Презентация к уроку информатики "Кодирование графической информации"

Цели:

- образовательная:

обобщить знания по разделу “Представление графической информации в компьютере” с применением для решения заданий из ЕГЭ по информатике, познакомить с моделями цветообразования.

- развивающая: развивать мышление, внимание, память, воображение.

- воспитательная: формировать навык самостоятельной работы, интерес к предмету.

Задачи урока:

- восстановить знания учащихся о том, что такое компьютерная графика и какие виды компьютерной графики учащиеся рассматривали в базовом курсе информатики;

- вспомнить, что такое пиксель, растр, с помощью каких базовых цветов получается цвет точки на экране монитора;

- повторить правила представления данных в компьютере;

- выяснить от каких параметров зависит качество изображения на экране монитора (разрешающая способность экрана, глубина цвета пикселя);

- выведите формулу нахождения объема видеопамяти на графическое изображение;

- разобрать способы решения задач из ЕГЭ на данную тему );

- развивать навык самостоятельной работы.

Тип урока: урок обобщения знаний и изучения нового материала с применением информационных технологий.

Форма урока: комбинированная.

Методы обучения: объяснительно-демонстрационные, практические.

Комплексно-методическое обеспечение:

- школьная доска;

- презентация “Представление графической информации в компьютере”;

- учебник Н. Д. Угриновича для 10-11 классов (п. 7.1, с. 304), для 10 кл. (п. 1.2, с 36);

- флеш-ролик “Модель – RGB”;

- раздаточный материал для работы с цветовой моделью.

План урока:

Организационный момент.

Постановка цели урока.

Повторение пройденного материала.

Новая тема.

Разбор задач из ЕГЭ по данной теме.

Подведение итогов.

Д/з.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Постановка цели урока.

Сегодня мы обсудим способы компьютерного кодирования графической информации.

Слайд 1.

Мы знакомы с общими принципами компьютерной графики, с графическими технологиями. Сейчас их вспомним.

Сегодня рассмотрим эти вопросы более подробно.

И разберем несколько задач, для решения которых понадобятся ваши знания о кодировании графической информации в памяти компьютера. Такие задачи встречаются в ЕГЭ.

Запишите тему урока (учащиеся записывают тему урока в тетрадь).

3. Повторение пройденного материала.

И прежде всего, давайте вспомним, что мы знаем из базового курса информатики о компьютерной графике.

Вопросы к классу:

- «Согласен или не согласен и почему»

Человек постоянно совершает действия, связанные с получением и передачей, хранением и обработкой информации.+

Аудиоинформацией называют информацию, которая воспринимается посредством органами осязания. -

Свойствами информации являются понятность, полезность, достоверность, актуальность, точность.+

Тактильную информацию человек получает посредством органов слуха.-

Визуальной называют информацию, которая воспринимается человеком посредством органов зрения.+

Наименьшей единицей информации является байт.-

Кодирование – это операция преобразования информации из одной формы представления в другую.+

1 байт равен 10 бит-

1000 байт меньше 1 Кбайта+

Графический способ кодирования заключается в кодировании информации с помощью звуков.-

Двоичное кодирование - это кодирование информации с помощью 1 и 0.+

Ребята отвечают на вопросы, поставленные учителем

Слайд 2-14

- Ребята задают вопросы друг другу.

Что называют компьютерной графикой?

Что такое графическая информация и какие виды представления информации ты знаешь?

На каком рисунке представлена аналоговая форма представления информации?

Что такое пространственная дискретизация?

В чём особенность растровой графики?

В чём особенность векторной графики?

На каком рисунке представлена векторная графика?

Как называются элементы, на которые разбивается изображение на экране монитора?

От каких параметров зависит качество изображения на мониторе?

Как формируется растровое изображение на экране монитора?

Слайд 15.

- Проверка домашнего задания

4. Релаксация «Рождение цветка»+цветотерапия

Упражнение на релаксацию «Рождение цветка»

Закройте глаза и представьте себя маленьким ростком цветка. Росточек только-только появился. Он еще совсем маленький. Солнышко согревает его и помогает ему расти. Лепесточки цветка раскрываются. Он поворачивает бутончик по направлению солнца. Лепестки раскрываются все шире и шире. Наши руки тянутся к солнцу.

