Преобразование информации путём рассуждений

Дата урока:____________ Тема урока:Принцип кодирования изображения.Растровая и векторная  графика.Интерфейс графического редактора ( слайд 1). 1. Цели и  задачи   урока:  ­ обучающие:  познакомить учащихся с понятиями  кода пикселя, палитры, RGB­ кодировки, формулой   К  = 2b ; закрепить понятие пикселя, растровой сетки,  основные принципы кодирования  изображения, показать способы решения простейших задач,рассмотреть виды  графики,показать как создавать в палитре графического редактора Paint  дополнительные  цвета  и использовать их  при создании цветного изображения; ­развивающие:  развивать внимание, зрительную память, воображение, сенсорную сферу – точность и  тонкость различения цвета, формы,  положения объектов в пространстве, умение  анализировать, выделять главное, сравнивать, продолжить формирование умения  взаимодействовать в паре; ­воспитательные:  воспитание аккуратности,  добросовестности, самостоятельности в работе,  коммуникативных умений при работе в парах  Тип урока  комбинированный Оборудование:  компьютерная презентация, программа Paint,  интерактивная доска,ноутбуки. Ход урока: 1. Оргмомент. Сообщение целей и задач урока. 2. Актуализация опорных знаний и практического опыта учащихся. Ребята, на предыдущем уроке мы с вами изучили новую тему,  знания, которые вы получили,   на предыдущих уроках,  нам сегодня пригодятся. Давайте вспомним основные понятия.  Разгадывание кроссворда  (У детей карточки с заданиями. Индивидуальная работа ).Ответы:Задача: Определить требуемый объём видеопамяти для экрана с разрешающейспособностью 640*480 точек, если глубина цвета на одну точку составляет 16 бит Решение:V=M*N*K V=640*480*16=4915200 бит=/8=614400 байт=/1024=600Кбайт=/1024=0,59 Мбайт 3. Мотивация учебной деятельности. С давних времен люди стремились передать свое восприятие мира в виде рисунка, картины.  Ребята, обратите внимание на доску (на доске появляются изображения наскальной  живописи, картины художников).Первое умение, приобретенное человеком в своей жизни –  это умение рисовать. Люди с раннего детства рисуют на бумаге, на асфальте во дворе, на  доске в школе, на холсте. (Слайд №2) Компьютеры уже достаточно давно вошли в нашу  жизнь. Они изменили мир и возможности человека, и в последнее время желающих рисовать  всё больше привлекает компьютер. Изображения, созданные на компьютере, показываются в  динамике или в статике. Преимущество компьютерной графики – возможность видеть, как  формируется изображение на всех этапах, и неограниченно осуществлять  корректировку.Настоящий дизайнер немыслим без художественного образования, должен  прекрасно владеть техникой рисунка (карандаш, уголь), графики (акварель, гуашь, карандаш,  тушь и др.), живописи (гуашь, акварель, темпера, акрил, масло). Можно ли в современном  мире используя компьютер, знания и умения работы с компьютером стать художником,  дизайнером не обладая особым талантом? (Ответы учащихся).Компьютер в руках обычного  человека может превратиться в послушный инструмент воплощения его художественной  мысли — той самой, которую он не может воплотить на бумаге.Какие же чудесные  возможности предоставляет нам современный компьютер, но что было раньше.  Первые вычислительные машины работали с числовыми и символьными данными и не имели  отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и  обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на  основе ламп, можно было получать узоры. Возникновение компьютерной техники поставило  задачу передачи изображения. Сегодня на уроке мы познакомимся с тремя видами  графических изображений: растровое и векторное, фрактальное, с принципами  кодирования графической информации, а на последующих  уроках будем учиться  создавать и редактировать  графическое изображение. Итак, ребята открываем тетради,  записываем число и тему урока: “Растровая , векторная и фрактальная графика.  Принципы кодирования информации.  Графический редактор”. (Учащиеся записывают  тему урока в тетради). 4. Изучение нового материала. Проблемный вопрос: Как рассчитать объем памяти для хранения цветного изображения? Можно ли в 1 бит записать информацию о цветах палитры?