КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Урок

на тему:

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

 

 

Автор(ы): 

Эргашова З.Ш.

Место работы, должность: 

СОШ № 42, учитель информатики, г. Павлодар

Класс(ы): 

8 класс

Предмет(ы): 

Информатика и ИКТ 

 

Урок

на тему:

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

 

 

Автор(ы): 

Эргашова З.Ш.

Место работы, должность: 

СОШ № 42, учитель информатики, г. Павлодар

Класс(ы): 

8 класс

Предмет(ы): 

Информатика и ИКТ

Тип урока: 

Комбинированный урок

Учащихся в классе (аудитории): 

12

Используемые учебники и учебные пособия: 

Ермеков

Цель урока: 

Познакомиться с кодированием графической информации, понятиями пиксель, растр, кодировка цвета, видеопамять. Научиться устанавливать цвета в палитре RGB в графическом редакторе и на экране монитора.

Задачи урока:

1. Воспитательная – развитие познавательного интереса, логического мышления.
2. Учебная – повторение и обобщение знаний о способах обработки графической информации, умение применять графические редакторы для создания и редактирования различных изображений.
3. Развивающая – развитие логического мышления, памяти, внимательности.
4. Познавательная – знакомство с современными компьютерными технологиями, повышение интереса к занятиям информатикой.

План проведения:

1. Организационный момент (приветствие) – 2 мин.
2. Мотивационное начало урока . Проверка знаний (тест) – 5 мин.
3. Постановка цели урока – 2 мин.
4. Творческая работа учащихся – 4 мин.
5. Изучение нового материала:

1 этап — игры (самостоятельная работа по учебнику) –  мин.

2 этап – игры  — Самый умный – мин.

3 этап – объяснение материала – мин.

1. Закрепление (практическая работа)– 23 мин.
2. Домашнее задание  – 2 мин.
3. Выводы. Подведение итогов. – 4 мин.

 

 

 

 

 

 

Учитель: Появившийся на свет младенец не умеет ни ходить, ни говорить. Но с самого рождения ему дана удивительная способность видеть мир своими глазами. Пройдет немало времени, прежде чем малыш сможет выразить свои мысли и желания словами, и еще далек тот день, когда он напишет свое первое слово.

Но получив в руки карандаш, он неумело, но настойчиво пытается что-то нарисовать. Это и есть средство самовыражения маленького человечка.

Помните ли вы свои первые детские книжки? Они были очень красочными, со множеством картинок. Разве может быть интересной детская книжка без картинок?!

Сегодня в ваших школьных учебниках тоже много картинок. Они помогают вам усвоить даже самый трудный материал.

Рисунок может быть произведением искусства, а может быть и очень простым: иллюстрация в учебнике, схема сборки на коробке кухонного комбайна, указатель на лестничной площадке и т. д.

1. Познавательная мотивация.

Учитель: В своей повседневной жизни мы постоянно имеем дело с различными графическими объектами. Этим обобщающим словом можно назвать все, что нас окружает. Каждый объект обладает некоторыми свойствами, или признаками, по которым его можно отличить, сравнить, установить взаимосвязь между ним и другими объектами. Объект может сам выполнять или над ним можно совершать некоторые действия.

Незаменимым помощником при создании изображений сегодня является компьютер.

При работе на компьютере мы имеем дело со специфическими объектами – компьютерными.

Вопрос: Изображения, созданные при помощи компьютера, называются КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКОЙ.

Вопрос: Программа, позволяющая человеку создавать рисунки, называется ГРАФИЧЕСКИМ РЕДАКТОРОМ.

 

В прошлом году мы с вами создавали различные графические изображения на компьютере, и прежде чем сделать следующий шаг в изучении компьютерной графики давайте прослушаем творческую работу  учащихся, которая была задана на дом.

 

СООБЩЕНИЯ учащихся.

 

КОМПЬЮТЕР – ПОМОЩНИК МУЛЬТИПЛИКАТОРОВ. (Артемьева)

И дети, и взрослые любят смотреть мультфильмы. Однако мало кто знает, что для того, чтобы его любимый мультипликационный герой «жил» на экране в течение одной минуты, требуется около 1500 подробных рисунков. Раньше каждый из них приходилось рисовать вручную на листе прозрачной пленки, чтобы его можно было наложить на фон. Нетрудно подсчитать, что 10-минутный фильм состоит из 15000 рисунков. Если предположить, что художник сможет выполнять в день по 50 рисунков, то и тогда на производство всего мультфильма уйдет около года.

Компьютер очень облегчает труд художника.

Введенное в компьютер изображение можно увеличивать, уменьшать или размножать.

Чтобы раскрасить рисунок, художнику достаточно ввести в компьютер нужный цвет и указать закрашиваемый участок. Если цвет не понравился, его можно туту же заменить.

Все это облегчает работу художников-мультипликаторов, и 10-минутный мультфильм они могут закончить за 1 – 2 недели.

КОМПЬЮТЕР – ПОМОЩНИК ХУДОЖНИКОВ. (Гладков)

Многие выдающиеся художники, стремясь к предельно точному воспроизведению своего замысла, до тех пор вносили изменения в первоначальный вариант картины, пока не добивались желаемого результата.

Практически это приводило к созданию не одной картины, а нескольких ее вариантов, потому что внесение любых изменений означало переписывание картины заново.

В наше время при наличии компьютера художнику достаточно создать первоначальный вариант картины и уже в него вносить все необходимые изменения.

 

Один из самых простых графических редакторов – Paint.

Запуск графического редактора осуществляется через кнопку Пуск.

Пуск/Программы/Стандартные/ Paint.

           

 

Учитель: А сейчас я хочу задать вам еще один вопрос. Как компьютер кодирует ту графическую информацию, которую мы на нём создаем, ведь он понимает только сигналы, есть электрический заряд, или его нет?

Попробовать ответить на этот вопрос вместе мы должны на сегодняшнем уроке.

Изучение проведем в виде небольшой игры, класс разбивается на две команды – “Растр” и “Вектор”.

Учитель: Сегодня на уроке мы познакомимся с  кодированием графической информации, понятиями пиксель, растр, кодировка цвета, видеопамять.

 

1 этап — Знакомиться с новыми понятиями вы начнете самостоятельно, откройте учебник на стр. 56 § 6.1, работаем с карточкой № 1, заполним пропуски.

 

 

 

 

 

Карточка № 1

Закончите предложения.

Растр (графическая сетка) – это …………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Одна такая точка носит название —  …………………………………………………………….

Векторное изображение — ………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………….

Фрактальная графика — ……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

Графический редактор — …………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………

 2 этап — Игра – Самый умный

1.Как формируется изображение растровой графики?

2.Как формируется изображение векторной графики?

3. Как изменяется в процессе масштабирования Растровая графика

4. Как изменяется в процессе масштабирования Векторная графика

5. Назовите растровые графические редакторы

6. Назовите векторные графические редакторы

7. Область применения растровой графики

8. Область применения векторной графики

9.  Графический редактор — это

10. Фрактальная графика – это

 

 

 

 

 

 

3 этап — Объяснение темы 

Выводы: рисунок на компьютере представлен совокупностью точек.

 

Такой способ называется дискретным способом представления изображений. Картинка преобразуется из аналоговой формы в дискретную, путем дискретизации, т.е. разбиения непрерывного графического изображения на отдельные элементы..

Каждая точка экрана при представлении на компьютере, обладает свойством Глубина цвета.

В процессе дискретизации могут ис­пользоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цве­тов, в которые могут быть окрашены точки изображения. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состоя­ние точки, тогда количество цветов в палитре N и количе­ство информации, необходимое для кодирования каждой точки /, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:

N=2I  (1.1)                                     

В простейшем случае (черно-белое изображение без гра­даций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого). Каждая точка экрана может при­нимать одно из двух состояний — «черная» или «белая», следовательно, по формуле можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:

2 = 21      =>       21 = 21       =>     / = 1 бит.

Количество информации,  которое используется  для кодирования цвета точки изображения, назы­вается глубиной цвета.

Наиболее распространенными значениями глубины цве­та при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16, 24 бита на точку. Зная глубину цвета, по формуле (1.1) можно вычислить количество цветов в палитре (табл. 1.1).

