软件是如何炼成的

一份面向软件设计与开发者的参考手册。 由 Dan Hollick 编写并绘制插图。 ░ FIG_001[ 3.5" 软盘 ] © 1986 你是否曾经好奇触摸屏是如何知道你在触摸它的？它在显示屏中嵌入了透明金属电极层。当你的手指靠近屏幕时，它会引起电极感应到的磁场扰动。 FIG_002 因为电极以网格形式排列，它们可以将扰动的 x 和 y 坐标报告给操作系统。非常巧妙。 或者你可能想知道为什么我们称之为 Gaussian blur（高斯模糊）？当我们模糊图像时，我们会查看所有相邻像素，并将它们乘以一个称为 kernel（卷积核）的权重矩阵。 FIG_003 最常见的 kernel 类型具有 Gaussian distribution（高斯分布），这意味着它在中间更强，在边缘更弱。这样可以产生更真实的模糊效果，而不会在计算上过于昂贵。 也许你一直想知道 Figma 中的钢笔工具是如何工作的，以及当你移动那些手柄时，它们实际上做了什么。 t = FIG_004 它们控制着 Bezier curve（贝塞尔曲线）上的点，这是一种很酷的数学方法，我们用它来绘制矢量图形中的曲线，比如字体和 SVG。 但当然，我们的屏幕由像素组成，难以显示平滑的曲线。所以我们必须获取这些曲线，并弄清楚如何显示它们，以便它们尽可能准确地代表形状。 FIG_005 这被称为 Rasterisation（栅格化），但它并不像看起来那么简单，我们需要一堆巧妙的技巧，比如 Anti-aliasing（抗锯齿），来欺骗我们的眼睛，让我们以为我们看到的是直线。

如果你曾经对这些事情感到好奇，或者它们激发了你的好奇心，那么这本书就是为你准备的。 这本书不会教你如何真正制作软件——它不是教程或指南，而是比这更有趣的东西。它是一本手册，解释了你每天使用的东西实际上是如何工作的。 随着我们周围的一切变得更加复杂，我们对技术的理解也在减弱。过去，我们需要深入了解我们的工具，但今天我们以一种浅显、抽象的方式理解它们。 它不会让你明天成为更好的设计师或程序员——这里面没有任何可操作的东西。但了解事物的工作原理在你发现自己力不从心时会派上用场。或者至少，你可以在朋友面前装聪明。 你不需要具备技术背景才能阅读本书——有很多图片和图表来完成繁重的工作。你只需要保持好奇心。

MAKING SOFTWARE FIG_006[ 阴极射线管显示器 ] © 1980

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目录 [v1.0]

[ 章节：8 ⋅ 文章：46 ]

  1. 像素与颜色
    • 屏幕是如何工作的？ ─┘
    • 触摸屏 ─┘
    • 什么是图像？ ─┘
    • 色彩空间、模型和色域 ─┘
    • 为什么计算颜色对比度如此困难？ ─┘
    • 渐变和感知均匀性 ─┘
    • 混合模式背后的数学原理 ─┘
  2. 字体与矢量
    • 绘制曲线 ─┘
    • Rasterisation 和 Anti-aliasing ─┘
    • SVG Viewbox ─┘
    • SVG paths ─┘
    • SVG filters ─┘
    • 使用形状进行数学运算 ─┘
  3. 3D 与着色器
    • GPU 是如何工作的？ ─┘
    • 什么是 Shader？ ─┘
    • Signed Distance Fields ─┘
    • 模糊、噪声和其他效果 ─┘
    • 投射、行进和追踪光线 ─┘
    • 3D 投影 ─┘
  4. AI 与 ML
    • Machine Learning 与神经网络 ─┘
    • LLM 是如何工作的 ─┘
    • Attention is all you need ─┘
    • 生成图像 ─┘
    • AI 基础设施是如何工作的 ─┘
  5. 压缩与数据
    • 什么是字节？ ─┘
    • 二进制、十六进制和十进制 ─┘
    • Entropy（熵） ─┘
    • Lossless vs Lossy（无损 vs 有损） ─┘
    • Cryptography（密码学） ─┘
    • 图像压缩 ─┘
    • CRDTs ─┘
  6. 网络与 Web
    • 什么是浏览器？ ─┘
    • 客户端与服务器 ─┘
    • DNS lookup 是如何工作的？ ─┘
    • 协议 ─┘
    • Serialisation（序列化） ─┘
    • Streaming（流式传输） ─┘
    • 什么是缓存？ ─┘
  7. 编译器与解释器
    • 代码是如何运行的？ ─┘
    • 什么是解释器？ ─┘
    • 什么是编译器？ ─┘
    • 什么让代码更快？ ─┘
  8. 杂项
    • Regular Expressions（正则表达式） ─┘
    • QR codes（二维码） ─┘
    • 指纹传感器是如何工作的 ─┘
    • Quantum computing（量子计算） ─┘

FIG_007[ 3.5" 硬盘驱动器 ] © 2003

常见问题

NO| 问题| 答案 ---|---|--- 01| 这会是一本实体书吗？| 一开始不会。它将是一本数字书，可能可以选择下载 PDF。如果有足够的兴趣，我很乐意进行印刷，但这是一个更大的项目。 02| 什么时候发布？| 我还不完全确定。我很想在今年欧洲夏季之前发布。为所有东西绘制插图需要做很多工作，所以你可能需要耐心等待。 03| 如果我现在就想要呢？| 我将进行预售，您可以访问已经编写的章节。随着我推出新的草稿，您将看到每一章慢慢形成。 04| 你能写关于 x 的内容吗？| 如果你加入预售，你可以帮助塑造这本书的一些主题。我一直在寻找要添加的内容，但不能保证任何事情。 05| 这会花费多少钱？| 我也不确定，但它会花费一些钱。大部分内容将是免费的，特别是如果你在邮件列表中。 06| 你们提供折扣或 PPP 吗？| 不，主要是因为我没有时间管理任何这些。我每天都会收到关于它的电子邮件，我跟不上。 07| 你是如何制作插图的？| 手工在 Figma 中制作。没有什么秘密——它和看起来一样复杂。 08| 那是什么字体？| Departure Mono。

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