Конспект урока "Компьютерная графики"

КОНСПЕКТ УРОКА

ТЕМА: Компьютерная графики

Цели урока:

Воспитательная: воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Развивающая: развитие навыков и умений работы с графикой.

Обучающая: научить отличать векторную графику от растровой, ознакомить с преимуществами и недостатками каждой графики.

Оборудование:

Учебник, компьютер (проектор), раздаточный материал.

Проблема. В школьных учебниках по информатике при объяснении материала, посвященного графическим изображениям, авторы чаще всего выделяют два типа (вида) графики: растровую и векторную. В настоящее время существуют:

1.      Растровая графика.

2.      Векторная графика.

3.      Трехмерная графика.

4.      Фрактальная графика.

Таким образом, ученикам не дается полное представление о видах графики. В связи с этим необходимо на уроке разобрать все пять видов графики. Исходя из поставленной проблемы, выделяются следующие цели занятия:

Воспитательная: воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Развивающая: развитие навыков и умений работы с графикой.

Обучающая: научить отличать векторную графику от растровой, ознакомить с преимуществами и недостатками каждой графики.

План

I.                   Организационный момент.

II.                Изучение нового материала.

1.     Растровая графика

2.     Векторная графика.

3.     Трехмерная графика

4.     Фрактальная графика.

III.             Итог урока.

1.      Вопросы

2.      Домашнее задание.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объявление темы урока, объяснение хода урока.

2. Изложение нового материала

Графика — вид изобразительного искусства, использующий в качестве основных изобразительных средств линии, штрихи, пятна и точки.

Компьютерная графика - область информатики, изучающая методы и свойства и обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.

Виды компьютерной графики:

Растровая, векторная, трехмерная и фрактальная.

2.1 Растровое изображение

Растровое изображение — представляет собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).

Важными характеристиками изображения являются:

•              количество пикселей — размер. Может указываться отдельно количество пикселей по ширине и высоте (1024×768, 640×480, …) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);

•              количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость:N=2^k, гдеN—  количество цветов, а k— глубина цвета);

•              цветовое пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.

•              разрешение — справочная величина, говорящая о рекомендуемом размере пикселя изображения.

•              Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов. Создается растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, также путем экспорта из векторного редактора или в виде Снимок экрана.

Плюсы +

+                    Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.

+                    Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

+                    Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

+                    Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры, а также сотовые телефоны.

Минусы -

–                    Большой размер файлов у простых изображений.

–                    Невозможность идеального масштабирования.

–                    Невозможность вывода на печать на плоттер.

Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.

Форматы

Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Так же в графическом файле может храниться дополнительная информация: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

Сжатие без потерь

•              BMP — обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE.

•              GIF — устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно. Всё ещё популярен из‑за поддержки анимации, которая отсутствует в чистом PNG.

•              PCX - устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованые изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселов одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселов и их цвете).

•              PNG - растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь

Сжатие с потерями

JPEG очень широко используемый формат изображений. Сжатие основано на усреднении цвета соседних пикселей(информация о яркости при этом не усредняется) и отбрасывании высокочастотных составляющих в пространственном спектре фрагмента изображения. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них.

2.2 Векторная графика

Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии и многоугольники. Объекты векторной графики являются графическими изображениями математических функций.

Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими геометрическими параметрами.

Обзор

•              Для создания изображения векторного формата, отображаемого на растровом устройстве, используются преобразователи, программные или аппаратные (встроенные в видеокарту).

•              Подавляющее большинство современных компьютерных видеодисплеев, в силу принципов используемых для построения изображения, предназначены для отображения информации в растровом формате.

•              Кроме этого, существует узкий класс устройств, ориентированных исключительно на отображение векторных данных. К ним относятся мониторы с векторной развёрткой, графопостроители, а также некоторые типы лазерных проекторов.

•              Термин «векторная графика» используется в основном в контексте двухмерной компьютерной графики.Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой

•              Размер, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно большой объект файлом минимального размера.

•              В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугиокружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.

•              Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах, которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.

•              При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.

Фундаментальные недостатки векторной графики

•              Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения (отрисовки).

•              Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра, при том что требует значительных вычислительных мощностей и времени, не всегда обеспечивает высокое качество векторного рисунка.

•              Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда начинаем иметь дело с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную.

Вопросы:

1.      Перечислите все виды графики

2.      В чем преимущества растровой графики?

3.      В чем  недостатки растровой графики?

4.      В чем преимущества векторной графики?

5.      В чем  недостатки векторной графики?

6.      Какая графика используется при создании компьютерных игр?

7.