Теперь откроем глаза, потянемся, встряхнём ладошками.

Вдохнем цветочный запах.

Улыбнёмся друг другу.

Пусть каждый из вас даст название своему цветку.

Вот какая пестрая цветочная поляна у нас получилась.

5. Новая тема.

Слайд 23-25

Любой цвет точки на экране компьютера получается путем смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего.

Такая модель называется RGB.

1 - наличие базового цвета в системе RGB

0 - отсутствие базового цвета в системе RGB

Например, 100 - присутствует только красный цвет

Цветовая модель RGB (у каждого ученика) .

- Сколько цветов можно закодировать таким способом?

Просмотр видеороликов

Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах.

Слайд 26-27

Формула определения количества цветов в палитре

K= 2^B

K- количество цветов;

B - количество бит на 1 пиксель (глубина цвета)

Слайд 28.

А как определить объем видеопамяти на графическое изображение? Какие данные надо иметь?

(Общее количество пикселей и глубину цвета, т.е. количество бит на 1 пиксель)

Формула нахождения объема видеопамяти на графическое изображение:

M = B · X · Y

M – информационный объем видеопамяти в битах;

X ·Y – количество точек изображения (по горизонтали и по вертикали);

B – количество бит на 1 пиксель.

Физминутка.

1) встать, потягивать вверх по очереди правую, левую руку, обе руки;

2) поднять плечи вверх, опустить, сдвинуть лопатки, раздвинуть;

3) наклонить голову вперёд, назад, вправо, влево;

4) сесть прямо, закрыть глаза, открыть;

5) посмотреть на кончик носа;

6) посмотреть вверх, вниз, вправо, влево;

6. Разбор задач из ЕГЭ по данной теме.

Слайд 29-36.

Попробуем решить несколько задач.

(Задачи решаются по наводящим вопросам к учащимся, предлагается учащимся высказать свои мнения по пути решения каждой из задач.)

Задание 1.

Какой объём памяти (в битах) необходим для хранения одной точки изображения, в котором 16 различных цветов? 

Решение:

K= 2^B

16= 2 ⁴

 Ответ: 4 бита

Задание 2.

Какой объём памяти (в битах) необходим для хранения одной точки изображения, в котором 256 различных цветов? 

Решение:

K= 2^B

256= 2 ⁸

Ответ: 8 бит

Задание 3

Какое наибольшее количество цветов изображения можно закодировать, используя 4 бита? 

Решение:

K= 2^B

2 ⁴ =16

Ответ: 16 цветов

Задание 4.

Какое наибольшее количество цветов изображения можно закодировать, используя 8 бит? 

Решение:

K= 2^B

2 ⁸ =256

Ответ: 256 цветов

Задание 5.

Рассчитать необходимый объём видеопамяти в Мбайтах для графического режима с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.

Решение:

M = B · X · Y

1) X · Y = 800 · 600 = 480 000 точек

2) 24 бит · 480 000 = 11 520 000 бит =

1 440 000 байт = 1406, 25 Кбайт = 1,37 Мбайт

Ответ: 1,37 Мбайт

Задание 6.

Разрешение монитора – 1024 x 768, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объём видеопамяти в Кбайтах для данного графического режима? 

Решение:

M = B · X · Y

1) X · Y = 1024 · 768 = 786 432 точек

2) 16 бит · 786 432 = 12 582 912 бит =

1 572 864 байт = 1 536 Кбайт

Ответ: 1 536 Кбайт

Задание 7.

Для хранения растрового изображения размером 32 x 32 пикселя

потребовалось 512 байт памяти.

Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение:

M = B · X · Y → B = M : (X · Y )

1) X · Y = 32 · 32 = 1024 точек

2) 512 байт = 512 · 8 = 4 096 бит

3) 4 096 : 1024 = 4 бита

4) K= 2^B → 2⁴ = 16 цветов

Ответ: 16 цветов.

Задание 8.

Скольких различных цветов могут быть пиксели растрового изображения, имеющего размер 128 x 512 пикселей и занимающего на диске 24 Кбайта?

Решение:

M = B · X · Y  →  B = M : (X · Y )

1) X · Y = 128  · 512 = 65 536 точек

2) 24 Кбайт = 24 · 1024 · 8 = 196 608 бит

3) 196 608 : 65 536 = 3 бита

4) K= 2^B  →  2³ = 8 цветов

Ответ: 8 цветов.

7. Подведение итогов.

Из каких цветов формируется цветное изображение на экране монитора?

Как определить цвет из палитры цветов в системе RGB?

От чего зависит качество двоичного кодирования изображения?

Как определяется количество цветов, отображаемых на экране монитора?

Каким образом информационный объём видеопамяти изображения зависит от глубины цвета?

8. Д/з в тетради.

Вопросы:

• Что называют компьютерной графикой?
• Что такое графическая информация и какие виды представления информации ты знаешь?
• На каком рисунке представлена аналоговая форма представления информации?
• Что такое пространственная дискретизация?
• В чём особенность растровой графики?
• В чём особенность векторной графики ?
• На каком рисунке представлена векторная графика?
• Как называются элементы, на которые разбивается изображение на экране монитора?
• От каких параметров зависит качество изображения на мониторе?
• Как формируется растровое изображение на экране монитора?

ВПЕРЁД

Компьютерная графика

Компьютерная графика – это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Работа с компьютерной графикой – одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера.

НАЗАД

Графическая информация

– это информация, представленная

в графической форме

(рисунки, фото, анимация, чертеж и т.д.)

Формы представления графической информации

Аналоговая Дискретная

НАЗАД

(живописное полотно,

цвет которого изменяется

непрерывно)

(изображение, напечатанное

при помощи

принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета)

Аналоговая форма

Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно.

Дискретная форма

Изображение , напечатанное с помощью принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.

НАЗАД

Пространственная дискретизация

Преобразование графической информации из аналоговой (непрерывной) формы в дискретную (цифровую) происходит путём разбиения графического изображения (дискретизации) на фрагменты (точки), каждому фрагменту присваивается значение его цвета, т.е. код цвета (красный, синий и т.д.) .

При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация.

В процессе кодирования изображения в компьютере производится его пространственная дискретизация

11100001

Пространственная дискретизация

Дискретизацию

можно сравнить с построением изображения из мозаики.

Изображение разбивается на отдельные маленькие элементы (пиксели), каждый элемент может иметь свой цвет.

НАЗАД

Виды компьютерной графики

Векторное Растровое

изображение изображение

НАЗАД

Растровая графика

Векторная графика

НАЗАД

Качество графического изображения

• Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из точек ( пикселей ) .

• Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора – количеством точек.

• В современном ПК используются

следующие основные разрешающие

способности экрана: 800 х 600 точек,

1024 х 768 точек, 1280 х 1024 точек.

• Глубина цвета задается

количеством битов, используемых

для кодирования цвета точки.

• Наиболее распространенные

значения глубины цвета:

8, 16, 24 или 32 бита.

НАЗАД

Формирование растрового изображения

• В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний – «черная» или «белая», т.е. для хранения её состояния необходим 1 бит.

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

НАЗАД

Виды современной компьютерной графики

• Научная графика
• Деловая графика
• Конструкторская графика
• Рекламная графика
• Компьютерная анимация
• Фрактальная графика

ВПЕРЁД

НАЗАД

НАЗАД

НАЗАД

НАЗАД

НАЗАД

НАЗАД

Цветовая модель RGB

Цветное изображение на экране монитора формируется смешиванием 3-х базовых цветов: красного , зелёного и синего . Такая цветовая модель называется RGB – моделью. R –Red G – Green B – Blue

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB

Цвет из палитры можно определить с помощью формулы:

Цвет = R + G + B

Цветовая модель RGB

1 - наличие базового цвета в системе RGB

0 - отсутствие базового цвета в системе RGB

1) встаём;

2) потягиваем вверх по очереди правую руку, левую руку, затем обе руки;

3) поднимаем плечи вверх, опускаем вниз – 2 р.;

4) сдвигаем лопатки, раздвигаем лопатки – 2 р.;

5) наклоняем голову вперёд, назад, вправо, влево;

6) садимся;

7) закрываем глаза, открываем глаза – 2 р.;

8) смотрим глазами вверх, вниз, вправо, влево.

Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета

Количество цветов, отображаемых на экране монитора, вычисляется по формуле:

K= 2 B

K – количество цветов

B – количество бит на 1 точку ( глубина цвета )

Глубина цвета и количество отображаемых цветов

Количество бит

на 1 пиксель

( B )

Количество цветов

( K )

3

2 3 = 8

4

2 4 = 16

8

2 8 = 256

16

2 16 = 65 536

24

2 2 4 = 16 777 216

32

2 32 = 4 294 967 296

РАСЧЕТ ОБЪЁМА ВИДЕОПАМЯТИ

Информационный объем требуемой для хранения изображения видеопамяти можно рассчитать по формуле:

M = B · X · Y

M – информационный объем видеопамяти в

битах;

X ·Y – количество точек изображения

(по горизонтали и по вертикали);

B – количество бит на 1 пиксель.

Задание 1

Какой объём памяти (в битах) необходим для хранения одной точки изображения, в котором 16 различных цветов?

Решение:

K= 2 B

16 = 2 4

Ответ: 4 бита

Задание 2

Какой объём памяти (в битах) необходим для хранения одной точки изображения, в котором 32 различных цвета?

Решение:

K= 2 B

32 = 2 5

Ответ: 5 бит

Задание 3

Какое наибольшее количество цветов изображения можно закодировать, используя 3 бита?

Решение:

K= 2 B

2 3 = 8

Ответ: 8 цветов

Задание 4

Какое наибольшее количество цветов изображения можно закодировать, используя 8 бит?

Решение:

K= 2 B

2 8 = 256

Ответ: 256 цветов

Задание 5

Рассчитать необходимый объём видеопамяти в Мбайтах для графического режима с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.

Решение:

M = B · X · Y

• X · Y = 800 · 600 = 480 000 точек
• 24 бит · 480 000 = 11 520 000 бит =

1 440 000 байт = 1406, 25 Кбайт = 1,37 Мбайт

Ответ: 1,37 Мбайт

Задание 6

Разрешение монитора – 1024 x 768, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объём видеопамяти в Кбайтах для данного графического режима?

Решение:

M = B · X · Y

• X · Y = 1024 · 768 = 786 432 точек
• 16 бит · 786 432 = 12 582 912 бит =

1 572 864 байт = 1 536 Кбайт

Ответ: 1 536 Кбайт

Задание 7

Для хранения растрового изображения размером 32 x 32 пикселя

потребовалось 512 байт памяти.

Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение:

M = B · X · Y → B = M : (X · Y )

• X · Y = 32 · 32 = 1024 точек
• 512 байт = 512 · 8 = 4 096 бит
• 4 096 : 1024 = 4 бита

• K= 2 B → 2 4 = 16 цветов

Ответ: 16 цветов

Задание 8

Скольких различных цветов могут быть пиксели растрового изображения, имеющего размер 128 x 512 пикселей и занимающего на диске 24 Кбайта?

Решение:

M = B · X · Y → B = M : (X · Y )

• X · Y = 128 · 512 = 65 536 точек
• 24 Кбайт = 24 · 1024 · 8 = 196 608 бит
• 196 608 : 65 536 = 3 бита

• K= 2 B → 2 3 = 8 цветов

Ответ: 8 цветов

Вопросы:

• Из каких цветов формируется цветное изображение на экране монитора?

• Как определяется цвет изображения из палитры цветов в системе RGB ?

• От чего зависит качество двоичного кодирования изображения?

• Как определяется количество цветов, отображаемых на экране монитора?

• Зависит ли информационный объём видеопамяти изображения от глубины цвета? Почему?

ДО СВИДАНЬЯ!

СПАСИБО ЗА РАБОТУ

НА УРОКЕ!