Методический материал к уроку информатики по теме «Формирование изображения на экране монитора» (7 класс)

Методический материал к уроку информатики по теме

«Формирование изображения на экране монитора» (7 класс)

Технологическая карта

Теория

Задания

Теория

Пространственное разрешение монитора

Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек. Эти точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды.

 Совокупность точечных строк образует графическую сетку. Одна точка носит название пиксель.

Пиксель — это минимальный и неделимый элемент (точка), из которого состоит изображение на экране монитора.  Количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране, определяющееся как произведение количества строк изображения на количество точек в строке, называется пространственным разрешением монитора.

Размер графической сетки обычно представлен в форме произведения числа точек в строке на число строк: M×N, где M — число точек в строке, N — число строк.

Пример:

Разрешение монитора 1366×768 означает, что изображение на его экране будет состоять из  768  строк, каждая из которых содержит 1366 пикселей.

Размер монитора характеризуется длиной его экрана, выраженной в дюймах (1 дюйм =2,54 см). Мониторы бывают с диагональю 15, 17, 19 и более.

Цветовые модели

Для описания цветовых оттенков, которые могут быть воспроизведены на экране компьютера и на принтере, разработаны специальные средства — цветовые модели (системы цветов).

Цветовые модели — это способ описания цвета с помощью количественных характеристик.

Цвет может получиться в процессе излучения и в процессе отражения. Поэтому цветовые модели можно классифицировать по их целевой направленности:

• Аддитивные модели (RGB). Служат для получения цвета на мониторе.

• Полиграфические модели (CMYK). Служат для получения цвета при использовании разных систем красок и полиграфического оборудования.

• Математические модели, полезные для каких-либо способов цветокоррекции, но не связанные с оборудованием, например HSВ.

Цветовая модель RGB

С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трёх базовых цветов: красного (Red), зелёного (Green), синего (Blue).

Такая цветовая модель называется RGB (по первым буквам).

Она служит основой при создании и обработке компьютерной графики, предназначенной для электронного воспроизведения (на мониторе, телевизоре).

Цвет на экране получается при суммировании лучей трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого из них достигает 100, то получается белый цвет. Минимальная интенсивность трёх базовых цветов даёт чёрный цвет.
 
Для описания каждого составляющего цвета требуется 1 байт (8 бит) памяти, а чтобы описать один цвет, требуется 3 байта, т.е. 24 бита, памяти.

Глубина цвета — длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество цветов в палитре N и глубина цвета i связаны между собой соотношением: 

N=2ⁱ

И нтенсивность каждого из трёх цветов — это один байт (т.е. число в диапазоне от 0 до 255), т.е. каждая составляющая может принимать 256 значений.

 Таким образом, с использованием трёх составляющих можно описать 256⋅256⋅256=16777216 различных цветовых оттенков, а, значит, модель RGB имеет приблизительно 16,7 миллионов различных цветов.

Таким количеством цветов определяется, в основном, палитра современного монитора.

 Цветовая модель CMYK

При печати изображений на принтерах используется цветовая модель, основными красками в которой являются голубая (Cyan), пурпурная (Magenta) и жёлтая (Yellow).

Чтобы получить чёрный цвет, в цветовую модель был включен компонент чистого чёрного цвета (BlacK). Так получается четырёхцветная модель, называемая CMYK.

  Область применения цветовой модели CMYK — полноцветная печать. Именно с этой моделью работает большинство устройств печати.

Из-за несоответствия цветовых моделей часто возникает ситуация, когда цвет, который нужно напечатать, не может быть воспроизведен с помощью модели CMYK (например, золотой или серебряный). В этом случае применяются краски Pantone.

Все файлы, предназначенные для вывода в типографии, должны быть конвертированы в CMYK. Этот процесс называется цветоделением.

 При просмотре CMYK-изображения на экране монитора одни и те же цвета могут восприниматься немного иначе, чем при просмотре RGB-изображения.

В модели CMYK невозможно отобразить очень яркие цвета модели RGB, модель RGB, в свою очередь, не способна передать тёмные густые оттенки модели CMYK, поскольку природа цвета разная.
 
Отображение цвета на экране монитора часто меняется и зависит от особенностей освещения, температуры монитора и цвета окружающих предметов. Кроме того, многие цвета, видимые в реальной жизни, не могут быть выведены при печати, не все цвета, отображаемые на экране, могут быть напечатаны, а некоторые цвета печати не видны на экране монитора.

Модель HSB

HSB — это трёхканальная модель цвета. Она получила название по первым буквам английских слов: цветовой тон (Hue), насыщенность (Saturation), яркость (Brightness), характеризующие параметры цвета.
 
Цветовой тон характеризуется положением на цветовом круге и определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360 градусов. Эти цвета обладают максимальной насыщенностью и максимальной яркостью.

Насыщенность (процент добавления к цвету белой краски) — это параметр цвета, определяющий его чистоту.

Если по краю цветового круга располагаются максимально насыщенные цвета (100%), то остается только уменьшать их насыщенность до минимума (0%). Цвет с уменьшением насыщенности осветляется, как будто к нему прибавляют белую краску. При значении насыщенности (0%) любой цвет становится белым.

Яркость (процент добавления чёрной краски) — это параметр цвета, определяющий освещённость или затемнённость цвета.

В се цвета рассмотренного выше цветового круга имеют максимальную яркость (100%) и ярче уже быть не могут. Яркость можно уменьшить до минимума (0%). Уменьшение яркости цвета означает его зачернение. Работу с яркостью можно характеризовать как добавление в спектральный цвет определенного процента чёрной краски.
 
В общем случае, любой цвет получается из спектрального цвета добавлением определённого процента белой и чёрной красок, то есть фактически серой краски.

Основным техническим средством для оперативного формирования и отображения как текстовой, так и графической информации в компьютере является видеосистема.

Видеосистема персонального компьютера

Видеосистема компьютера состоит из трех основных компонентов:

• видеоадаптер (видеокарты);

• монитор (дисплей);

• программное обеспечение (драйверы видеосистемы).

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток. Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы. А программные средства обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.

Видеоадаптер — это устройство, которое обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея.

Видеоадаптер служит для программного формирования графических и текстовых изображений и является промежуточным элементом между монитором и системной шиной компьютера.

 Видеоадаптер состоит из двух частей:

• видеопамяти,

• дисплейного процессора.

В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана. Она предназначена для хранения видеоинформации.

Видеопамять — это электронное энергозависимое запоминающее устройство.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.

Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный процессор периодически читает её  и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.

Задания