Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Информатика / Конспекты / Урок «Кодирование графической информации»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Информатика

Урок «Кодирование графической информации»

библиотека
материалов

Дисциплина: Информатика и ИКТ

Тема: Двоичное кодирование графической информации

Группа: К-108 (1 курс СПО)

Преподаватель: Щепетова Е.Б.

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Цели занятия:

обучающие:

  • дать представление о пространственной дискретизации;

  • изучить принципы формирования растрового изображения;

  • ознакомиться с понятиями «растр», «пиксель», «разрешающая способность», «глубина цвета», «цветовые модели»;

  • изучить технические средства обработки изображений;

  • научиться рассчитывать объём растрового изображения.

развивающие:

  • развитие познавательного интереса;

  • развитие мышления;

воспитательные:

  • воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания.

Методы обучения:

  • словесный (беседа);

  • наглядный (презентация);

  • проблемно-поисковый;

  • практический.

Формы работы обучающихся: фронтальная, индивидуальная

Средства обучения:

  • мультмедийный проектор,

  • опорный конспект (Приложение 1);

  • мультимедийная презентация «Двоичное кодирование графической информации»,

  • программы: MS Point, Калькулятор

  • учебник Н. Угринович § 2.11, 2.12.


Структура учебного занятия:

Этапы

Время

Организационный момент

1 мин

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности обучающихся

2 мин

Актуализация знаний

2 мин

Изучение нового материала

20 мин

Физкультминутка

2 мин

Закрепление полученных знаний

14 мин

Информация о домашнем задании

2 мин

Рефлексия (подведение итогов)

2 мин


Ход урока

  1. Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Садитесь. Дежурный, доложите об отсутствующих. (Доклад дежурного). Спасибо.

  1. Постановка целей и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся

Тема сегодняшнего урока - «Двоичное кодирование графической информации».

В ходе урока вы должны будете получить ответы на вопросы:

  1. Художник рисует картины на листе бумаги или на холсте с помощью палитры. А какую палитру и какого размера «лист» использует компьютер для своих картин?

  2. Как вычислить объём памяти, необходимой для хранения изображения?

  3. Сколько цветов можно использовать при создании электронной картины?

  1. Актуализация знаний. Проверка ДЗ

На предыдущем уроке мы изучили двоичное кодирование текстовой информации. Проверим домашнее задание.

Вызвать к доске трех студентов. Каждый пишет решение одного задания. Обсудить трудности, возникшие при выполнении заданий.

2.29: компьютер (отв. CP1251: 234 238 236 239 252 254 242 229 240 )

2.30: 225 224 233 342 (Отв. Байт)

2.31: ЭВМ (Отв. CP1251: 221 194 204; КОИ8: щбл; ISO: нТЬ )

  1. Изучение нового материала

Включить проектор. Открыть презентацию «Двоичное кодирование графической информации».

Записать тему урока «Двоичное кодирование графической информации.

Слайд 1.

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений, а звуковые – зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и т.д.

Слайд 2

Информация может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем, ее значения меняются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем, ее величина меняется скачкообразно.

Пример аналогового представления графической информации – живописное полотно, а дискретного представления изображение, напечатанное на струйном принтере.

Пример аналогового хранения звуковой информации – виниловая пластинка (звуковая дорожка непрерывная), а дискретного – аудио компакт-диск (звуковая дорожка содержит участки с различной отражающей способностью).

Слайд 3

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Графическая информация (графика) – представление каких-либо реальных или воображаемых объектов, воспринимаемое зрением.

Слайд 4

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол).

Слайд 5

Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем, каждому фрагменту присваивается значение его цвета, т.е. код цвета. В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения.

Слайд 6

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров:

  1. количества точек.

Качество тем выше, чем меньше размер точки, и соответственно большее количество точек составляет изображение.

Разрешение изображения – это количество точек по горизонтали × количество точек по вертикали.

Чем большее количество цветов, т.е. большее количество возможных состояний точки изображений, тем более качественнее кодируется изображение.

Совокупность используемых в наборе цветов называется палитрой.

Слайд 7. Растровый принцип вывода изображений

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей).

Пиксель - picture element.

Слайд 8

Для работы с графической информацией необходимы аппаратные средства: видеоадаптер, в который состоит из видеопамяти и дисплейного процессора, и монитора.

