Конспект учебного занятия на тему "Физическое и оптическое разрешение"

ПЛАН-КОНСПЕКТ

учебного занятия кружка «Фото видеостудия»

руководитель кружка – педагог дополнительного образования М.Ю. Павлова

Тема учебного занятия: «Физическое и оптическое разрешение»

Цели учебного занятия: изучение понятия «разрешение» в разрезе фотографии, понять, что такое разрешение и каким оно бывает, что такое пикселизация изображения и как разрешение влияет на качество изображения, в чем различия качества SD и HD изображений.

Задачи учебного занятия:

Образовательная:

- познакомить обучающихся с физическим и оптическим разрешением изображений;

- изучить структуру пикселизации изображения;

- понять, как разрешение изображения влияет на качество получаемого изображения.

Развивающая:

- развивать творческие способности обучающихся;

- развивать внимание, наблюдательность;

- развивать умение оперировать ранее полученными знаниями, анализировать, сравнивать, оценивать качество выполненной работы;

- развивать умение работать самостоятельно и в группе.

Воспитательная:

- формировать культуру обращения со сложной техникой,

- воспитывать взаимопомощь, чувство ответственности, исполнительность, аккуратность, развивать навыки самостоятельной работы.

Тип занятия: комбинированный.

Формы работы: индивидуальная и групповая.

Методы работы: объяснительно-иллюстративный, практический.

Методические приемы обучения: словесный, наглядный.

Оборудование: ноутбук, доска, мел.

План занятия

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

3. Изложение нового материала

4. Подведение итогов учебного занятия

Ход занятия

1. Организационная часть:

Приветствие, подготовка к работе на занятии, проверка присутствующих, инструктаж по технике безопасности.

1. Актуализация знаний: Объявление темы занятия. Повторение прошлых тем.

1. Изложение нового материала:

В этом уроке вы узнаете: что такое разрешение изображения и разрешение устройства, что такое пикселизация изображения, что такое физическое и оптическое разрешение..

Физическое и оптическое разрешение

Все цифровые изображения можно описать несколькими характеристиками, которые определяют их физический размер (число битов памяти, необходимое для хранения файла изображения) и качество. Эти характеристики взаимосвязаны. Так, например, чем выше качество фотографии, тем, как правило, больше размер файла, в котором она хранится. Для того, чтобы определить с чем связано качество цифрового изображения необходимо познакомиться с такими понятиями, как разрешение и графические форматы.

Разрешение

Цифровое изображение формируется из крошечных элементов, называемых пикселями. Пиксель является основным элементом (кирпичиком) растровых изображений. Это единица измерения, принятая в компьютерной графике, аналогичная привычным для нас метру, килограмму или литру в повседневной жизни. Именно количество пикселей в изображении и обозначают термином разрешение.

Чем выше разрешение, тем большее количество пикселей содержит изображение и тем, соответственно, выше качество такого изображения, поскольку изображение с более высоким разрешением характеризуется большим количеством деталей.

При сканировании, а также съемке цифровым фотоаппаратом или видеокамерой осуществляется преобразование аналогового изображения в цифровую форму (оцифровка). В настоящее время для этой цели в основном используются сенсорные устройства.

Сенсоры представляют собой интегральные микросхемы, в которых реализован набор фоточувствительных элементов, конструктивно выполненных в виде линеек (как в планшетных сканерах) или матриц (как в случае цифровых камер). Чем больше количество элементарных фоточувствительных элементов в сенсоре, тем большее разрешение он обеспечивает.

Сенсоры с небольшим количеством фоточувствительных элементов не позволяют получить изображение с высоким разрешением. В таком изображении отдельные элементы (пиксели) могут быть видны невооруженным глазом, что приводит к проявлению ступенек, т.е. эффекта пикселизации.

И наоборот, большое количество очень маленьких светочувствительных элементов позволяет получать цифровую модель изображения, близкую к оригиналу. В технической документации по эксплуатации сканеров в качестве единиц, определяющих их разрешающую способность, обычно используют количество точек на дюйм — dpi (dots per inch). То есть, при установке режима сканирования необходимо задавать разрешение сканера в этих единицах, например, 300 dpi.

В литературе вместо термина dpi (точек на дюйм) вы можете встретить термин ppi (pixels per inch) — пикселей на дюйм. Точка имеет форму круга, а пиксель - квадрата. Однако, для того, чтобы в дальнейшем избежать терминологической путаницы, будем считать единицы измерения разрешения ppi и dpi синонимами.

Разрешение оптическое (физическое) и программное (интерполяционное)

Оптическое разрешение указывает реальное количество светочувствительных элементов в квадратном дюйме (1 дюйм = 2,54 см).

Интерполяционное разрешение является не физической характеристикой цифрового устройства, а характеристикой его программного обеспечения. Поэтому качество изображений, полученных с использованием интерполированного разрешения, зависит от качества алгоритмов интерполяции, реализованных в программе.

Например, в паспорте сканера может быть указано оптическое разрешение 1200 dpi, а разрешение программное - 24000 dpi..

Многие профессиональные фотографы отрицательно относятся к увеличению разрешения фотоизображений не аппаратным, а программным путем, так как при уменьшении разрешения данные отбрасываются, а при увеличении — программа их "придумывает". Другими словами, интерполяция искусственно добавляет элементы цифрового изображения, но не увеличивает количество деталей изображения.

Разрешение монитора

Разрешающая способность монитора связана с максимальным количеством точек, которое он может генерировать и их размером, а измеряется числом точек в одной горизонтальной строке и числом горизонтальных строк экрана. При обычном на сегодня размере точки ("зерне") 0,2 мм для 17-дюймовых мониторов стандартным является разрешение 1024x768.

Разрешение принтера

Разрешающая способность лазерного принтера определяется количеством точек, которые принтер может напечатать на одном дюйме (dpi — dots per inch). Так, если лазерный принтер имеет разрешение 300 точек на дюйм, то в одном дюйме он может напечатать 300 точек.

Вы можете посмотреть разрешение установленного у вас принтера, выполнив команду Пуск Панель управления Принтеры и факсы

Окно выбора разрешения принтера Samsung ML-1200

Разрешение цифровой камеры

В цифровой камере свет, прошедший через объектив, попадает на светочувствительную матрицу (занимающую место пленки) — совокупность сенсоров CCD (ПЗС) или CMOS (КМОП), которые и выполняют оцифровку изображения. В процессе оцифровки изображения с цифровой камеры содержащаяся в нем информация конвертируется в набор чисел, организованных в виде матрицы, называемой битовой матрицей (bit-map). При этом каждой фотоячейке сенсора соответствует определенный числовой элемент в битовой матрице.

Светочувствительная матрица (сенсор) является главным (и самым дорогим) компонентом цифровой камеры. Качество снимаемого камерой изображения зависит в основном от разрешения сенсоров и качества оптики фотокамеры.

В цифровых камерах основной единицей измерения разрешения является пиксель и его величина определяется размером отдельной ячейки ПЗС-матрицы.

Для изображений, введенных в компьютер с помощью цифровой камеры, разрешение может быть задано или в виде конкретного числа мегапикселей (мегапиксельный сенсор содержит 1 миллион фоточувствительных ячеек) или как растровое изображение с указанным числом пикселей по горизонтали и вертикали. Например, цифровая камера, имеющая 2,1 мегапиксельное сенсорное устройство, создает файл изображения размером 1792*1200 пиксел (сохраненный в JPEG формате).

Мы рассматриваем каждый пиксель как небольшую сетку, тогда разрешение на рисунке ниже составляет 2 * 4, что соответствует 2 горизонтальнымпиксель 4 по вертикалипиксель

Разрешение, которое мы часто называем 1024 * 768, равно 1024 по горизонтали.пиксель и 768 по вертикалипиксель. И дальнейшее уточнение заключается в том, что каждая горизонтальная линия выходного изображения содержит 1024 физических пикселя, всего 768 горизонтальных линий.

Очевидно, что для отображения экрана одинакового размера чем больше точек и чем четче изображение, тем лучше эффект.

Физический пиксель(физический пиксель) также можно назвать Пиксель устройства(dp : device pixel)

Давайте почувствуем эти физические пиксели, как маленькие сетки, маленькие точки, чтобы вы могли ясно видеть

Присмотритесь к каждой маленькой точке. Каждый маленький пиксель состоит из трех основных цветов RGB. Монитор может отображать желаемый эффект, контролируя яркость и темноту. С точки зрения определения пиксель относится к базовому коду трех основных цветов и их уровней серого.

Ширина и высота этих двух телефонов одинаковы. Очевидно, что разрешение экрана HD 4 * 8 четче, чем экран SD 2 * 4.

Если фактический проявленный пиксель основан на физическом пикселе, мы хотим отобразить что-то размером в 1 пиксель, результат будет следующим

Контент, который вы видите, не того же размера. Очевидно, что фактическое развитие не описывается физическими пикселями. Физические пиксели необходимы только для описания разрешения устройства. Фактическое развитие фактически описывается пикселями CSS.

Dpr = 1 - экран стандартной четкости, dpr 1 - экран высокой четкости, как показано в примере ниже.

dpr = 1 dpr = 2

Чем больше dpr, тем больше физических пикселей представлено 1 пикселем CSS, и тем четче и четче дисплей, поэтому он называется HD.

  Увеличить…

Когда мы смотрим на мобильный телефон, мы часто используем пальцы для увеличения изображения. Что такое масштаб после просмотра уменьшенного изображения? CSS-пиксели, а не физические пиксели. Физические пиксели связаны с физическими устройствами и не могут быть изменены с помощью кодирования.

Например, мы хотим увеличить

1CSS = 1 1CSS = 2x2

Например, мы хотим сжать

1CSS = 1 2x2CSS = 1

После масштабирования коэффициент масштабирования не равен 1, поэтому dpr не может быть рассчитан таким образом. Как упоминалось, когда dpr был только что определен, это определение, что коэффициент масштабирования должен быть равен 1, чтобы быть допустимым.

PPI (пикселей на дюйм) - это количество физических пикселей на дюйм, PPI также может называться DPI (точек на дюйм)

Чем больше физических пикселей на дюйм, тем выше плотность и четкость изображения. Аналогичное разрешение также используется для описания плотности пикселей и эффекта отображения.

4. Подведение итогов занятия: Обмен мнениями: выполнена ли цель учебного занятия? Что нового узнали на занятии? Что было сложно для понимания? Важно ли разрешение при съемке? Как разрешение устройства влияет на качество получаемого изображения?