Сколько цветов можно сохранить, используя 2 бита памяти? А если для кодирования использовать 3 бита? Информация о состоянии каждого пикселя хранится в закодированном виде в памяти  компьютера, Код может быть однобитовым, двухбитовым. Код пикселя­это информация о  цвете пикселя. Для получения черно­белого изображения используются два состояния  пикселя: светится­не светится ( белый­черный).Тогда для кодирования цвета пикселя  достаточно одного бита памяти: 1­белый, 0­черный. Количество цветов, в которые м.б. окрашен пискель на цветном дисплее, больше  двух,поэтому одного бита на пискель недостаточно .Для кодирования четырехцветного  изображения требуется двухбитовый код, поскольку с помощью двух битов можно выразить  четыре различных значения. Формула К=2b К – количество цветов на палитре,   b – количество бит для хранения информации об одном пикселе.( таблица) ( слайд)Система аддитивных цветов работает с излучаемым светом. Аддитивный цвет получается при  объединении разноцветных лучей света. В системе используются три основных цвета: красный,  зеленый и синий (Rеd, Grееn, Вlue — RGB). При смешивании их в разных пропорциях получается  соответствующий цвет. Отсутствие этих цветов представляет в системе черный цвет. Схематично  смешение цветов показано на рисунке 1.( слайд ) а) Аддитивный цвет б) Субтрактивный цвет Рисунок  ­ Система смешения цветов В системе субтрактивных цветов происходит обратный процесс: какой­либо цвет получается  вычитанием других цветов из общего луча света. При этом белый цвет получается в результате  отсутствия всех цветов, а присутствие всех цветов дает черный цвет. Система субтрактивных  цветов работает с отраженным цветом, например, от листа бумаги. Белая бумага отражает все  цвета,­окрашенная — некоторые поглощает, остальные отражает. В системе субтрактивных цветов основными являются голубой, пурпурный и желтый цвета (Суаn,  Маgеnta, Уеllow — СМY) — дополнительные красному, зеленому и синему. Когда эти цвета  смешивают на бумаге в равной пропорции, получается черный цвет. Этот процесс  проиллюстрирован на рисунке б. В связи с тем, что типографские краски не полностью поглощают  свет, комбинация трех основных цветов выглядит темно­коричневой. Поэтому для корректировки  тонов и получения истинно черного цвета в принтеры добавляют немного черной краски. Системы  цветов, основанные на таком принципе четырехцветной печати, обозначают аббревиатурой СМУК  (Суаn, Маgеnta, Уеllow, blасК). Существуют и другие системы кодирования цветов, например, представление его в виде тона,  насыщенности и яркости (Нuе, Sаturation, Вrightness — НSВ). Тон представляет собой конкретный оттенок цвета, отличный от других: красный, голубой, зеленый и т. п. Насыщенность характеризует относительную интенсивность цвета.При уменьшении, например, насыщенности красного цвета, он делается более пастельным или  блеклым. Яркость (или освещенность) цвета показывает величину черного оттенка, добавляемого к  цвету, что делает его более темным. Система НSВ хорошо согласуется с моделью восприятия цвета человеком. Тон является эквивалентом длины волны света, насыщенность — интенсивности волны,  а яркость — общего количества света. Недостатком этой системы является необходимость  преобразования ее в другие системы: RGВ — при выводе изображения на монитор; СМУК — при  выводе на четырехцветный принтер. Другое обозначение системы НSВ — НSL­ (Нue, Sаturation, Light — тон, насыщенность и  освещенность).   Виды компьютерной графики:1.растровая 2. векторная. 3 фрактальная ( слайд  ) Растровые графические изображения формируются в процессе сканирования существующих на  бумаге или фотопленке рисунков и фотографий, а также при использовании цифровых фото– и  видеокамер. Можно создать растровое графическое изображение непосредственно на компьютере с использованием графического редактора. Растровое изображение создается с использованием точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Совокупность точечных строк  образует графическую сетку или растр.Каждый пиксель может принимать любой цвет из  палитры, содержащей десятки тысяч или даже десятки миллионов цветов, поэтому растровые  изображения обеспечивают высокую точность передачи цветов и полутонов.