Технология обработки графической информации
Цель: Рассмотреть методическую схему изучения технологии и типы решаемых задач. Изучить возможности профориентационной работы с учащимися при освоении технологии обработки графической информации.
З А Д А Н И Е:
1. 1. Изучив основные нормативные документы по базовому и профильному уровням информатики, дать ответы на следующие вопросы:
1. Цели и задачи изучения данной темы в школьном курсе информатики и ИКТ.
Цели изучения данной темы:
I Создание условий для повышения культуры учащихся путем знакомства с разновидностью компьютерных технологий, технологии обработки графических изображений.
II Практическая подготовка учащихся к типичному способу использования компьютера: рисованию и черчению.
Образовательные задачи:
- Выработать устойчивые навыки работы в среде графического редактора;
- Сформулировать основные понятия темы;
- Изучить принципы кодирования растровой и векторной графики;
- Рассмотреть способы хранения графической информации и форматы графических файлов.
- Изучить графические редакторы, их назначение, интерфейс и основные возможности.
- Изучить графические объекты и операции над ними, обучить комбинированию команд разных типов при модификации рисунка;
- Сформулировать представление о преимуществах обработки рисунков.
Развивающие и воспитывающие добавить
2. Содержание темы на различных уровнях обучения. Обязательный и вариативный уровень организации учебного материала по данной теме. Требования к знаниям и умениям учащихся. Заполнить таблицу:
|
Этапы обучения |
Содержание темы |
Требования к знаниям и умениям учащихся |
|
Босова |
||
|
5 класс
|
Информационные технологии (10 ч). Компьютерная графика. Графические редакторы. Устройства ввода графической информации. Как формируется изображение на экране монитора. Создание движущихся изображений. Компьютерный практикум. Практическая работа №10 «Знакомимся с инструментами рисования графического редактора». Практическая работа №11 «Начинаем рисовать». Практическая работа №12 «Создаем комбинированные документы». Практическая работа №13 «Работаем с графическими фрагментами». Практическая работа №14 «Создаем анимацию на заданную тему». Практическая работа №15 «Создаем анимацию на свободную тему». |
Учащиеся должны: уметь применять простейший графический редактор для создания и редактирования рисунков; |
|
Базовый этап (7-9 классы) |
||
|
Босова |
||
|
7 класс |
Обработка графической информации (4 часа) |
|
|
Базовый этап (7-9 классы) |
||
|
Семакин |
||
|
7 класс
|
Графическая информация и компьютер 6 ч (2+4) Компьютерная графика: области применения, технические средства. Принципы кодирования изображения; понятие о дискретизации изображения. Растровая и векторная графика. Графические редакторы и методы работы с ними.
|
Учащиеся должны знать:
Учащиеся должны уметь:
|
|
8 класс
|
Графическая информация и компьютер – 5 час.(2+3) Компьютерная графика: области применения, технические средства. Принципы кодирования изображения; понятие о дискретизации изображения. Растровая и векторная графика. Графические редакторы и методы работы с ними. Практика на компьютере: создание изображения в среде графического редактора растрового типа с использованием основных инструментов и приемов манипулирования рисунком (копирование, отражение, повороты, прорисовка); знакомство с работой в среде редактора векторного типа (можно использовать встроенную графику в текстовом процессоре). При наличии технических и программных средств: сканирование изображений и их обработка в среде графического редактора. |
Учащиеся должны знать:
Учащиеся должны уметь:
|
|
Базовый уровень(10-11) |
||
|
Семакин |
||
|
11 класс
|
Графические информационные объекты. Средства и технологии работы с графикой. Создание и редактирование графических информационных объектов средствами графических редакторов, систем презентационной и анимационной графики. |
знать/понимать основные технологии создания, редактирования, оформления, сохранения, передачи информационных объектов различного типа с помощью современных программных средств информационных и коммуникационных технологий; уметь
|
|
Профильный уровень(10-11) |
||
|
Семакин |
||
|
10 класс
|
Технология создания и обработки графической и мультимедийной информации. Ввод и обработка графических объектов. Создание графических комплексных объектов для различных предметных областей: преобразования, эффекты, конструирование. |
использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для: представления информации в виде мультимедиа объектов с системой ссылок (например, для размещения в сети); создания собственных цифровых архивов, медиатек; подготовки и проведения выступления, участия в коллективном обсуждении, фиксации его хода и результатов; |
|
Базовый этап (7-9 классы) |
||
|
Угринович |
||
|
7 класс |
Обработка графической информации Растровая и векторная графика. Интерфейс и основные возможности графических редакторов. Растровая и векторная анимация. |
|
|
8 класс |
Кодирование текстовой и графической информации Кодирование графической информации. |
знать/понимать примеры источников и приемников информации; единицы измерения количества и скорости передачи информации; принцип дискретного (цифрового) представления информации; уметь выполнять базовые операции над объектами: цепочками символов, числами, списками, деревьями; проверять свойства объектов; |
|
Базовый уровень (10-11) |
||
|
Угринович |
||
|
10 класс |
Информационные технологии Кодирование и обработка графической информации Кодирование графической информации Растровая графика. Векторная графика. |
|
3. Осуществить анализ определений основных понятий темы, используя основные учебные пособия по курсу «Информатики и ИКТ».
