Материалы к уроку по теме "Комрьютерная графика" для 10 класса
план-конспект урока по информатике и икт (10 класс)

Сербаева Надежда Геннадьевна,

учитель информатики

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 8 имени Бусыгина Михаила Ивановича»

Предмет: информатика, 10 класс

Тема урока: Кодирование графической информации. Определение объема графической информации.
Дата: 13.11.2017

Технология: проблемное обучение.

Тип урока: повторительно-обобщающий урок.

Цели урока: создать целостное представление о принципах кодирования графической информации; повторить основные ключевые моменты учебного материала.

Задачи:

Образовательные: актуализация и систематизация имеющихся знаний учащихся по теме “Кодирование графической информации”; обеспечить прочные знания учащихся принципов растрового представления изображения; закрепление способов вычисления количества графической информации.

Развивающие: способствовать овладению культурой ведения учебного диалога, умению высказывать собственные суждения и аргументировать свою точку зрения, овладение навыками исследовательской деятельности, формирование навыков самоанализа учебной деятельности.

Воспитательные: воспитание навыков самостоятельной деятельности, навыков безопасной и эргономичной работы за компьютером.

Формирование элементов ключевых компетенций: учебно-познавательных, учебно-организационных, учебно-технологических.

Методы: практические.

Формы работы: проблемное изложение.

Оборудование: проектор, компьютер, доска.

Программное обеспечение: СПО графический редактор KolourPaint, калькулятор.

Дидактический материал: презентация «Кодирование графической информации.ppt», распечатка практической работы (приложение 1)

Методы: репродуктивный, проблемный.

Работа по формированию компетенций:

Понятия:

• Пространственная дискретизация.
• Пиксель.
• Растровое изображение.
• Разрешающая способность.
• Палитра.
• Глубина цвета.

Ход урока:

I. Организационный момент: приветствие, проверка готовности к уроку, настрой на работу. (1-2 мин.)

II. Актуализация знаний. (3-4 мин.)

Учитель: Ребята, вы знаете, что на компьютере можно обрабатывать разного вида информацию: текстовую, графическую, звуковую и т.д. На практике вы овладели основными приемами работы в графическом редакторе. Давайте вспомним основные принципы хранения информации в компьютере.

Разминка. (слайд 2)

Учитель: Вы правильно назвали, как определить размер файла на диске через файловую систему, вспомнили, что информация представляется в двоичной форме? Какие вопросы еще можно поставить?

Возможные ответы: Как объяснить, двоичное представление изображения, от чего зависит качество изображения, как происходит оцифровка изображения? Чем определяется качество компьютерного изображения?

III. Постановка учебной проблемы.

Учитель: От чего зависит информационный объем изображения, созданного на компьютере? Как можно без потерь качества уменьшить объем графического изображения?

Предположения учащихся: «от количества цветов в изображении», «от размера картинки», «от палитры», «от размера пикселя» и т.п.

Сегодня вы на практике проверите от чего зависит «размер» графического изображения, выясните для себя, в чем суть пространственной дискретизации.

Цель урока – систематизировать знания о принципах двоичного кодирования графической информации, освоить способ вычисления объема графической информации.

(Слайд4)

IV. Повторение ранее изученного материала и включение нового материла в систему знаний (7-10 мин.)

Краткое повторение с элементами нового материала.

(Слайд 5)

Вспомните формы графическая информации. (аналоговая и дискретная.  Примеры)

Перевод из аналогового в дискретное изображение носит название пространственная дискретизация - это разбиение изображения на отдельные элементы – пиксели, причем каждый пиксель одного цвета.

Пиксель – минимальный элемент изображение, для которого независимым образом можно задавать цвет.

Результат пространственной дискретизации – растровое изображение, состоящее из совокупности строк, которые содержат определенное количество точек.

(Слайд6)

Характеристикой растрового изображения:

разрешающая способность – это количество точек по горизонтали и по вертикали на единицу длины изображения

(вы можете настраивать эту характеристику для своего монитора через свойства экрана).

Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность и тем выше качество изображения. Измеряется разрешающая способность в dpi (dot per inch – точки на дюйм)

1 дюйм = 2, 54 см.

Как осуществляется пространственная дискретизация на практике? (Через ввод изображения через сканер, многие современные камеры фиксируют изображение сразу в дискретной форме).

Создаваемое в графическом редакторе и хранящееся в оперативной памяти компьютера изображение имеет растровую природу.  Качество изображения, полученного через сканер, зависит от разрешающей способности сканера. Например, 1200*2400 dpi (1200 точек на дюйм по горизонтали и 2400 точек на дюйм по вертикали).

Цвет рассматривается как составляющая точки. Количество возможных цветов, которые может принимать точка, называется палитрой.

(Слайд 7) При дискретизации кодируется цвет, т.е. определяется количество битов для представления кода цвета:

 (1)                 N=2i , где i – глубина цвета, N – количество цветов в палитре

Информационный объем изображения можно вычислить, если знать количество точек, составляющих изображение, глубину цвета или палитру.  

Формула, связывающая глубину цвета и размер изображения в точках:

(2)                I=k*i,  где к – количество точек в изображении, i – глубина цвета.

Вывод: информационный объем изображения зависит от количества точек изображения и размера палитры.

V. Закрепление полученных знаний (10-12 мин).

Задачи (разбираются совместно, учащиеся объясняют решение или комментируют ход решения).(Слайд 9)

ПРИМЕР 1.

В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 64 до 8. Во сколько раз уменьшился информационный объем занимаемой изображением памяти?

РЕШЕНИЕ.

Первоначальная палитра N1=64. N1=2i1, 64=2i, 26=2i, i1=6 бит.

После преобразования палитра N2 стала равна 8. N2=2i2, 8=2i2  , 23=2i2, i2=3 бит.

Объем каждой точки уменьшился в 2 раза, следовательно, и объем всего изображения уменьшился в 2 раза.

ПРИМЕР 2.

Цветное 16-ти цветное растровое графическое изображение имеет размер 10*10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

РЕШЕНИЕ.

Количество точек изображения k=10*10=100 точек. Количество цветов по условию n=16.

Отсюда i=4 бит (по формуле 1). Поэтому по формуле (2) I=k*i=100*4 бит=400 битов.

Проверим справедливость работы данных формул через небольшое исследование.

VI. Практическая часть. Самостоятельная работа.

 Инструктаж. (2 мин.)

У вас на парте лежит распечатка задания практической работы № 1. Прочитайте задание, проанализируйте текст, который надо создать. Есть ли проблемы по выполнению задания? (Если есть вопросы, то учитель комментирует, подсказывает, как надо решить проблему).

Напоминаю, после загрузки графического редактора KolourPaint, надо установить размер изображения 100*100 точек по команде Image →Resize… → Width=100, Height=100. Нарисуйте любое цветное изображение, сохраните его в формате 24-bit bmp.  Для удобства вычислений используйте калькулятор.  Вычислите размер растрового графического изображения по формуле I=k*i. Затем проверьте через свойства файла его размер в битах. Запишите вывод.  Оценивается правильность выполнения работы, самостоятельность, ответы на вопросы.

Практическая работа. (15 мин.)

Учащиеся рассаживаются за компьютеры, выполняют работу. Учитель наблюдает. Оказывает (в случае затруднения) помощь. Оценивает работу. 

VII. Подведение итогов урока. Рефлексия. (2 мин.)

Учитель: Сегодня с работой справились: на «отлично»: …. На «хорошо»…

Если были затруднения, то в чем они состояли? Как вы вышли из проблемной ситуации?

(Слайд 10)

5. Домашнее задание. § 6 стр. 43-52 читать, знать формулы (1) и (2) выполнить письменно задания (домашнее задание выставляется в dnevnik.ru)

Письменно выполнить задание.

Решить задачи

Задание 1.

Разрешение экрана монитора = 1024*768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти для данного графического режима? Ответ дать в Мегабайтах.

Задание 2.

В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла?

Приложение 1

Практическая работа № 1

«Расчет количества графической информации»

Цель: изучить правила вычисления количества графической информации и научиться практически определять информационный объем графического файла в растровом представлении.

Растровое изображение – изображение, состоящее их отдельных точек (пикселей).

Графический режим вывода изображения на экран определяется:

1. разрешающей способностью изображения
   (количество точек по горизонтали) × (количество точек по вертикали)
2. глубиной цвета (количество бит на одну точку)

Информационный объем изображение определяется по формуле: I=k*I, где i – глубина цвета, k - количество точек в изображении.

Формула Хартли связывает глубину цвета и размер палитры: N=2i, N -  количество цветов в палитре, а i – глубина цвета.  

Задание. Заполните пропуске в таблице (таблицу перерисуйте в тетрадь):

Экспериментальные значения можно получить по алгоритму:

1. Открыть KolourPaint.
2. По команде Image→Resize…  установить размер изображения 512*256 точек и цветную палитру.
3. Нарисуйте любой рисунок.
4. Сохраните его в своей личной папке по команде Save as… с именем, например, рисунок1.bmp, (рисунок 2.bmp, рисунок 3.bmp, рисунок 4.bmp), задав тип файла 256-цветный (24 разрядный рисунок, монохромный рисунок).
5. Просмотрите свойства документа рисунок1.bmp (рисунок 2.bmp, рисунок 3.bmp, рисунок 4.bmp).
6. Запишите размер файла в таблицу как экспериментальное значение.
7. Запишите вывод по практической работе.

Список литературы:

1. Поташник М.М. Требования к современному уроку. Методическое пособие. – М.: Центр педагогического образования, 2007 – 272 с.
2. Семакин И.Г. Информатика. 10 класс. Базовый уровень:  учебник/ Семакин И.Г., Хеннер  Е.К., Шеина Т.Ю. – 6-е изд.. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016. - 264 с.

Практическая работа № 1

«Расчет количества графической информации»

Цель: изучить правила вычисления количества графической информации и научиться практически определять информационный объем графического файла в растровом представлении.

Растровое изображение – изображение, состоящее их отдельных точек (пикселей).

Графический режим вывода изображения на экран определяется:

1. разрешающей способностью изображения
   (количество точек по горизонтали) × (количество точек по вертикали)
2. глубиной цвета (количество бит на одну точку)

Информационный объем изображение определяется по формуле: I=k*I,  где i – глубина цвета,  k - количество точек в изображении.

Формула Хартли связывает глубину цвета и размер палитры: N=2i, N -  количество цветов в палитре, а i – глубина цвета.  

Задание. Заполните пропуске в таблице (таблицу перерисуйте в тетрадь):

Экспериментальные значения можно получить по алгоритму:

1. Открыть KolourPaint.
2. По команде Image→Resize…  установить размер изображения 512*256 точек и цветную палитру.
3. Нарисуйте любой рисунок.
4. Сохраните его в своей личной папке по команде Save as… с именем, например, рисунок1.bmp, (рисунок 2.bmp, рисунок 3.bmp, рисунок 4.bmp), задав тип файла 256-цветный (24 разрядный рисунок, монохромный рисунок).
5. Просмотрите свойства документа рисунок1.bmp (рисунок 2.bmp, рисунок 3.bmp, рисунок 4.bmp).
6. Запишите размер файла в таблицу как экспериментальное значение.
7. Запишите вывод по практической работе.