Кодирование изображения конспект урока
Обновлено: 05.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
1) обучающий аспект: повторение ранее пройденного материала; формирование первоначального представления о кодировании изображения;
3) воспитательный аспект: воспитание эмоционально-положительной направленности на самостоятельную деятельность; стремление к самоутверждению через освоение теоретических знаний по ЭВМ.
Тип урока: комбинированный урок
Вид урока: урок с применением информационных технологий (презентация)
1. Организационный момент
2.Проверка домашнего задания (1 слайд)
1)Рисует объекты произвольной формы.
2)Вставляет в рисунок различные надписи.
3)Увеличивает или уменьшает отображение рисунка на экране.
4)Создаёт графический примитив в виде прямоугольника.
5)Выделяет фрагмент рисунка.
6)Позволяет изменить цвет внутри замкнутой линии.
7) Создаёт графический примитив в виде отрезка.
8)Имитирует движение кисти художника по бумаге.
9)Выбирает цвет из уже имеющихся в рисунке.
10) Создаёт графический примитив в виде круга или окружности.
11)Рисует ломаную линию.
3. Новая тема: (2 слайд)
- Информация о состоянии каждого пикселя хранится в закодированном виде в памяти компьютера. Код может быть однобитовым, двухбитовым и т.д. (3 слайд)
-Для получения чёрно-белого изображения пиксель может находиться в одно из двух состояний: светиться - не светиться(белый - чёрный). Тогда для его кодирования достаточно одного бита памяти:
-Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску. Поэтому одного бита на пиксель недостаточно.
Для кодирования четырёхцветного изображения требуется двухбитовый код, поскольку с помощью двух битов можно выразить 4 различных значения. Может использоваться, например, такой вариант кодирования цветов:
-Из трёх базовых цветов – зелёного, красного, синего – можно получить восемь комбинаций трёхбитового кода:
-В этом коде каждый базовый цвет обозначается его первой буквой. Чёрточка означает отсутствие цвета.
-Следовательно, для кодирования восьмицветного изображения требуется 3 бита памяти на один видеопиксель. Если наличие базового цвета обозначить единицей, а отсутствие – нулём, то получается таблица кодировки восьмицветной палитры.
-Из всего сказанного ,казалось бы, можно сделать вывод: с помощью трёх 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 свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.
-Из сказанного можно вывести правило:
-Объём необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов. Минимальный объём видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр изображения. Например,
-На современных высококачественных дисплеях используется палитра более чем 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случае – несколько мегабайт.
4.Решение задач
1) Пусть видеопамять компьютера имеет объём 512 Кбайт. Размер графической сетки – 640х480. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре из 16 цветов?
2) Разрешение экрана-1024х768. Количество цветов-32. Определить объём видеопамяти.
4.Подведение итогов урока.
5.Домашнее задание:
1) Пусть видеопамять компьютера имеет объём 512 Кбайт. Размер графической сетки – 640х480. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре из 256 цветов?
2) Разрешение экрана-800х600(1280х1024). Количество цветов-32. Определить объём видеопамяти.
Приведите примеры профессий, связанных с компьютерной графикой?
Для чего нужна видеопамять?
Во Франции, в конце 19 века было распространено направление в живописи –пуантилизм.
Что общего между направлением в живописи и формированием изображения на экране?
Экран монитора в графическом режиме разбит на точки(пиксели), изображение в пуантилизме состоит из разноцветных точек.
Учитель предлагает рассмотреть актуальный для каждого пользователя вопрос:
Как получить наилучшее изображение на экране?
Самостоятельное изучение материала из учебника и технической справки Microsoft Windows. (Приложение 1)
На слайдах представлены вопросы по прочитанному тексту, сформулированные в тоне, характерном для общения на форумах.
Кто знает, что обозначает разрешение экрана? Как оно влияет на качество изображения?
Что делать? Нечеткое изображение - пытался настроить/откалибровать монитор, ничего не вышло, изображение будто бы двоится…
Подскажите пожалуйста, по каким причинам могут мерцать ЖК-мониторы. У меня два ЖК-монитора, два системника, три видеокарты - при любых конфигурациях мерцают, Мерцание лучше всего заметно НА коричневом и светло-сером фонах
Ответы на эти вопросы ребята формулируют самостоятельно, опираясь на прочитанный материал и привлекая жизненный опыт, возникает небольшая, интересная дискуссия по этому вопросу.
Слайд 10 Проблемные вопросы
Монитор 19” , цветопередача 16 бит. Кто знает, сколько цветов у меня в палитре.