( слайд _ ) Ребята, а как вы думаете, если увеличить число точек изображения, что можно сказать о четкости  изображения? (Если увеличить число точек изображения, то четкость изображения  повысится, изображение станет более четким). Ребята, а как вы думаете, если увеличить размер точек изображения, что тогда можно сказать о  четкости изображения? (Если увеличить размер точек изображения, то изображение станет  менее четким).   Растровые изображения очень чувствительны к увеличению или уменьшению (масштабированию).  (Слайд № __)При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в  одну, поэтому теряется четкость мелких деталей изображения. При его увеличении увеличивается  размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным  глазом. (Слайд №11) В отличие от растровых изображений векторные графические изображения  используются для хранения высокоточных графических объектов (чертежей, схем), для которых  имеет значение сохранение четких и ярких контуров. (Слайд №12)  Векторные изображения формируются из элементов – точка, линия, окружность, прямоугольник и  др. Элементы векторного изображения называются графическими примитивами. Достоинством  векторной графики является то, что векторные графические изображения могут быть увеличены  или уменьшены без потери качества. Это возможно, так как увеличение и уменьшение изображения  происходит с учетом формулы.  8Ребята, какой тип графического изображения (растровый или векторный) вы будете использовать: 1) Для разработки эмблемы нашей школы, учитывая, что она должна будет печататься на  маленьких визитных карточках и на больших плакатах? (В данном случае целесообразно  использовать векторный тип изображения). 2) Для редактирования цифровой фотографии. (В данном случае целесообразно использовать  растровый тип изображения).В настоящее время разработчики программ создают программы,  которые помогают пользователям работать с графическими изображениями.  Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы – графические  редакторы. Графические редакторы можно использовать для просмотра и редактирования готовых  изображений, а также для создания рисунков и чертежей с использованием мыши или графического планшета. Итак, запишем определение:  Графический редактор – это программа создания, редактирования и просмотра графических  изображений. Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки  цифровых фотографий и отсканированных изображений, поскольку позволяют повышать их  качество путем изменения цветовой палитры изображения и даже цвета каждого пикселя. Можно повысить яркость и контрастность старых и некачественных фотографий, удалить мелкие дефекты  изображения (например, царапины), преобразовать черно­белое изображение в цветное и так  далее.Кроме того, растровые графические редакторы можно использовать для художественного  творчества путем использования различных эффектов преобразования изображения. Обычную  фотографию можно превратить в мозаичное панно, рисунок карандашом или углем, рельефное  изображение и так далее.Среди растровых графических редакторов есть простые, например – Paint – стандартное приложение операционной системы Windows, Paint.Net – замена стандартному ГР  Paint, StarOffice Image – компонент интегрированного офисного приложения StarOffice, а также  мощные профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop. Сегодня на уроке мы будем работать с растровым графическим редактором Paint.  Для запуска ГР Paint нужно выполнить следующую последовательность действий:  ПУСК – Программы – Стандартные – Paint. Можно также запустить графический редактор  Paint, дважды щёлкнув на ярлычке графического редактора. Программы растровой графики работают с точками экрана (пикселями). Точки не знают,  какие объекты они представляют — окружности, линии, прямоугольники.  Компьютер запоминает цвет каждой точки, а пользователь из таких точек собирает  рисунок, как в детской мозаике.  Фрактальная графика­ Достоинства растровой графики: Растровые редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков,  9т.к. обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов.  Недостатки растровой графики: Изображения, создаваемые в растровых программах, всегда занимают много памяти. По  этой причине информация в файлах растрового формата хранится, как правило, в сжатом  виде.  Растровые изображения невозможно увеличивать для уточнения деталей. Так как  изображение состоит из точек, то увеличение приводит к тому, что точки становятся  крупнее, что визуально искажает иллюстрацию. Этот эффект называется пикселизацией.  Применение Применяется для обработки фотоизображений, художественной графике, реставрационных работ, работ со сканером.  Графические редакторы, в которых используется растровая графика: Paint, PhotoShop.  Достоинства векторной графики: Преобразования без искажений.  Маленький графический файл.  Рисовать быстро и просто.  Независимое редактирование частей рисунка.  Высокая точность прорисовки (до 1 000 000 точек на дюйм).  Редактор быстро выполняет операции.  Недостатки векторной графики: Векторные изображения выглядят искусственно.  Ограниченность в живописных средствах.  Применение Применяется в компьютерной полиграфии, системе компьютерного проектирования,  компьютерном дизайне и рекламе.  Графические редакторы, в которых используется векторная графика: Corel Draw , Adobe  Instrator .  Для уяснения разницы между растровой и векторной графикой приведем простой пример. Вы  решили отсканировать Вашу фотографию размером 10*15 см? чтобы затем обработать и  распечатать на цветном принтере. Для получения приемлемого качества печати необходимо  разрешение не менее 300 dpi. Считаем: 1010 см = 3,9 дюйма;         15 см = 5,9 дюймов. По вертикали:                 3,9 * 300 = 1170 точек. По горизонтали: 5,9 * 300 = 1770 точек. Итак, число пикселей растровой матрицы  1170 * 1770 =  2 070 900. Теперь решим, сколько цветов мы хотим использовать. Для черно­белого изображения используют  обычно 256 градаций серого цвета для каждого пикселя, или 1 байт. Получаем, что для хранения  нашего изображения надо 2 070 900 байт или 1,97 Мб. Для получения качественного цветного изображения надо не менее 256 оттенков для каждого  базового цвета. В модели RGB соответственно их 3: красный, зеленый и синий. Получаем общее  количество байт – 3 на каждый пиксел. Соответственно, размер хранимого изображения возрастает  в три раза и составляет 5,92 Мб. Для создания макета для полиграфии фотографии сканируют с разрешением 600 dpi,  следовательно, размер файла вырастает еще вчетверо. С другой стороны, если изображение состоит из простых объектов, то для его хранения в  векторном виде необходимо не более несколько  Программы векторной графики хранят информацию об объектах, составляющих  изображение в виде графических примитивов: прямых линий, дуг окружностей,  прямоугольников, закрасок и т.д.  Ограниченность в живописных средствах.  IV. Закрепление изученного материала.(10 мин.) Задача: Рассчитайте объем памяти, необходимый для хранения рисунка построенного при  графическом разрешении монитора 800 х 600 с палитрой 32 цвета. Решение  11800 * 600 *5 бит = 100 * 3000 байт   300 Кбайт Задача: *Каков информационный объем книги, если в ней 200 страниц текста (на каждой странице 50  строк по 80 символов ( и 10 цветных рисунков. Каждый рисунок построен при графическом  разрешении монитора 800 х 600 с палитрой 16 цветов. Решение: 80 * 50 * 200 симв 1 символ – 1 байт 80 * 50 * 200 байт  80 * 10 Кбайт = 800 Кбайт –  для хранения текста 16 = 24 1210 * (800 * 600 * 4) бит = 10 * 100 * 2400 байт    2400 Кбайт для хранения рисунков 2400 + 800 = 3200 Кбайт   3, 2 Мб Сколько дискет необходимо для хранения такого количества информации? V. Рефлексия 2.1.Максимальная часто применяемая глубина цвета? (24, это 16 777 216 цветов) 1) Назовите 3 палитры цветов в системах цветопередачи? (RGB, CMYK, HSB). Какая  цветопередача применяется чаще и где? (RGB – для отображения на мониторе)  Что такое растровое изображение? Растровые изображения формируются из точек различного цвета, которые образуют строки и столбцы. 131. Что такое векторная графика? Векторные рисунки формируются из базовых графических объектов, для каждого из  которых задаются координаты опорных точек, формулы рисования объекта, а также цвет,  толщина и стиль линии его контура. ­ Назовите форматы векторных и растровых изображений и назовите самый  оптимальный формат для размещения в интернете? (Jpeg) 1. Приведите примеры растровых и векторных графических редакторов (GIMP,  Photoshop, Компас 3D и др.). 6. Назовите три базовых цвета, с помощью которых формируется изображение?  (красный, зеленый, синий) V. Д/З п. 20­21 14