Конспект урока по информатике "Компьютерная графика. Растровая и векторная графика"

ТЕМА: Компьютерная графика. Растровая и векторная графика. ПЛАН­КОНСПЕКТ УРОКА Вид урока: урок изучения новой темы  Цели урока: Общеобразовательные:  создать   условия   для   актуализации   знаний   учащихся   о компьютерной графике; научить отличать векторную графику от растровой, ознакомить с преимуществами   и   недостатками   каждой   графики;   закрепить   новые   знания   с   помощью интерактивного теста. Развивающие: способствовать развитию памяти, внимания, познавательной  деятельности учащихся с использованием ресурсов Интернет; развитию навыков и умений  работы с графикой.  Воспитательные: воспитывать самостоятельность и активность, информационную  культуру учащихся, внимательность, аккуратность, дисциплинированность, усидчивость. Оборудование:  Учебник1, компьютеры, проектор, раздаточный материал. План I. II. Вопросы: Организационный момент. Актуализация знаний учащихся.  Какие существуют формы представления графической информации?  Что такое пиксель?  Что такое пространственная дискретизация?  Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?  С помощью, каких параметров задается графический режим экрана  монитора?  Как формируется палитра цветов в системе цветопередачи RGB?  В системе цветопередачи CMYK?  В системе цветопередачи HSB?  Технические средства обработки графических изображений. III. Изучение нового материала (презентация). 1. Растровая графика 2. Векторная графика. 3. Трехмерная графика 4. Фрактальная графика. 5. Физкультминутка. 6. Графические редакторы. 7. Панели инструментов. 8. Параметры графических файлов. 9. Форматы графических файлов. IV. Итог урока. 1 Н.Д. Угринович. Информатика и ИКТ. Учебник для 9 класса. ­ М.: БИНОМ. Лаборатория Базовых Знаний,  2009, с. 21­27. 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. Проверка заполнения таблицы Работа в группах Тест Выставление оценок. Домашнее задание.   Рефлексия.                                                                                                                       1. Оргмомент. Ход урока. Приветствие, проверка присутствующих. Объявление темы урока, объяснение хода урока.  Какие цели мы должны перед собой поставить в соответствии с темой урока. 2. Актуализация знаний учащихся. Ответы на вопросы: (Слайд 2, 3)  Какие существуют формы представления графической информации?  Что такое пиксель?  Что такое пространственная дискретизация?  Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?  С помощью, каких параметров задается графический режим экрана монитора?  Как формируется палитра цветов в системе цветопередачи RGB?  В системе цветопередачи CMYK?  В системе цветопередачи HSB?  Технические средства обработки графических изображений. 3. Изложение нового материала. Постановка проблемы. Давайте посмотрим на изображения (Картинка из журнала).  Скажите, пожалуйста, каким образом мы можем создать такое же на ПК? (Отсканировать, сфотографировать).   Правильно, молодцы. А можно ли попробовать его самим нарисовать? (Да)  Что нам для этого потребуется? (Программа, Графический редактор)  Верно. Замечательно.  Появляется   вопрос:   какую   программу   лучше   выбрать,   для   того,   чтобы максимально верно передать изображение с картинки?  Сегодня на уроке мы научимся определять вид графики и какими графическими редакторами необходимо воспользоваться в конкретном случае. И вы сможете правильно выбрать графический редактор для выполнения задания. На доске: Компьютерная графика (пишем в тетрадь) Назовите ваши ассоциации к словосочетанию компьютерная графика (Слайд 10) На вопрос, что такое компьютерная графика, можно услышать сотни самых разных  ответов: это главный инструмент для создания реалистичной среды захватывающих  компьютерных игр, средство для создания обложек практически всех полиграфических  изданий, основа современных спецэффектов  в кино, главный инструмент современного  дизайнера и конструктора, инженера и модельера… Перечислять варианты можно  2 бесконечно. Главное, что все ответы правильные. «Почему?»­ спросите вы. Потому, что все перечисленные направления связаны с работой с цифровыми изображениями.  Определение: компьютерная графика  –  область информатики, изучающая методы и свойства и обработки изображений с помощью программно­аппаратных средств. (Слайд 11) (пишем в тетрадь) Представление   данных   на   компьютере   в   графическом   виде   впервые   было реализовано в середине 50­х годов. Сначала, графика применялась в научно­военных целях. Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения на плоскости монитора. Машинная   графика   в   настоящее   время   уже   вполне   сформировалась   как   наука. Существует   аппаратное   и   программное   обеспечение   для   получения   разнообразных изображений ­ от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов.  Сферы применения: (Слайд 12)  Компьютерное моделирование  САПР  Компьютерные игры  Обучающие программы  Реклама и дизайн  Мультимедиа презентации  Internet  В   зависимости   от   способа   формирования   изображений   компьютерную   графику подразделяют: (Слайд 13) (пишем Виды компьютерной графики)  Растровая графика.   Векторная графика.   