В чем разница между представлением рисунка на экране монитора и на бумаге? Дима, 9 лет…
На данные вопросы ребята затрудняются ответить.
Вывод. Качество изображения зависит от:
Последний параметр ребятам не знаком и требует объяснения.
Как получается цветное изображение на экране
Модель RGB - цветовая модель, которая описывает три основных цвета, воспринимаемых глазом человека.
Каждый пиксель на цветном экране – совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего.
Как получить красный цвет? - при интенсивной красной составляющей;
Как получить белый цвет? – когда все три цвета имеют максимальную составляющую;
Как получить желтый цвет? – смешение интенсивной красной и интенсивной зеленой составляющей;
Как кодируется пиксель
Отвечая на ниже приведенные вопросы, ребята одновременно заполняют таблицу. (Рабочий лист ученика)
Сколько бит на пиксель требуется для черно-белого изображения?
Сколько бит на пиксель требуется для четырехцветного изображения?
Сколько бит требуется для восьмицветной палитры?
Какие изменения произошли при переходе к 16-цветной палитре?
(к трем битам базовых цветов добавляется бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно)
Слайд 17 Сколько бит требуется для палитры, состоящей из 256 цветов?
Если напомнить ребятам начальные строчки стихотворения:
Слон живет у нас в квартире
В доме 2, подъезд 4.
По часам привык питаться:
утром в 8, днем в 16.
Ест на завтрак непременно 32 охапки сена.
После утренней прогулки 64 булки.
На обед ему приносим огурцов 128.
Помидоров может съесть 250 и 6.
Съест блинов 512.
Это если не стараться. А замесишь на кефире –-1024,
Следует быстрый ответ - 8 бит.
Учитель записывает на доске формулу, устанавливающую связь между количеством цветов в палитре (K) и числом бит на пиксель(b).
Глубина цвета (цветопередача) — термин компьютерной графики, означающий объём памяти в количестве бит, используемых для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики.
Самостоятельное решение задач (Рабочий лист ученика):
Задача №1. Сколько бит видеопамяти требуется для кодирования одного пикселя 32 –цветного изображения.
Задача №2. Для хранения информации о цвете пикселя требуется 64 бит. Сколько цветов может быть отображено на экране?
Учитель напоминает, что есть вопрос, на который нужно ответить:
Для ответа на вопрос учитель предлагает текст задачи:
Теперь ребята уверенно владеют терминами и выделяют главное: качество компьютерного рисунка зависит от многих параметров и для хранения необходим объем видеопамяти.
Палитра 65 536 цветов – высококачественный режим (High color) и для хранения пикселя нужно 16 бит.
Совместное решение задачи.
Весь материал - в архиве.
-75%
Цели и задачи урока:
- обучающие :
познакомить учащихся с понятиями кода пикселя, палитры, RGB - кодировки, формулой К = 2 b ; закрепить понятие пикселя, растровой сетки, основные принципы кодирования изображения, показать способы решения простейших задач с использованием технологической карты.
показать как создавать в палитре графического редактора GIMP 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, строить аналогии при работе с технологической карте, продолжить формирование умения взаимодействовать в паре;
-воспитательные :
воспитание аккуратности, добросовестности, самостоятельности в работе, коммуникативных умений при работе в парах
Тип урока комбинированный
Формы работы учащихся
фронтальная
индивидуальна
парная
Необходимое техническое оборудование:
Цель урока – Развитие и систематизация представлений учащихся о кодировании изображения, организация продуктивной деятельности школьников направленной на достижение ими:
- Принцип формирования цвета пикселя на экране.
- Связь между количеством цветов в палитре и количеством бит для кодирования одного пикселя (формула).
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Краснослободского района Республики Мордовия
Конспект урока по информатике и ИКТ
в 7 классе
Подготовил: Бахарев Юрий Владимирович учитель информатики и ИКТ
п. Преображенский- 2021
ПЛАН – КОНСПЕКТ УРОКА
1. Ф.И.О. Бахарев Юрий Владимирович
3. Должность: учитель информатики и ИКТ
4. Предмет: Информатика и ИКТ
5. Класс: 8
7. Базовый учебник: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Учебник для 8 класса.
8. Цель и задачи урока:
Цель урока – Развитие и систематизация представлений учащихся о кодировании изображения, организация продуктивной деятельности школьников направленной на достижение ими:
Принцип формирования цвета пикселя на экране.
Связь между количеством цветов в палитре и количеством бит для кодирования одного пикселя (формула).
1) предметных результатов:
- понимание принципа формирования цвета пикселя на экране;
- развитие представлений о связи между количеством цветов в палитре и количеством бит для кодирования одного пикселя
- развитие умений применять формула определения объёма видеопамяти для хранения изображения заданного размера;
- формирование у учащихся целостного восприятия учебного материала;
- развитие навыков самостоятельной работы с учебным материалом с использованием информационных технологий;
- способствовать развитию моторной и смысловой памяти, умений анализировать, сравнивать, отбирать теоретический материал, формированию поисковой самостоятельности и коммуникативных качеств учащихся.
2) метопредметных результатов:
рефлексивной
- поиск и устранение причин возникших трудностей;
- оценивание своих учебных достижений.
3) Личностных результатов:
1) иметь собственное мнение;
2) умение учиться самостоятельно;
3) умение хорошо говорить и легко выражать свои мысли;
4) учиться применять полученные знания и навыки к решению новых проблем;
5) воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности,
6) дисциплинированности, усидчивости.
7) формирование информационной грамотности учащихся.
8) развитие творческого потенциала и любознательности.
9) воспитывать ответственное отношение к интеллектуальной собственности с учётом этических и правовых норм;
10) формировать компетенции, касающиеся владения устным и письменным общением
9. Тип урока: изучение нового материала
10. Формы работы учащихся:
- проверочная самостоятельная работа
- работа в группах;
11. Необходимое техническое оборудование: компьютер, ноутбук, проектор, экран
Структура и ход урока
таблица 1.
СТРУКТУРА И ХОД УРОКА
Название используемых ЭОР
(с указанием порядкового номера из Таблицы 2)
Деятельность учителя
(с указанием действий с ЭОР, например, демонстрация)
Деятельность ученика
Организующее начало урока
Воспринимают информацию, сообщаемую учителем
Введение нового материала.
Ресурс: Растровое представление изображения (№ 1257 94 )
Ресурс: Кодирование цвета (№ 125759 )
Объясняет новый материал, используя материалы ЭОР как основу для презентации
Воспринимают информацию, сообщаемую учителем
Формулирование вопросов учащимися
Отвечает на вопросы учащихся
Задают вопросы учителю
Ответы учащихся на вопросы учителя
Задает вопросы учащимся
Отвечают на вопросы учителя
Закрепление изученного материала
1.Учитель объявляет начало этапа закрепления знаний умений. Сообщает URL-адрес ЭОР.
Наблюдает за работой учащихся.
Отрабатывают навыков решения задач по теме "Представление графической информации",
Формулировка учителем заданий для выполнения учащимися за компьютерами
Ресурс: Практическое задание №10 (№ 125784 )
Определяет ЭОР П-типа,
предъявляет их в виде текста rtf формата
Знакомятся с заданием и задают вопросы по его условию .
Выполнение заданий учащимися
Ресурс: Практическое задание №10 (№ 125784 )
Анализирует результаты выполнения учащимися заданий
Подведение итогов урока.
1. Учитель формулирует вопросы: Какова цель урока? Достигли мы поставленной цели? Все ли справились с заданиями? Какие трудности испытывали на уроке? 2. Учитель оценивает учебную деятельность учащихся, объясняет оценку, исходя из критериев оценки
Учащиеся отвечают на вопросы.
Анализируя результаты, дают оценку своей учебной деятельности, продумывают способы самокоррекции учебной деятельности.
Формулировка домашнего задания
Ресурс: Домашнее задание № 13 (№ 125764 )
Формулирует домашнее задание и записывает на доске
Фиксируют домашнее задание в дневниках
Приложение к плану-конспекту урока
Таблица 2.
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР
Тип, вид ресурса
Форма предъявления информации (иллюстрация, презентация, видеофрагменты, тест, модель и т.д.)
Гиперссылка на ресурс, обеспечивающий доступ к ЭОР
Системное представление основных понятий раздела, используемое учителем при объяснении материала. pps
Ресурс: Растровое представление изображения (№ 1257 94 )
Демонстрация к лекции. Интерактивное средство для самостоятельной работы учащихся, swf
Ресурс: Кодирование цвета (№ 125759 )
Демонстрация к лекции. Интерактивное средство для самостоятельной работы учащихся, swf
Упражнения для самостоятельной работы
Отработка навыков решения задач по теме "Представление графической информации", swf
Ресурс: Практическое задание №10 (№ 125784 )
Упражнения для самостоятельной работы
Индивидуальное задание на работу с конструктором цветов, встроенным в графический редактор , rtf
Ресурс: Домашнее задание № 13 (№ 125764 )
Упражнения для самостоятельной работы
Бланк-задание. Фрагмент рабочей тетради. Закрепление знаний по теме "Кодирование изображения", формирование умений., rtf
Большую часть информации человек получает с помощью зрения и слуха. Важность этих органов чувств обусловлена развитием человека как биологического вида, поэтому человеческий мозг с большой скоростью способен обрабатывать огромное количество графической и звуковой информации.
С появлением компьютеров возникла огромная потребность научить их обрабатывать такую информацию. Как же такую информацию может обработать компьютер?
Итак, кодирование графической информации осуществляется двумя различными способами: векторным и растровым
Программы, работающие с векторной графикой, хранят информацию об объектах, составляющих изображение в виде графических примитивов: прямых линий, дуг окружностей, прямоугольников, закрасок и т.д.
Достоинства векторной графики:
— Преобразования без искажений.
— Маленький графический файл.
— Рисовать быстро и просто.
— Независимое редактирование частей рисунка.
— Высокая точность прорисовки.
— Редактор быстро выполняет операции.
Недостатки векторной графики:
— Векторные изображения выглядят искусственно.
— Ограниченность в живописных средствах.
Программы растровой графики работают с точками экрана (пикселями). Это называется пространственной дискретизацией.
КОДИРОВАНИЕ РАСТРОВОЙ ГРАФИКИ
Давайте более подробно рассмотрим растровое кодирование информации.
Компьютер запоминает цвет каждой точки, а пользователь из таких точек собирает рисунок.
При этом зная количество пикселей по вертикале и горизонтали, мы сможем найти — разрешающую способность изображения.
Разрешающая способность находится по формуле:
где n, m — количество пикселей в изображении по вертикали и горизонтали.
В процессе дискретизации каждый пиксель может принимать различные цвета из палитры цветов. При этом зная количество цветов, которые можно использовать в палитре и воспользовавшись формулой Хартли, мы сможем найти количество информации, которое используется для кодирования цвета точки, что мы будем называть глубиной цвета.
где N — количество цветов в палитре;
i — глубина цвета.
Таким образом, чтобы найти вес изображения достаточно перемножить разрешающую способность изображения на глубину цвета: L=P*i.
Каким именно образом возможно закодировать пиксель? Для этого используются кодировочные палитры.
КОДИРОВОЧНАЯ ПАЛИТРА RGB
Когда художник рисует картину, цвета он выбирает по своему вкусу. Но цвет в компьютере надо стандартизировать, чтобы его можно было распознать. Поэтому надо определить, что такое каждый цвет.
В экспериментах по производству цветных стекол М. В. Ломоносов показал, что получить любой цвет возможно, используя три различных цвета.
Этот факт был обобщен Германом Грассманом в виде законов аддитивного синтеза цвета.
Давайте рассмотрим два из этих законов:
— Закон трехмерности. С помощью трех независимых цветов можно, смешивая их в однозначно определенной пропорции, выразить любой цвет.
— Закон непрерывности. При непрерывном изменении пропорции, в которой взяты компоненты цветовой смеси, получаемый цвет также меняется непрерывно.
Из биологии вы знаете, что рецепторы человеческого глаза делятся на две группы: палочки и колбочки. Палочки более чувствительны к интенсивности поступаемого света, а колбочки — к длине волны.
Поэтому такие цвета были взяты основными для построения цветовой модели, которая получила название RGB (Red, Green, Blue). То есть задавая количество любого из этих трех цветов, можно получить любой другой. Для кодирования каждого цвета было выделено 8 бит (режим True-Color). Таким образом, количество каждого цвета может изменяться от 0 до 255, часто это количество выражается в шестнадцатеричной системе счисления (от 0 до FF).
Так как описание цвета происходит определением трех величин, то это наводит на мысль считать их координатами точки в пространстве. Получается, что координаты цветов заполняют куб.
При этом яркость цвета определяется тем насколько близка к максимальному значению хотя бы одна координата из трех.
Поскольку именно модель RGB соответствовала основному механизму формирования цветного изображения на экране, большинство графических файлов хранят изображение именно в этой кодировке. Если же используется другая модель, например в JPEG , то приходится при выводе информации на экран преобразовывать данные.
КОДИРОВАНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Давайте перейдем к кодированию звуковой информации.
Из курса физики вам всем известно, что звук — это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой.
Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дискретизирован, т. е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).
Для этого звуковая волна разбивается на отдельные временные участки.
При этом на каждое измерение выделяется одинаковое количество бит. Такая характеристика называется — глубина кодирования.
Таким образом, чтобы подсчитать вес звуковой волны достаточно перемножить частоту дискретизации, глубины кодирования и времени звучания такого звука. При этом, рассматривая современное звучание, количество звуковых волн может быть различное, например, для стереозвука — это 2, а для квадрозвука — 4.
Читайте также: