石板、竹簡、木牘、紙草、羊皮卷、活字印刷、紙質書,到數位媒介,這一過程持續了數千年,至今綿延不息。

數學是無窮無盡的想像力,是人類的好奇心,是自我挑戰的毅力,是一個接著一個的問題,是看似荒誕不經的猜想,是一次次膽大包天的批判性思考,是敢於站在前人臂膀之上的勇氣,是孜孜不倦地延展人類認知邊界的不懈努力

 

家園、詩、遠方

諾瓦利斯曾說:「哲學就是懷著一種鄉愁的衝動到處去尋找家園。」

在紛繁複雜的塵世,數學純粹得就像精神的世外桃源。數學是,一束光,一條巷,一團不滅的希望,一股磅礡的力量,一個值得寄託的避風港。

打破陳腐的鎖鏈,把功利心暫放一邊,我們一道懷揣一份鄉愁,心存些許詩意,踩著藝術維度,投入數學張開的臂膀,駛入它色彩斑斕、變幻無窮的深港,感受久違的歸屬,一睹更美、更好的遠方。

額外資訊

出版商

深智數位股份有限公司

出版日期

2024年12月19日

語言

繁體中文

頁數

752

ISBN

9786267569283