Результат анализа представить в виде таблицы:
|
Основные понятия |
Учебники Семакина И.Г. |
Учебники Угриновича Н.Д |
Учебники Босовой Л.Л. |
|
Рисунок Графический редактор Растровый метод Векторный метод Компьютерная графика Графический редактор Графические объекты растр Пиксель Точка |
Рисунок- отображение информации Растровый метод- Векторный метод- Компьютерная графика-область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений(рисунков, чертежей, мультипликаций) на компьютере. Графический редактор-инструмент пользователя для рисования и редактирования изображений. Графические объекты растр- Пиксель- элемент рисунка. Точка-
|
Рисунок- Растровый метод- Векторный метод- Компьютерная графика- Графический редактор- это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений. Графические объекты растр- Пиксель- минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом. Точка- минимальный элемент изображения. Растр- пиксели на экране образуют сетку из горизонтальных строк и вертикальных столбцов. |
Рисунок- наглядная форма представления информации. Растровый метод- Векторный метод- Компьютерная графика-это разные виды графических изображений, создаваемых или обрабатываемых с помощью компьютера. Графический редактор- это программа, предназначенная для создания картинок, поздравительных картинок, рекламных объявлений, приглашений, иллюстраций, иллюстраций к докладам и других изображений. -компьютерная программа, позволяющая создавать и редактировать изображения. Графические объекты растр- Пиксель- Точка- |
2. Ответьте на вопросы методического характера:
2.Область применения технологи
Область применения компьютерной графики.
Компьютерная графика - это специальная область информатики, которая изучает методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе. Распространение компьютерной графики началось с полиграфии, но вскоре она получила широкое распространение во всех областях человеческой деятельности. Компьютерную графику можно разделить на несколько направлений:
- полиграфия
- двухмерная графика
- web-дизайн
- мультимедиа
- 3D-графика и компьютерная анимация
- видеомонтаж
- САПР и деловая графика.
Для каждой сферы применения создано свое программное обеспечение, включающее разные специальные программы.
|
Области применения компьютернои графики : 1. Научная графика. 2. Деловая графика. 3. Конструкторская графика. 4. Иллюстративная графика. 5. Художественная и рекламная графика. 6. Мультимедиа. |
|
Растровое изображение |
Векторное изображение |
|
Формируется в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую (сканирование рисунков и фотографий, использование цифровых фото- и видеокамер), а также создается на компьютере при использовании растровых графических редакторов (например Paint). |
Создается при работе с системами компьютерного черчения и автоматизированного программирования (САПР), с программами обработки трехмерной графики, то есть используется для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы). |
3.Теоретические основы технологии
4.Аппаратные средства обеспечения технологии
Для обработки изображений на компьютере используются специальные устройства и программы. Для ввода изображений в компьютер можно использовать сканеры, графические планшеты. Для вывода - принтеры и плоттеры. Обработка графической информации в компьютере выполняется с помощью специального программного обеспечения - графических редакторов.
5.Программные средства для работы с растровой и векторной графикой(для школы)
Растровый графический редактор Gimp
Векторный графический редактор Inkscape
Векторный графический редактор Open Office.org Draw
6.Форматы графических документов:
TIFF — формат хранения растровых графических изображений. TIFF стал популярным форматом для хранения изображений с большой глубиной цвета. Он используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями.
JPEG — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений. Файлы, содержащие данные JPEG, обычно имеют расширения .jpeg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE. Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь/
PDF — кроссплатформенный формат электронных документов, созданный фирмой Adobe Systems с использованием ряда возможностей языка PostScript. Чаще всего PDF-файл является комбинацией текста с растровой и векторной графикой, реже — текста с формами, JavaScript'ом, 3D-графикой и другими типами элементов.
BMP — формат хранения растровых изображений, разработанный компанией Microsoft. С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2. Файлы формата BMP могут иметь расширения .bmp, .dib и .rle.
PCX (PCExchange) — стандарт представления графической информации, не столь популярный аналог BMP, хотя поддерживается специфическими графическими редакторами, такими как Adobe Photoshop, Corel Draw, GIMP и др. В настоящее время практически вытеснен форматами, которые поддерживают лучшее сжатие: GIF, JPEG и PNG.
PNG (англ. portable network graphics) — растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь.7.На примере графического редактора GIMP раскрыть:
- Среда графического редактора
Рабочая среда Gimp представляет собой два окна:
1)панель инструментов;
2)рабочая страница.