Схема показывает, что монитор (дисплей) и видеоадаптер через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью

Слайд 9

Видеоадаптер (графический адаптер, видеокарта) – устройство, управляющее работой дисплея (монитора). Видеокарта располагается в системном блоке. От качества видеокарты зависит скорость обработки видеоинформации, четкость изображения, число цветов на экране и разрешение, в котором будет работать монитор.

Видеопамять предназначена для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран.

Дисплейный процессор — читает содержимое видеопамяти и управляет работой дисплея. Если изображение на экране постоянно не подновлять, то оно гаснет (за время порядка нескольких миллисекунд). Таким образом, изображение должно выводиться на экран с такой частотой, чтобы глаз не успевал заметить угасание картинки. Дисплейный процессор непрерывно просматривает видеопамять и выводит ее содержимое на экран 50—80 раз в секунду.

Слайд 10

Монитор (дисплей) обеспечивает отображение графической информации на экране. Размер экрана монитора принято измерять по длине диагонали в дюймах. Один дюйм – это 2,54 см.

Совокупность точечных строк образуют графическую сетку или растр. Чем гуще сетка пикселей, тем качественнее изображение.

Разрешающая способность монитора – это количество точек по горизонтали (Xm) × количество точек по вертикали (Ym).

Слайд 11

Разрешающая способность экрана (зависит от размера экрана):

14’’- дюймовый – 800 600;

15’’-дюймовый – 1024 768;

17’’-дюймовый – 1200 1024;

19’’-дюймовый – 1600 1024

Слайд 12

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK, НSB.

Наиболее проста для понимания и очевидна модель RGB. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными.

Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображение проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели.

Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонентов называют аддитивным методом. Он применяется всюду, где цветное изображение рассматривается в проходящем свете («на просвет»): в мониторах, слайд-проекторах и т.п. Нетрудно догадаться, что чем меньше яркость, тем темнее оттенок.

Слайд 13

Поэтому в аддитивной модели центральная точка, имеющая нулевые значения компонентов (0,0,0), имеет черный цвет (отсутствие свечения экрана монитора). Белому цвету соответствуют максимальные значения составляющих (255, 255, 255). Модель RGB является аддитивной, а ее компоненты: красный (255,0,0), зеленый (0,255,0) и синий (0,0,255) - называют основными цветами.

Слайд 14

Для подготовки не экранных, а печатных изображений используется не аддитивная (суммирующая) модель, а субтрактивная (вычитающая) модель CMYK: голубой (Cyan), пурпурный (сиреневый) (Magenta), жёлтый (Yellow), черный (blacK).

Слайд 15

Модель HSB наиболее удобна для человека. Она проста и интуитивно понятна. В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов, как и при работе с другими моделями. Оттенок цвета указывает номер цвета в спектральной палитре. Насыщенность цвета характеризует его интенсивность - чем она выше, тем "чище" цвет. Яркость цвета зависит от добавления чёрного цвета к данному - чем её больше, тем яркость цвета меньше.

Слайд 16

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, в видеопамяти.

Слайд 17

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки.

Глубина цвета – количество бит для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 и 32 бита.

N=2I , где N – количество отображаемых цветов,

I – глубина цвета (бит).

Слайд 18

Количество цветов зависит от глубины цвета. При использовании RGB-модели при глубине цвета 24 бита на каждый из цветов выделяется 28=256 уровней интенсивности.

Слайд 19

Графический режим вывода изображения на экран монитора определяется величиной разрешающей способности экрана и глубиной цвета.

Слайд 20

Объем растрового изображения определяется как произведение количества точек и глубины цвета (информационного объема одной точки).

V = X × Y × i

Разобрать решение задач №№ 1-4.

Слайд 21

Задача 1. Рассчитать необходимый объём видеопамяти для графического режима 800 × 600 точек и глубиной цвета 24 бита на одну точку.

Решение: V= 24 бит × 800 × 600 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Слайд 22

Задача 2. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился его информационный объем?

Решение:

N1=65 536 = 216

i1 = log2N1 = log2216 = 16 бит

N2= 16 = 24

i2 = log2N2 = log224 = 4 бит

К = i1 : i2 = 16 : 4 = 4 Ответ: в 4 раза.