Трехмерная графика.   Фрактальная графика.   Символьная   графика  (устарела   и   на   сегодняшний   день   практически   не используется, поэтому рассматривать ее не будем)  Учащиеся  рисуют  таблицу  и  самостоятельно  во  время лекции  заполняют  её.  Во время подведения итогов урока проверяется заполнение таблицы. Сравнительная характеристика растровой и векторной графики Растровая графика Векторная графика 1. Изображение  формируется (создается) из … 2. Основными  элементами изображения  (рисунка) является … (дать  определение) 3. Основные  характеристики 3 4. Достоинства и  недостатки изображений. 5. Графические  редакторы и их возможности. 6. Форматы  графических файлов. Растровое изображение (Слайд 14, 15) Компьютерное  растровое   изображение  представляется   в   виде   прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой ­ цветная точка. Т.е.  основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то точка называется пикселем  (от англ. pixel ­ picture element).  С размером изображения непосредственно связано его разрешение, оно измеряется в точках на дюйм (dots per inch – dpi). К   примеру   экран   15”   монитора   составляет   28Х21   см.   При   настройке   экрана 800Х600 пикселей и учитывая, что 1”=25,4мм его  разрешение составит 72 dpi.  Качество   растрового   изображения   зависит   от   размера   изображения   (количества пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого   пикселя.   Компьютер   хранит   параметры   каждой   точки     изображения   (её   цвет, координаты). Причём   каждая точка представляется определенным количеством бит (в зависимости   от  глубины   цвета).   При   открытии   файла   программа   прорисовывает   такую картину как мозаику – как последовательность точек массива. Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению).   При   уменьшении   растрового   изображения   несколько   соседних   точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом. Растровое изображение нельзя расчленить. Оно «литое», состоит из массива точек. Поэтому в программах для обработки растровой графики предусмотрен  ряд инструментов для выделения элементов «вручную». Например, в Photoshop ­ это инструменты «Волшебная палочка», Лассо, режим  маски и др.                                          Применение: для   обработки   изображений,   требующей   высокой   точности   передачи   оттенков  цветов и плавного перетекания полутонов.  Например,  для:     ретуширования, реставрирования фотографий; создания и обработки фотомонтажа, коллажей; применения к изображениям различных спецэффектов; после сканирования изображения  получаются в растровом виде Векторное изображение (Слайд 16) Основным   логическим   элементом   векторной   графики   является   геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы ­ прямоугольник, окружность, эллипс, линия). Благодаря этому форму, цвет и 4 пространственное   положение   составляющих   изображение   объектов  можно   описывать   с помощью математических формул.  Векторное   изображение   масштабируется   без   потери   качества:   масштабирование изображения происходит при помощи математических операций: параметры примитивов просто умножаются на коэффициент масштабирования.  Векторное  изображение   можно  расчленить  на   отдельные   элементы   (линии   или фигуры), и каждый  редактировать, трансформировать независимо.  Векторные  файлы   имеют   сравнительно  небольшой  размер,   т.к.   компьютер запоминает   только  начальные  и  конечные  координаты   элементов   изображения   ­   этого достаточно для описания элементов в виде математических формул. Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.  Применение: для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений; для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем; для   рисованных   изображений   с   четкими   контурами,   не   обладающих   большим    спектром оттенков цветов;   для моделирования объектов изображения;  для создания 3­х мерных изображений;  Трехмерная графика (Слайд 17) Для создания реалистичной модели объекта используют геометрические примитивы (прямоугольник,   куб,   шар,   конус   и   прочие)   и   гладкие,   так   называемые   сплайновые поверхности.   Вид   поверхности   при   этом   определяется   расположенной   в   пространстве сеткой   опорных   точек.   Каждой   точке   присваивается   коэффициент,   величина   которого определяет   степень   ее   влияния   на   часть   поверхности,   проходящей   вблизи   точки.   От взаимного расположения точек и величины коэффициентов зависит форма и “гладкость” поверхности в целом. Программы для работы с трехмерной графикой: 3D Studio MAX 5, AutoCAD, Компас Применение: научные расчеты,  инженерное проектирование,  компьютерное моделирование физических объектов  изделия в машиностроении, видеороликах, архитектуре, изделиях машиностроения изображения моделируются  и перемещаются в         пространстве. Фрактальная графика (Слайд 18) Фрактальная графика – одна из быстроразвивающихся и перспективных видов  компьютерной графики. Математическая основа  ­ фрактальная геометрия. Фрактал –  структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является  самоподобие. (Фрактус – состоящий из фрагментов). Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию о всем фрактале. 5 В центре находится простейший элемент – равносторонний треугольник, который получил название ­ фрактальный.  Абстрактные композиции можно сравнить со снежинкой, с кристаллом. Фрактальная   графика   основана   на   математических   вычислениях.   Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям.  Программа для работы с фрактальной графикой: Фрактальная вселенная 4.0 fracplanet Применяют: Математики,  Художники   Физкультминутка (слайд 19)   (Одна рука вверх, другая вниз, рывками менять руки) Мы устали, засиделись,  Нам размяться захотелось. Отложили мы тетрадки, Приступили мы к зарядке То на стену посмотрели, То в окошко поглядели. Вправо, влево, поворот, А потом наоборот Приседанья начинаем, Ноги до конца сгибаем. Вверх и вниз, вверх и вниз, Приседать не торопись!  (Приседания) И в последний раз присели, А теперь за парты сели.  (Дети садятся на свои места)  (Повороты корпусом) Для   обработки   изображений   на   компьютере   используются   специальные Графические редакторы (Слайд 20) программы — графические редакторы. Графический редактор – программа для создания, редактирования и просмотра графических изображений.  6 Векторные CorelDRAW Macromedia Flash MX ГР встроенный в Word Растровые Paint Adobe Photoshop Панели инструментов (Слайд 21) Графические редакторы предоставляют возможность выбора инструментов для создания   и   редактирования   графических   изображений,   объединяя   их   в   панели инструментов. Инструменты рисования объектов Выделяющие инструменты Инструменты редактирования рисунка Текстовые инструменты Масштабирующие инструменты Палитра цветов Параметры графических файлов (Слайд 22) Обычно графические файлы характеризуются следующими параметрами: Размер Разрешение Тип цветовой модели           Форматы графических файлов (Слайд 23) Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Некоторые форматы графических файлов являются универсальными, так как могут быть   обработаны   большинством   графических   редакторов.   Некоторые   программы 7 обработки изображений используют оригинальные форматы, которые распознаются только самой создающей программой. Преимущество оригинальных форматов файлов состоит в том, что они позволяют сохранять изображения при меньшем размере файла. Необходимо подробно рассмотреть форматы графических файлов. (Н.Д.  Угринович. Информатика и ИКТ. Учебник для 9 класса. ­ М.: БИНОМ. Лаборатория  Базовых Знаний, 2009, с. 21­27.)   Учащиеся должны уметь  выбрать нужный  формат при сохранении, знать какие форматы включают алгоритм сжатия без потерь качества, какие приводят к необратимой потере части информации.  Проверка заполнения таблицы (Слайд 26, 27) Решение проблемы  Ребята, скажите  в каком графическом редакторе можно создать рисунок,  который мы рассматривали в начале урока? ( В Paint, Adobe  PhotoShop)  Отлично. Почему? (Этот рисунок относится к растровой графике) Работа в группах Учащиеся делятся на две группы, каждая из которых получает набор возможностей и операций для каждого вида графики. Задача учащихся первой группы – выбрать из этого набора только то, что относится к растровой графике. Вторая группа выбирает то, что относится к растровой графике. Затем каждая группа представляет результат, учитывается количество совпадений. Вопросы для групповой работы Основные возможности графических редакторов Растровая графика Рисовать от руки (с помощью манипулятора) линии произвольной формы. Использовать для рисования графические примитивы (прямые линии, прямоугольники,  эллипсы и пр.) Вырезать, склеивать и стирать произвольные части. Использовать для рисования и заливки произвольные краски. Запоминать рисунки на внешних носителях и загружать из файлов. Увеличивать фрагменты изображения для проработки мелких деталей. Масштабировать, вращать, зеркально отражать фрагменты изображений. Добавлять к рисункам текст и, таким образом, создавать красочные объявления,  рекламные плакаты, визитные карточки. Векторная графика Разнообразные методы для работы с объектами (создание, удаление, перемещение,  масштабирование, зеркальное отражение). Возможности формирования заливок, содержащих большое количество цветов. Средства для упорядочения, объединения, пересечения объектов. Большой набор графических эффектов (объем, перетекание, фигурная обрезка и др.). Разнообразные методы для работы с кривыми. Богатые возможности работы с текстом. Возможность сохранения рисунков на внешних носителях в различных графических  форматах. 8 Сегодня   на   уроке   мы   с   вами   дали   понятие   термину   Компьютерная   графика. Рассмотрели виды и возможности компьютерной графики. 1. 2. 3. А сейчас мы выполним тест (см. «Тест.xlsx»), на новый материал. Домашнее задание:  Учебник п. 1.2. стр 21 – 27. Заполнить п.6 таблицы, если не успели. Что такое «ленивые» пиксели? 4. Привести примеры использования различных видов графики на 1 или 2 (РТР)  канале центрального телевидения. Рефлексия. Откройте файл Рисунок_1.bmp, с помощью графического редактора KolourPaint  и дорисуйте улыбку, в соответствии с вашими ощущениями (Слайд 28).  (используя, ЛИНИЮ или КРИВУЮ  ЛИНИЮ  на Панели инструментов) Всем большое спасибо за работу. До свидания. 9