План-конспект с презентацией и практической работой "Формирование изображения на экране монитора"

Урок 17. Формирование изображения на экране компьютера

Планируемые образовательные результаты

предметные – систематизированные представления о формировании изображений на экране монитора;

метапредметные – умения выделять инвариантную сущность внешне различных объектов;

личностные – способность применять теоретические знания для решения практических задач; интерес к изучению вопросов, связанных с компьютерной графикой.

Решаемые учебные задачи:

1) формирование представлений о пространственном разрешении монитора;

2) рассмотрение основных понятий, связанных с компьютерным представлением цвета (цветовая модель, глубина цвета, палитра монитора);

3) расширение и систематизация представлений о видеосистеме персонального компьютера.

Основные понятия, изучаемые на уроке:

—    пиксель,

—    пространственное разрешение монитора,

—    цветовая модель RGB,

—    глубина цвета,

—    видеокарта,

—    видеопамять,

—    видеопроцессор,

—    частота обновления экрана.

Используемые на уроке средства ИКТ:

—    персональный компьютер (ПК) учителя,

—    мультимедийный проектор, экран,

—    ПК учащихся.

Электронное приложение к учебнику:

Презентация «Формирование изображения на экране монитора» (из электронного приложения к учебнику).

Инструкция для выполнения практической работы.

Файл-заготовка для практической работы.

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов:

1)      анимация «Цветовая модель RGB» (N 179672);

2) анимация «Цветовая модель CMYK» (N 179601);

3) тренажер «Интерактивный задачник: раздел "Представление графической информации"» (N 125772).

Этапы урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Организационный момент	Приветствие. Проверка рабочего места. Организация внимания.	Учащиеся рассаживаются по местам. Проверяют готовность к уроку. Слушают учителя.
Определение и уточнение темы урока	Сообщает о начале изучения новой главы и называет тему урока. Затем спрашивает у учащихся, о чём, на их взгляд, пойдёт речь на уроке. Как правило, дети думают, что речь пойдёт о различных графических изображениях (рисунки, фотографии и т.п.). Учитель задаёт наводящие вопросы: «Что можно увидеть на экране монитора?», «Информация какого вида отображается на экране монитора?»	Учащиеся слушают, отвечают на вопросы учителя, осмысливают тему урока (речь пойдет не о том, как файлы различных типов – текстовые, графические и т.д. – хранятся в памяти компьютера, а о том, в каком виде различные виды информации появляются на экране монитора).
Формулирование целей и задач урока	Помогает детям в формулировании целей и задач урока	Формулируют цели урока, принимают их, формулируют и принимают задачи на урок
Мотивация. Постановка проблемных вопросов.	Ставит проблемные вопросы: «Многие из вас играют в компьютерные игры и, наверное, замечали, что при запуске или выходе из игры экран монитора на мгновение может погаснуть, а потом снова загореться, это может сопровождаться щелчком. Почему так происходит?» «Однажды некий ученик решил обновить свой компьютер и купил новый монитор, который, к сожалению, ничего не показывает. В чём проблема?» «Некий ученик два дня рисовал рисунок в программе Paint. В первый день он нарисовал основные объекты, во второй день он  их раскрасил и дорисовал некоторые элементы. К его удивлению, первоначальный объём файла не изменился (не увеличился). Почему?»	Слушают учителя, пытаются ответить на вопросы, ведут диалог с учителем и друг с другом.
Изложение нового материала	Излагает новый материал в сопровождении презентации «Формирование изображения на экране монитора», в ходе которой ведёт диалог с учащимися, так как небольшой жизненный опыт на данную тему (особенно у мальчиков) уже имеется. В конце просмотра анимации «Цветовая модель RGB» можно ещё раз остановить внимание на том, как получается каждый цвет 8-цветной палитры, затем задать вопрос «Как получить множество других цветов?». После  просмотра анимации «Кодирование цвета»,  проводится аналогия с двоичным кодированием символов (из темы «Алфавитный подход к определению количества информации»), напоминается основная формула информатики. После знакомства учащихся с видеосистемой ПК, с назначением видеопамяти и видеопроцессора можно совместно подвести итог, от чего же зависит качество изображения на экране монитора и вернуться к первому проблемному вопросу. После рассмотрения задачи на определение объёма видеопамяти можно вернуться ко второму проблемному вопросу. Во фронтальном режиме обобщает полученные знания (по вопросам слайдов презентации).	Слушают и участвуют в беседе, отвечают на вопросы. Просматривают анимацию, конспектируют в тетради основные определения, формулы, работают с учебником (видеосистема ПК). Сравнивают и проводят аналогию с ранее изученным материалом, вспоминают основную формулу информатики (N=2i). Решают расчётные задачи. Отвечают на проблемные вопросы, поставленные в начале урока: ответом на первый вопрос является смена графического режима, ответом на второй вопрос является недостаточный объём ресурсов видеокарты (нехватка видеопамяти). Во фронтальном режиме отвечают на вопросы.
Запись домашнего задания	§ 3.1, вопросы  3–7 (устно), в РТ №128,131,135,141 Дополнительное задание: просмотреть анимацию «Цветовая модель CMYK» (N 179601) и тренажер «Интерактивный задачник: раздел "Представление графической информации"» (N 125772).	Работают с дневником
Выполнение практической работы	Инструктирует учащихся перед выполнением практической работы: раздаёт распечатанные инструкции, напоминает, где находится файл-заготовка, называет цель работы, поясняет, что изображения в программе Paint являются растровыми и их объём рассчитывается также, как объём изображения на экране монитора, поясняет, как заполнить карточку (таблицу) и написать выводы.	Выполняют по инструкции практическую работы, выполняют необходимые вычисления, заполняют карточку и сравнивают объёмы файлов на компьютере с объёмами, полученными расчётным путём, пишут выводы в карточке. Когда все закончат практическую работу, организовать дискуссию по третьему проблемному вопросу.
Закрепление учебного материала	Работа в тетради  задания №132, 140, 146,144	Выполняют задание РТ, комментируют их
Итоги урока, рефлексия	Что было интересно узнать? Что вызвало наибольшее затруднение? Что у вас получилось лучше всего и без ошибок?	Подводят итого своей учебной деятельности, оценивают результат.

• 1 слайд

  ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА
  ОБРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
  

• 2 слайд

  Ключевые слова
  пиксель
  пространственное разрешение монитора
  цветовая модель RGB
  глубина цвета
  видеокарта
  видеопамять
  видеопроцессор
  частота обновления экрана
  Ключевые слова
  

• 3 слайд

  Пространственное разрешение монитора
  Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек - пикселей, образующих строки; всё изображение состоит из определённого количества таких строк.
  Пространственное разрешение монитора - это количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране. Оно определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке.
  Разрешение монитора 12801024 означает, что изображение на его экране будет состоять из 1024 строк, каждая из которых содержит 1280 пикселей.
  
  Изображение высокого разрешения состоит из большого количества мелких точек и имеет хорошую чёткость. Изображение низкого разрешения состоит из меньшего количества более крупных точек и может быть недостаточно чётким.
  Изображения высокого и низкого разрешения
  Пикселей больше Пикселей меньше
  Пиксели мельче Пиксели крупнее
  

• 4 слайд

  Компьютерное представление цвета
  Человеческий глаз воспринимает каждый из многочисленных цветов и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных пропорциях трёх базовых цветов - красного, зелёного и синего.
  У первых цветных мониторов базовые цвета имели всего две градации яркости, т. е. каждый из трёх базовых цветов либо участвовал в образовании цвета пикселя (1), либо нет ( 0).
  Палитра таких мониторов состояла из восьми цветов. При этом каждый цвет можно было закодировать цепочкой из трёх нулей и единиц - трёхразрядным двоичным кодом.
  Современные компьютеры обладают необычайно богатыми палитрами, количество цветов в которых зависит от того, сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета пикселя.
  Глубина цвета - длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество N цветов в палитре и глубина i цвета связаны между собой соотношением: N = 2i.
  

• 5 слайд

  Двоичное кодирование символов
  Символ
  Порядковый
  номер
  Двоичный
  код
  Фрагмент таблицы кодировки символов Windows
  

• 6 слайд

  Двоичное кодирование цветов
  Цвет
  Порядковый
  номер
  Двоичный
  код
  Фрагмент таблицы кодировки цвета с глубиной
  24 бита
  

• 7 слайд

  Видеопамять
  Видеопроцессор
  Монитор
  Видеоадаптер
  Видеосистема персонального компьютера
  Качество изображения на экране компьютера зависит как от пространственного разрешения монитора, так и от характеристик видеокарты (видеоадаптера), состоящей из видеопамяти и видеопроцессора.
  Видеосистема
  Размер 256, 512 Мб
  и более
  Частота обновления
  экрана не менее 75 Гц
  Пространственное разрешение монитора, глубина цвета и частота обновления экрана - основные параметры, определяющие качество компьютерного изображения. В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима
  

• 8 слайд

  Задача
  Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 640  480 и палитрой из 65 536 цветов.
  Решение:
  N = 65 536
  K = 640  480
  I — ?
  65 536 = 2i , i = 16 бит,
  I = 640  480  16 бит = 26  10  24  30  24 бит=
  = 300  214 (бит) = 300  211 (байт) = 600 (Кбайт).
  Ответ: 600 Кбайт.
  N = 2i,
  I = K  i
  

• 9 слайд

  Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек - пикселей.
  Пространственное разрешение монитора - это количество пикселей, из которых складывается изображение.
  Каждый пиксель имеет определённый цвет, который получается комбинацией трёх базовых цветов - красного, зелёного и синего (цветовая модель RGB).
  Глубина цвета - длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество цветов N в палитре и глубина i цвета связаны между собой соотношением: N = 2i.
  Монитор и видеокарта (видеопамять + видеопроцессор) образуют видеосистему персонального компьютера.
  Самое главное
  

• 10 слайд

  Вопросы и задания
  Что общего между пуантилизмом (техника живописи), созданием мозаичных изображений и формированием изображения на экране монитора?
  

• 11 слайд

  Вопросы и задания
  Опишите цветовую модель RGB.
  Какие особенности нашего зрения положены в основу формирования изображений на экране компьютера?
  Для чего нужна видеопамять?
  Какие функции выполняет видеопроцессор?
  Опишите в общих чертах работу видеосистемы персонального компьютера.
  Как вы понимаете смысл фразы «В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима»?
  Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 1024 x 768 и количеством отображаемых цветов, равным 16 777 216.
  Вы хотите работать с разрешением монитора 16001200 пикселей, используя 16 777 216 цветов. В магазине продаются видеокарты с памятью 512 Кбайт, 2 Мбайт, 4 Мбайт и 64 Мбайт. Какую из них можно купить для вашей работы?
  Подсчитайте объём данных, передаваемых в секунду от видеопамяти к монитору в режиме 1024768 пикселей с глубиной цвета 16 битов и частотой обновления экрана 75 Гц.
  Пиксель
  Глубина цвета
  Монитор
  Палитра
  Пространственное
  разрешение монитора
  Частота обновления
  экрана
  Основное устройство вывода
  видеоинформации
  Количество пикселей, из которых
  складывается изображение
  Точечный элемент экрана монитора
  Длина двоичного кода, который
  используется для кодирования
  цвета пикселя
  Набор цветов, которые могут быть
  воспроизведены при выводе
  изображения на монитор
  Количество обновлений изображения
  на экране монитора в секунду
  Установите соответствие между понятиями и их описаниями
  Выберите (отметьте галочкой) основные параметры монитора, определяющие качество компьютерного изображения:
  Заполните таблицу, вычислив количество цветов в палитре N при известной глубине цвета i:
  

• 12 слайд

  Пиксель – отдельная точка изображение на экране монитора.
  Видеосистема
  Монитор
  Видеокарта
  Опорный конспект
  Количество пикселей, из которых складывается изображение
  на экране монитора – пространственное разрешение
  монитора.
  Видеопамять
  Видеопроцессор
  Цветовая модель RGB – комбинация трёх базовых цветов –
  Красного (R), зелёного (G) и синего (B).
  N = 2i,
  где N – количество цветов в палитре, i – глубина цвета
  

Практическая работа «Объём изображения на экране монитора»

1. Запустите программу Paint (KolourPaint).
2. Загрузите в неё файл Доктор.bmp.
3. Узнайте размеры изображения в пикселях. Для этого введите команду Рисунок/Атрибуты (Изображение/Размер изображения). Запишите в карточку в строку с именем файла Доктор1.bmp размеры рисунка. Сохраните файл с именем Доктор1.bmp и глубиной цвета 24 бита (команда Файл/Сохранить как). Запишите в карточку в строку с именем файла Доктор1.bmp значение глубины цвета.
4. Дополните рисунок: с помощью инструмента Карандаш начертите линию горизонта, отделяющую землю от неба, залейте землю коричневым цветом, а небо голубым, нарисуте с помощью инструмента Эллипс солнышко, залитое жёлтым цветом. Сохраните файл с именем Доктор2.bmp (команда Файл/Сохранить как) с  такой же глубиной цвета и размерами в пикселях. Заполните столбцы Имя файла, Размер в пикселях, Глубина цвета для файла Доктор2.bmp.
5. Введите команду Файл/Сохранить как и сохраните файл с именем Доктор3.bmp и глубиной цвета 8 бит (палитра из 256 цветов), размеры изображения  в пикселях остаются те же (при сохранении подтвердите нажатием на кнопку ДА сохранение с частичной потерей данных о цвете). Заполните строку 3 для файла Доктор3.bmp.
6. Закройте файл Доктор3.bmp. Снова откройте файл Доктор2.bmp или Доктор1.bmp в программе Paint. Уменьшите в два раза ширину изображения в пикселях (команда Рисунок/Атрибуты), сохраните файл с именем Доктор4.bmp и глубиной цвета 24 бита. Заполните строку 4 для файла Доктор4.bmp.
7. Закройте программу Paint. Заполните последний столбец в карточке, выполнив необходимые вычисления (можно с помощью калькулятора, если не будет позволять время). Сравните значения объёмов файлов в столбце карточки с размерами файлов в файловой системе компьютера. Сделайте выводы. Напишите их в последней строке карточки. Сдайте карточку учителю.

Карточка «Объём изображения на экране монитора»

Имя файла	Размеры в пикселях	Глубина цвета	Объём изображения (в Килобайтах)
Доктор1.bmp
Доктор2.bmp
Доктор3.bmp
Доктор4.bmp

Вывод: объём изображения зависит от ______________________________ и ______________________________. Пиксели разных цветов одного изображения имеют _______________________  вес. Чем больше размер изображения в пикселях и глубина цвета, тем _____________ объём изображения.

*Например, если глубина цвета уменьшается в 3 раза, то объём изображения _____________________  __  ___  ______. Если ширина изображения уменьшается в 2 раза, то объём изображения ____________________  __  ____  ________.