Слайд 23

Задача 3. Черно-белое растровое изображение (без градации серого) имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

Решение:

N = 2

i = log2 N = log22 = 1 бит

V = X × Y × i = 10 ´ 10 ´ 1 бит = 100 бит

Ответ: 100 бит

Слайд 24

Задача 4. Цветное с палитрой из 256 цветов растровое графическое изображение имеет размер 100 х 100 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

Решение:

N= 256 = 28

i = log2 N = log228 = 8 бит = 1 байт

V = X × Y × i = 100 ´ 100 ´ 1 байт = 10000 байт = 9,76 Кбайт

Ответ: 9,76 Кбайт

  1. Физкультминутка

  2. Закрепление полученных знаний

Раздать опорные конспекты. На рабочих местах открыть программу Калькулятор. Выполнить 5 заданий Практической части, результаты записать в тетради.

  1. Информация о домашнем задании

Записать в рабочие тетради: Д.З.: §§ 2.11, 2.12, вопросы на стр. 116

  1. Рефлексия.

Ответить на поставленные в начале урока вопросы.

Что нового вы узнали на уроке?

Пригодится ли вам эта информация в практической деятельности?

Проверить результаты практической работы. Выставить оценки.

На следующем уроке мы будем изучать двоичное кодирование звуковой информации.

Спасибо за урок!


Опорный конспект. Тема: «Двоичное кодирование графической информации»

Цели: изучить принципы дискретизации графического изображения, научиться вычислять объем растрового изображения.

  1. Теоретическая часть

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения. Пиксель (точка) – минимальный элемент растрового изображения.

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров: количества точек и палитры.

Разрешение изображения – это количество точек по горизонтали × количество точек по вертикали.

Совокупность используемых в наборе цветов называется палитрой.

Технические средства компьютерной графики: видеоадаптер (видеокарта), в который состоит из видеопамяти и дисплейного процессора, и монитор.

Видеопамять предназначена для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран. Основная характеристика – объем.

Дисплейный процессор — обрабатывает графическую информацию, читает содержимое видеопамяти и управляет работой дисплея. Основная характеристика – производительность.

Разрешающая способность монитора – это количество точек по горизонтали (Xm) × количество точек по вертикали (Ym).

Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Типы цветовых моделей: RGB, CMYK, НSB.

RGB-модель – аддитивная (Red-красный, Green-зеленый, Blue-синий).

N=2I , где N – количество отображаемых цветов;

I – глубина цвета (количество бит для кодирования цвета точки).

I=log2N

Объем растрового изображения определяется как произведение количества точек и глубины цвета (информационного объема одной точки).

V = X × Y × I

  1. Практическая часть

Задание 1. Рассчитать количество отображаемых цветов в зависимости от глубины цвета.

Глубина цвета (в битах): Количество цветов:

4 ?

8 ?

16 ?

24 ?

32 ?

Задание 2. Определить: какой объем памяти займет чёрно-белое (без градаций серого) растровое изображение 1010 точек? Решение и ответ записать в тетрадь.

Задание 3 . Каков объем файла, содержащего растровое цветное изображение с палитрой из 256 цветов размером 1010 точек? Решение и ответ записать в тетрадь.

Задание 4. Сколько точек в 120-байтном 256-цветном рисунке? Решение и ответ записать в тетрадь

Задание 5. Определите требуемый объём видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора. Результат оформить в виде таблицы.

Разрешающая

способность экрана

Глубина цвета (битов на точку)

24

32

800600



1024768



12801024




7


Краткое описание документа:

Цели урока:- дать представление о пространственной дискретизации;- изучить принципы формирования растового изображения;- ознакомиться с понятиями «растр», «пиксель», «разрешающая способность»,  «глубина цвета», «цветовые модели»;- изучить технические средства обработки изображений;- научиться рассчитывать объем растрового изображения.Этапы урока:- постановка целей и задач урока;- акутуализация знаний;- изучение нового материала;- физкульминутка;- закрепление полученных знаний;- информация о домашнем задании;- рефлексия.
Автор
Дата добавления 29.05.2014
Раздел Информатика
Подраздел Конспекты
Просмотров522
Номер материала 116279052954
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх