Графическая информация. Пространственная дискретизация.
Цель урока: Помочь учащимся освоить технологию построения и редактирования графиков функций по алгебре в программе MS Excel с помощью компьютера.
Задачи урока:
сформировать понятия дискретной природы цифрового представления графической информации, знания, навыки и умения решать задачи на вычисление объёма информации, умения мыслить практически, образно, логически по заданному предмету, на уровне межпредметных связей.
формировать потребность знаний, развития у школьников самостоятельности в мышлении, умения мыслить творчески, используя имеющиеся знания и навыки.
реализация межпредметных связей, раскрытие и понимание теоретической и практической значимости содержания темы; овладение соответствующими методами и подходами к решению задач.
Оборудование, ПО и медиаматериалы:
презентации, составленные в программе MS Power Point;
мультимедийный проектор, экран.
ХОД УРОКА
Организационный момент
Правила, которые обязательно должен знать и соблюдать каждый, кто хочет
работать за компьютером без нанесения вреда своему здоровью, технике и окружающим нас людям:
бережно обращайтесь с этой техникой;
спокойно, не торопясь, не толкаясь, не задевая столы, входите в кабинет и занимайте
отведенное вам место, ничего не трогая на столах.
Запрещается:
трогать разъемы соединительных кабелей;
прикасаться к питающим проводам и устройствам заземления;
прикасаться к экрану и к тыльной стороне монитора;
включать и отключать аппаратуру без указания преподавателя;
класть диск, книги, тетради на монитор и клавиатуру;
работать во влажной одежде и влажными руками.
Перед началом работы:
Убедитесь в отсутствии видимых повреждений рабочего места; сядьте так, чтобы линия
взора приходилась в центр экрана, чтобы, не наклоняясь, пользоваться клавиатурой и
воспринимать передаваемую на экран монитора информацию.
Разместите на столе тетрадь, учебное пособие так, чтобы они не мешали работе на
ЭВМ.
Внимательно слушайте объяснения учителя и старайтесь понять цель и
последовательность действий; в случае необходимости обращайтесь к преподавателю.
Хорошо разберитесь в особенностях, применяемых в работе аппаратов.
Начинайте работу только по указанию преподавателя «Приступить к работе».
Во время работы:
Строго выполняйте все указанные выше правила, а также текущие указания учителя.
Следите за исправностью аппаратуры и немедленно прекращайте работу при появлении
необычного звука или самопроизвольного отключения аппаратуры. Немедленно
докладывайте об этом преподавателю.
Плавно нажимайте на клавиши, не допуская резких ударов.
Не пользуйтесь клавиатурой, если не подключено напряжение.
Работайте на клавиатуре чистыми руками.
Никогда не пытайтесь самостоятельно устранять неисправности в работе аппаратуры.
II. Теоретическая часть (по ходу объяснения материала показываются соответствующие слайды презентации и производится запись основных понятий в тетрадь).
Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах. Примером аналогового представления графической информации может служить живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного - изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.
Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуются путем пространственной дискретизации. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие элементы (точки, или пиксели), причем каждый элемент может иметь свой цвет (красный, зеленый, синий и т. д.).
Пиксель - минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет.
В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, содержащих, в свою очередь, определенное количество точек.
Разрешающая способность. Важнейшей Характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность
Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек как по горизонтали, так и по вертикали на единицу длины изображения.
Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dot per inch - точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см)
Пространственная дискретизация непрерывных изображений, хранящихся на бумаге, фото- и кинопленке, может быть осуществлена путем сканирования. В настоящее время все большее распространение получают цифровые фото- и видеокамеры, которые фиксируют изображения сразу в дискретной форме.
Качество растровых изображений, полученных в результате сканирования, зависит от разрешающей способности сканера, которую производители указывают двумя числами (например, 1200 х 2400 dpi)
Глубина цвета. В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:
В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого). Каждая точка экрана может принимать одно из двух состояний - "черная" или "белая", следовательно, по формуле (1.1) можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:
2 = 2I = 21 = 2I = I = 1 бит.
Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.
Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Зная глубину цвета, по формуле (1.1) можно вычислить количество цветов в палитре (табл. 1.1).
| Таблица 1.1. Глубина цвета и количество цветов в палитре |
| Глубина цвета, I (битов) | Количество цветов в палитре, N | | 4 | 24=16 | | 8 | 28 = 256 | | 16 | 216=65 536 | | 24 | 224= 16 777 216 |
|
III. Практическая работа (на слайдах)
Выполняется детьми под руководством учителя.
1.1. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился его информационный объем?
1.2. Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
1.3. Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
IV. Самостоятельная работа ( см. слайд)
Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность экрана равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?
Обучающиеся самостоятельно решают задачу, затем с помощью слайдов проверяется ход решения.
V. Домашнее задание
Параграф, контрольные вопросы после параграфа.
VI. Итог урока
1. Объясните, как с помощью пространственной дискретизации происходит формирование растрового изображения.
2. В каких единицах выражается разрешающая способность растровых изображений?
3. Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?
719
64 857 
