Урока: Образовательная

Тема 1-2: Техника безопасности в кабинете информатики. Кодирование графической информации. Пространственная дискретизация.

• Образовательная:

1. ознакомиться с правилами безопасного поведения в кабинете информатики.

2. изучение способов представления графической информации, понятия пикселя, основных характеристик представления графической информации.

• Развивающая:

1. продолжить развитие познавательных психических и эмоционально-волевых процессов: внимание, память, воображение.

• Воспитательная:

1. внимательность,

2. аккуратность,

3. интерес к предмету.

• 
  урок формирования новых знаний и умений.
  

• 
  Объяснительно-иллюстративный (формы: словесные, наглядные)
  
• 
  Репродуктивный (формы: практические, логические).
  

• 
  компьютеры;
  
• 
  проектор;
  

• 
  аналоговое представление информации;
  
• 
  цифровое представление информации;
  
• 
  пространственная дискретизация;
  
• 
  пиксель;
  
• 
  разрешающая способность;
  
• 
  качество растрового изображения
  
• 
  глубина цвета;
  

1. 
   Организационный момент.
   
2. 
   Вводный инструктаж.
   
3. 
   Изучение нового материала.
   
4. 
   Закрепление нового материала.
   
5. 
   Первичный контроль результатов учебной деятельности.
   
6. 
   Домашнее задание.
   
7. 
   Подведение итогов урока. Рефлексия.
   

Приветствие учащихся. Проверка присутствующих, объявление темы и принципа работы на уроке.

Проведение вводного инструктажа по технике безопасности и правилам поведения в компьютерном классе.

С давних времен люди стремились передать свое восприятие мира в виде рисунка, картины. Ребята, обратите внимание на доску.

Слайды 2-4.

Некоторые техники создания изображений появились за много веков до появления компьютера, во многих из них изображение строится из дискретных элементов. Во-первых, это такие направления искусства, как мозаика, витражи, вышивка. Во-вторых, это рисование «по клеточкам» — эффективный способ переноса изображения с подготовительного картона на стену, предназначенную для фрески. Суть этого метода заключается в следующем. Картон и стена, на которую будет переноситься рисунок, покрываются равным количеством клеток, затем фрагмент рисунка из каждой клетки картона тождественно изображается в соответствующей клетке стены.

Слайд 5

Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах. Аналоговая – непрерывная форма. Дискретная – цифровая форма. Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называется пространственной дискретизацией. Изображение разбивается на отдельные точки – пиксели.

Слайд 6

Графическое изображение из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуется путем пространственной дискретизации. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки, или пиксели), причем каждый элемент имеет свой цвет (красный, зеленый синий и т. д.)

Слайд 7

Пиксель – минимальный участок изображения для которого независимым образом можно задать цвет.

В результате пространственной дискретизации графическая информация представленная в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь, содержат определенное количество точек.

Слайд 8.

В компьютерной графике термин «пиксель», вообще говоря, может обозначать разные понятия:

наименьший элемент изображения на экране компьютера;

отдельный элемент растрового изображения;

точка изображения, напечатанного на принтере.

Поэтому, чтобы избежать путаницы, будем пользоваться следующей терминологией:

видеопиксель — наименьший элемент изображения на экране;

пиксель — отдельный элемент растрового изображения;

точка — наименьший элемент, создаваемый принтером.

Слайд 9.

Пространственная дискретизация непрерывных изображений, хранящихся на бумаге, фото- и кинопленке, может быть осуществлена путем сканирования. В настоящее время все большее распространение получают цифровые фото- и видеокамеры, которые фиксируют изображения сразу в дискретной форме.

Слайд 10.

Разрешающая способность. Важнейшей Характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек как по горизонтали, так и по вертикали на единицу длины изображения.

Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dot per inch - точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см)

Качество растровых изображений, полученных в результате сканирования, зависит от разрешающей способности сканера, которую производители указывают двумя числами (например, 1200 х 2400 dpi).

Слайд 11.

Сканирование производится путем перемещения полоски светочувствительных элементов вдоль изображения. Первое число является оптическим разрешением сканера и определяется количеством светочувствительных элементов на одном дюйме полоски. Второе число является аппаратным разрешением; оно определяется количеством "микрошагов", которое может сделать полоска светочувствительных элементов, перемещаясь на один дюйм вдоль изображения.

Слайды 12,13.

Глубина цвета. В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:

N=2^I

В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого). Каждая точка экрана может принимать одно из двух состояний - "черная" или "белая", следовательно, по формуле (1.1) можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:

2 = 2^I => 2¹ = 2^I => I = 1 бит.

Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.

Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Зная глубину цвета, по формуле N=2I можно вычислить количество цветов в палитре.

Слайды 14,15.

Глубина цвета и количество цветов в палитре

Слайд 16.

Контрольные вопросы:

1. Назовите виды представления графической информации.

• 
  Аналоговый (непрерывный);
  
• 
  Дискретный (цифровой).
  

2. В чем состоит суть метода пространственной дискретизации (ПД)?

• 
  ПД – процесс преобразования аналоговой графики в цифровую форму в результате которого исходное изображение разбивается на отдельные точки определенного цвета;
  

3. Какой тип изображения будет получен в результате пространственной дискретизации?

• 
  Растровое изображение
  

4. Что такое пиксель?

• 
  Пиксель – минимальный участок изображения для которого независимым образом можно задать цвет.
  

5. Какой аппаратный метод может быть применен для пространственной дискретизации?

• 
  Сканирование.
  

6. Чем определяется разрежающая способность растрового изображения?

• 
  …количеством точек по вертикали и горизонтали на единицу длины изображения
  

7. Укажите параметры растрового изображения.

• 
  Количество точек по вертикали на количество точек по горизонтали на единицу длины (дюйм).
  

8. Указано разрешение сканера 1200х2400 dpi. Поясните что определяют цифровые показатели?

• 
  1200 – оптическое разрешение определяется количеством светочувствительных элементов на одном дюйме полоски.
  
• 
  2400 – аппаратное разрешение определяется количеством "микрошагов", которое может сделать полоска светочувствительных элементов, перемещаясь на один дюйм вдоль изображения.
  

9. Дайте определение глубины цвета.

• 
  Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.
  

10. Сколько цветов в палитре при значении глубины цвета = 4?

• 
  2⁴=16
  

1. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого) размером 100х100 точек. Какой объем памяти требуется для хранения этого файла?

• 
  1000 бит;
  
• 
  10000 бит;
  
• 
  10000 байт.
  

2. Растровый файл, содержащий черно-белый (без оттенков серого) квадратный рисунок, имеет объем 200 байт. Рассчитайте размер стороны квадрата (в пикселях).

• 
  15;
  
• 
  40;
  
• 
  1000.
  

3. Объем изображения, размером 40х50 пикселей, составляет 2000 байт. Изображение использует:

• 
  8 цветов;
  
• 
  256 цветов;
  
• 
  16777216 цветов.
  

4. Известно, что видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Разрешающая способность экрана 640 на 200 пикселей. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре из 8 цветов;16 цветов;256 цветов?

• 
  512 Кбайт = 512 х 2¹⁰ = 512 х 1024 = 524 288 байт. 524 288 х 8 = 4 194 304 бит – объем видеопамяти.
  
• 
  640 х 200 х 8 = 1 024 000 объем видеостраницы при палитре из 8 цветов. 4 194 304 / 1 024 000 = 4,096 страницы.
  
• 
  640 х 200 х 16 = 2 048 000 объем видеостраницы при палитре из 16 цветов. 4 194 304 / 2 048 000 = 2,048 страниц.
  
• 
  1,024 страниц
  

5. Используются графические режимы с глубинами цвета 8, 16, 24 и 32 бита. Вычислить объемы видеопамяти, необходимые для реализации данных глубин цвета при различных разрешающих способностях экрана (800 х 600, 1024 х 768, 1152 х 864).

• 
  Всего точек на экране (разрешающая способность): 640 * 480 = 307200
  
• 
  Необходимый объем видеопамяти V= 4 бит * 307200 = 1228800 бит = 153600 байт = 153600 /1024 = 150 Кбайт.
  
• 
  Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.
  

§ 1.1.1