кодирование изображения 8 кл.

1 Урок 23 (8  класс) Кодирование изображения Цель:   познакомить учащихся с видами графических изображений; с методом растрового кодирования   графической   информации,   как   способом   кодирования   графической информации;   усвоить   понятие   пиксель;   освоить   основные   приемы   представления изображений в памяти компьютера;  освоить способы редактирования графических объектов; освоить способы монтажа сложных графических объектов. Актуализация опорных знаний I. 1. Что называют компьютерной графикой?  (Ответ:  это область информатики, занимающая   проблемами   получения   различных   изображений:   рисунков, чертежей, мультипликации на компьютере) 2. Назовите основные области применения компьютерной графики. Ответ: научная графика,   деловая   графика,   конструкторская   графика,   иллюстративная графика, художественная и рекламная графика) 3. Что   такое   компьютерная   анимация?   (  Ответ:  это   получение   движущихся изображений на экране)?  4. Что такое мультимедиа? (Ответ:  это объединённый вывод на экране текста, статических изображений, видео, анимации и звука) II. Объяснение нового материала Для   того,   чтобы   понять   как   же   кодируется   графическая   информация, рассмотрим, как формируется изображение на экране монитора.   В зависимости от способа формирования изображений на экране монитора, графическую   информацию   принято   подразделять,   на   растровую,   векторную   и фрактальную. Запишем схему.  Остановимся подробнее на растровом изображении.  Из чего же оно состоит? (точки, квадратики)  Эти точки принято называть пикселями.   Запишем:  Пиксель  –   наименьший   элемент   изображения   на   экране компьютера.   Размер   экранного   пикселя   около   0,0018дюйма,   а   дюйм   равен   2,54см,   но дюймы бывают разные.   Таким образом, мы выяснили, что растровое изображение формируется из определенного   количества   строк,   а   каждая   строка,   в   свою   очередь,   содержит определенное количество точек, которые называются пикселями.   С растровой графикой вы встречаетесь очень часто, достаточно привести в примеры цифровой фотоаппарат, сотовый телефон и т.п.  Скажите, увеличивая фотографию на фотоаппарате или телефоне, что с нейпроисходит? (она становится нечеткой, размытой, появляются квадратики)  2  Заметьте, что одна и та же фотография на различных моделях фотоаппаратов или телефонов становится нечеткой в различное время.  От чего это зависит?   Это зависит от количества точек на экране, что называется  разрешением экрана.   Итак, степень четкости изображения зависит от количества строк на весь экран и количества точек в строке. То есть чем больше пикселей, тем четче и лучше изображение.   Посмотрите внимательно на саму картинку. На что она похожа? Что вам напоминает? (мозаику)    Действительно,  растровый   рисунок   похож   на  мозаику,  в  которой   каждый элемент (пиксель) закрашен определенным цветом.   Рассмотрим   черно­белую   картинку.   Подумайте,   как   закодировать   этот двухцветный рисунок?   Принято   каждую   пустую   (белую)   клеточку   рисунка   кодировать   нулем,   а закрашенную (черную) – единицей. Давайте так и сделаем в наших тетрадях. Мы рассматривали черно – белые картинки, где каждая точка рисунка могла быть закрашена или нет. В этом случае для одного пикселя нужно всего лишь один бит памяти. В видеопамяти хранится двоичная информация об изображении, выводимом на экране. Эта информация состоит из двоичных кодов каждого видеопикселя. Код пикселя – это информация о цвете пикселя. Для   получения   монохромного   изображения   (с   полутонами   серого)   одного бита   на   пиксель   недостаточно.   