Таблица 1.7. Глубина цвета и количество цветов в палитре

 

Глубина цвета, (битов)	Количество цветов в палитре, N  |
4	24=16
8	28 = 256
16	216=65 536
24	224= 16 777 216

 

 

 Как кодируется изображение

Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецеп­торов (так называемых колбочек), находящихся на сетчатке глаза. Наибольшая чувствительность колбочек приходится на красный, зеленый и синий цвета, которые являются базо­выми для человеческого восприятия. Сумма красного, зеле­ного и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, их отсутствие — как черный, а различные их сочета­ния — как многочисленные оттенки цветов.

 

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB.

С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая си­стема цветопередачи называется RGB, по первым буквам ан­глийских названий цветов (Red — красный, Green — зеле­ный, Blue — синий).

Цвета в палитре RGB формируются путем сложения ба­зовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность. Цвет Color палитры можно определить с по­мощью формулы (1.2):

 Color = R + G + В,

где 0 < R< Rmax, 0 < G< Gmaxt 0<B< Bmax.

 

Как я уже говорила, в видеопамяти находится двоич­ная информация об изображении, выводимом на экран. Эта информация состоит из двоичных кодов каждого видеопик­селя.

Код пикселя — это информация о цвете пикселя.

Для получения черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может принимать только два состояния: светит­ся — не светится (белый — черный). Тогда для его кодиро­вания достаточно одного бита памяти:

1 — белый, О — черный.

Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску. Поэтому одного бита на пиксель недостаточно.

Для кодирования 4-цветного изображения требуются два бита на пиксель, поскольку два бита могут принимать 4 раз­личных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов:

0       — черный,        10 — зеленый,

1       — красный,      11 — коричневый.

На цветном экране все разнообразие красок получается из сочетаний трех базовых цветов: красного, зеленого, сине­го. Из трех цветов можно получить восемь комбинаций:

 

 

— — —	черный,	к  — —	красный,
— —  с	синий,	к — с	розовый,
— з —	зеленый,	к з —	коричневый
~ 3  С	голубой,	к з с	белый.

 

Здесь каждый базовый цвет обозначается первой буквой, а черточкой — отсутствие цвета.

Следовательно, для кодирования 8-цветного изображения требуются три бита памяти на один видеопиксель. Если на­личие базового цвета обозначить единицей, а отсутствие — нулем, то получается следующая таблица кодировки вось-мицветной палитры:

 

Таблица 4.1. Двоичный код восьмицветной палитры

 

 

к	з	с	Цвет
0	0	0	Черный
0	0	1	Синий
0	1	0	Зеленый
0	1	1	Голубой
1	0	0	Красный
1	0	1	Розовый
1	1	0	Коричневый
1	1	1	Белый ———————- (

 

Из сказанного, казалось бы, следует вывод: с помощью трех базовых цветов нельзя получить палитру, содержащую больше восьми цветов. Однако на экранах современных компьютеров получают цветные изображения, составленные из сотен, тысяч и даже миллионов различных красок и от­тенков. Как это достигается?

Если иметь возможность управлять интенсивностью (яр­костью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.

Шестнадцатицветная палитра получается при использо­вании четырехразрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно (ин­тенсивностью трех электронных пучков).

 

Таблица 4.2. Двоичный код шестнадцатицветной палитры. И — бит интенсивности

 

 

и	к	3	с	Цвет
0	0	0	0	Черный
0	0	0	1	Синий
0	0	1	0	Зеленый                       |
0	0	1	1	Голубой
0	1	0	0	Красный
0	1	0	1	Розовый
0	1	1	0	Коричневый
0	1	1	1	Серый (или белый)    J
1	0	0	0	Темно-серый

 

и	к	3	с	Цвет
1	0	0	1	Ярко-синий
1	0	1	0	Ярко-зеленый
1	0	1	1	Ярко-голубой
1	1	0	0	Ярко-красный
1	1	0	1	Ярко-розовый
1	1	1	0	Ярко-желтый
1	1	1	1	Ярко-белый                 I

 

Большее количество цветов получается при раздельном управлении интенсивностью базовых цветов. Причем интен­сивность может иметь более двух уровней, если для кодиро­вания каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.

Из сказанного можно вывести правило: количество различных цветов К

и количество битов для их кодировки b связаны между собой формулой: К = 2Ь.

21 = 2,

22 = 4,

23 = 8,

24=16 и т.д.

Для получения цветовой гаммы из 256 цветов требуется 8 бит = 1 байт на пиксель, так как 28 = 256.

Объем необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов. Минималь­ный объем видеопамяти должен быть таким, чтобы в него по­мещался один кадр (одна страница) изображения. Например, для сетки 640 х 480 и черно-белого изображения минималь­ный объем видеопамяти должен быть таким:

640 х 480 xl = 307 200 бит = 38 400 байт.

Это составляет 37,5 Кбайт.

Для четырехцветной гаммы и той же графической сетки видеопамять должна быть в два раза больше — 75 Кбайт; для восьмицветной — 112,5 Кбайт.

На современных высококачественных дисплеях использу­ется палитра более чем из 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случае — несколько мегабайт.

 

 

 

3. Практическая работа.

 

Теперь, для наглядного знакомства с понятиями растр, глубина цвета и палитра выполним небольшую практическую работу

 

Практическая работа «Установка цвета в палитре RGB в графическом редакторе  и на экране монитора».

 

 

А) Установка графического режима экрана монитора

1. Щелкнуть    правой    кнопкой мыши по Рабочему столу, по­явится     диалоговая     панель Свойства: Экран. Выбрать   вкладку   Парамет­ры,    которая    предоставляет возможность установить гра­фический режим экрана. Разрешающую       способность экрана установить с помощью ползунка Разрешение экрана. Глубину  цвета  установить   с помощью     раскрывающегося списка  Качество   цветопере­дачи.

Установите разрешение экрана 800х600, Качество цветопередачи 32 бита, покажите учителю и восстановите настройки.

 

B) Установка цвета в графическом редакторе

1. Запустить интегрированное приложение Paint

2. В пункте меню Рисунок выберите подпункт Атрибуты и запишите в тетрадь два возможных варианта настройки палитры.

3. Сохраните рисунок как Монохромный, 16- ти цветный, 256 – цветный, 24-х разрядный:

Для этого выберите пункт меню Файл \\ Сохранить как  и в открывшемся окне выберите например для первого сохранения  Имя файла Водяные лилии 1

                                    Тип файла Монохромный рисунок – список выезжает по стрелке вниз v

 

C) Нарисовать флаги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Флаг Японии – красный круг на белом полотне.

Флаг Греции (цвет фона – голубой, цвет полос и креста — белый).

 

 

Сообщите учителю об окончании работы.

 Интерактивный тестовый контроль по изученной теме. (2 варианта)

 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.

§ 2.1, 2.2 (приготовить пересказ), вопросы 1 – 6 (стр. 860).

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА.

 

1. Почему книжка с картинками понятнее?
2. Что такое компьютерная графика?
3. Как выбрать инструмент в графическом редакторе?
4. Как узнать, какой инструмент выбран?
5. Как выбрать цвет в графическом редакторе?
6. Как узнать, какой цвет выбран?

 

ОЦЕНИВАНИЕ УЧАЩИХСЯ.

 

 

4. Дополнительно

Контрольные вопросы

1.  Объясните, как с помощью пространственной дискретизации происходит формирование растрового изображения.

2.  В каких единицах выражается разрешающая способность растро­вых изображений?

3.  Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?

Задание с выборочным ответом.

В процессе преобразования растрового   графического   изображения   количество   цветов уменьшилось с  65 536 до  16.  Его информационный объем уменьшился в: 1) 2 раза;   2) 4 раза;   3) 8 раз;   4) 16 раз.

Задание с кратким ответом.

Черно-белое (без градаций серо­го) растровое графическое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

Задание с кратким ответом.

Цветное (с палитрой из 256 цве­тов) растровое графическое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

Задание с развернутым ответом.

Сканируется цветное изоб­ражение размером 10 х 10 см. Разрешающая способность ска­нера — 1200 х 1200 dpi, глубина цвета — 24 бита. Какой ин­формационный объем будет иметь полученный графический файл?

 

Вопросы и задания

1.          Что такое пиксель? Что такое растр?

2.    Как работает дисплей?

3.    Из каких трех цветов получаются все остальные цвета на цвет­ном дисплее?

4.    Какие устройства входят в состав графического адаптера?

5.    Для чего нужна видеопамять?

6.    Что такое дисплейный процессор? Какую работу он выполняет?

7.    Какие  устройства используются  для  ввода  изображения  в компьютер?