Для   кодирования   4­цветного   изображения требуется   2  бита   на   пиксель,   поскольку   2  бита   могут   принимать   4  различных состоятия. Например, 00 – чёрный, 01 – светло­серый, 10 – тёмно­серый, 11 – белый. На цветном экране всё разнообразие красок получается  из сочетания трёх базовых цветов: красного, зелёного, синего (RGB). Из трёх цветов можно получить восемь комбинаций (здесь каждый базовый цвет обозначается первой буквой, а чёрточкой – отсутствие цвета). Следовательно, для кодирования 8­цветного изображения требуется 3 бита памяти на один пиксель. Если наличие базового цвета обозначить 1, а отсутствие 0, то получится таблица кодировки 8­ми цветной палитры. см. учебник с. 111 таблица 4.1 Но   с   помощью   3   базовых   цветов   нельзя   получить   палитру,   содержащую больше 8 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, дающие разные краски и оттенки, увеличивается. 3 16­цветная палитра получается при использовании 4­х разрядной кодировки пикселя: к трём битам базовых цветов добавляется 1 бит интенсивности. Этот бит управляет   яркостью   всех   3­х   цветов   одновременно   (интенсивностью   трёх электронных пучков). см. учебник с. 112 таблица 4.2 Большое   количество   цветов   получается   при   раздельном   управлении интенсивностью базовых  цветов. Причём интенсивность  может  иметь более 2­х уровней,   если   для   кодирования   каждого   из   базовых   цветов   выделять   больше одного бита. Количество   различных   цветов  К  и   количество   битов   для   их   кодировки  b связаны между собой формулой                                                          K=2b. Объём видеоинформации определяется размером графической сетки экрана и количеством цветов. Минимальный объём видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр (одна страница) видеоизображения. Минимальный объём видеопамяти можно определить по формуле V = M* N * b (в битах) Задача №1:  Какой   объём   видеопамяти   необходим   для   хранения   двух   страниц изображения  при  условии,  что  разрешающая  способность  дисплея равна 640х350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?  Решение: K=2b,  16 = 2b, 24 = 2b, b=4 бита                  V = M* N * b,                   V1 = 640 * 350 * 4 = 896000 бит = 112000 байт = 109,375 Кбайт                  V = 2*109,375 = 218,75 Кбайт III. Закрепление 2. На  экране с разрешающей способностью 640200 высвечиваются  только двухцветные   изображения.   Какой   минимальный   объем   видеопамяти необходим для хранения изображения? Дано:                     2i = N  i = 1 бит        К = 640200                   V  =  K    i  = 640    200    1 = 128000  бит  =       N = 2                           =16000 байт  16 Кб Найти: V ­?                          Ответ: необходим объем 16 Кбайт.3. Сколько   бит   видеопамяти   занимает   информация   об   одном   пикселе   на 4 черно­белом экране (без полутонов)? Дано:                     2i = N  i = 1 бит N = 2 Найти: i ­  ?                           Ответ: 1 бит. 4. Монитор позволяет получать на экране 1024 различных цвета. Сколько бит памяти занимает один пиксель? Дано:                     2i = N  i = 10 бит N = 1024           Найти: i ­ ?            Ответ: 10 бит. 5. Какой   объем   видеопамяти   необходим   для   хранения   двух   страниц изображения   при   условии,  что   разрешающая   способность   дисплея   равна 640350 пикселей, а количество используемых цветов – 16? Дано:                     2i = N  i = 4 бита  К = 640350          V = K  i = 640  350  4  2 = 1792000 бит = 224000 байт  N = 16                           219 Кбайт Найти: V ­?                          Ответ: необходим объем 219 Кбайт. 6. Какой   объем   видеопамяти   необходим   для   хранения   четырех   страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея – 800600 пикселей? Дано:                     V = K  I =800  600  24  4 = 46080000 бит = 5760000 байт  К = 800600          = 5625 Кбайт  5.5 Мбайт i = 24 бита                           Найти: V ­?                          Ответ: необходим объем 5.5 Мбайт.7. Объем видеопамяти равен 1Мбайт. Разрешающая способность дисплея – 800 х 600. Какое максимальное количество цветов можно использовать при условии, что видеопамять делится на две страницы? 5 Дано:                      V = 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт = 8388608 бит К = 800600          V = K  i = 800  600  i  2 = 8388608 V = 1 Мбайт            i = 8388608 / 960000  9 бит Найти:                    2i = N N ­ ?                          Ответ: 512 цветов. IV. Дома:  § ­ 20, № 6 с.114.