- Режимы работы окно его и описание скроншет наитии
- Система команд
- Данные
8.Типы решаемых задач
3. Решите задачи по теме «Кодирование и обработка графической информации».
- Для хранения растрового изображения размером 32×32 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Решение:
Мы имеем 32Х32 = 1024
Т.е. получается, что на 1024 пикселя приходится 512 байт. Найдем количество байт приходящихся на 1 пиксель, для этого пишем пропорцию
512 байт-1024 пикселя
Х байт-1 пиксель
Откуда Х = 512:1024 получается число меньше 0, стало быть, на один пиксель приходится меньше байта. Переведем байты в биты. В одном байте 8 бит. Следовательно, 512Х8=4096 бит.
Снова составляем пропорцию
4096 бит - 1024 пикселя
Х бит-1 пиксель
Откуда находим количество бит, приходящихся на один пиксель Х = 4096Х1/1024 = 4
Сколько различных состояний можно получить из 4 бит. Один бит может иметь всего два состояния либо ноль, либо единицу, следовательно, необходимо 2 возвести в четвертую степень 24 = 16 . Получили, что четыре бита могут иметь 16 различных состояний, а это как раз и говорит нам о том, что данная палитра будет иметь шестнадцать различных оттенков т.е.– ответ 16.
- Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. Какой цвет будет у страницы, заданной тэгом <body bgcolor="#FFFFFF">?
Ответ: Белый
- Для хранения растрового изображения размером 64 на 64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Решение:
Мы имеем 64Х64 = 4096
Т.е. получается, что на 4096 пикселя приходится 512 байт. Найдем количество байт приходящихся на 1 пиксель, для этого пишем пропорцию
512 байт-4096 пикселя
Х байт-1 пиксель
Откуда Х = 512:4096 получается число меньше 0, стало быть, на один пиксель приходится меньше байта. Переведем байты в биты. В одном байте 8 бит. Следовательно, 512Х8=4096 бит.
Снова составляем пропорцию
4096 бит - 4096 пикселя
Х бит-1 пиксель
Откуда находим количество бит, приходящихся на один пиксель Х = 4096Х1/4096 = 1
Сколько различных состояний можно получить из 1 бита. Один бит может иметь всего два состояния либо ноль, либо единицу, следовательно, необходимо 2 возвести в первую степень 2 1 = 2 . Получили, что два бита могут иметь 2 различных состояний, а это как раз и говорит нам о том, что данная палитра будет иметь 2 различных оттенка т.е.– ответ 2.
- Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Решение:
Мы имеем 128Х128 = 16384
Т.е. получается, что на 16384 пикселя приходится 4килобайта. 4килобайта=4Х1024=4096байта. Найдем количество байт приходящихся на 1 пиксель, для этого пишем пропорцию
4096 байт-16384 пикселя
Х байт-1 пиксель
Откуда Х = 4096:16384 получается число меньше 0, стало быть, на один пиксель приходится меньше байта. Переведем байты в биты. В одном байте 8 бит. Следовательно, 4096Х8=32768 бит.
Снова составляем пропорцию
32768 бит - 16364 пикселя
Х бит-1 пиксель
Откуда находим количество бит, приходящихся на один пиксель Х = 32768Х1/16364 = 2
Сколько различных состояний можно получить из 2 бит. Один бит может иметь всего два состояния либо ноль, либо единицу, следовательно, необходимо 2 возвести во вторую степень 22 = 4 . Получили, что два бита могут иметь 4 различных состояний, а это как раз и говорит нам о том, что данная палитра будет иметь четыре различных оттенка т.е.– ответ 4.
- В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла?
l=K×I –информационный оббьем
lинф.=вес одной точки*кол-во точек;( N(мощность алфавита)=колво цветов в степени i )
, где i это вес одной точки. N1=1024; i1=10; N2=32; i2=5;
l1:l2=10:5=2. Ответ: в 2 раза.
- Монитор позволяет получать на экране 224 цветов. Какой объем памяти в байтах занимает 1 пиксель?
Решение:
цветов, значит 24 бита на пиксель
24:8=3 байта
Ответ:3 байта.
- Разрешение экрана монитора – 1024 х 768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти для данного графического режима?
Решение:
Глубина цвета i= 16 бит
N = 2i = 65536
Количество точек изображения равно: 1024 х 768 = 786432
16 бит х 786432 = 12582912 бита / 8 бит / 1024 байт = 1536 Кбайт / 1024 байт = 1,5 М байта
Ответ: 1,5 М байта
- Для хранения растрового изображения размером 1024 х 512 пикселей отвели 256 кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Решение:
Мы имеем 1024Х512 = 524288
Т.е. получается, что на 524288 пикселя приходится 256 кбайт(256 кбайт=256×1024=262144) . Найдем количество байт приходящихся на 1 пиксель, для этого пишем пропорцию
262144 байт-524288 пикселя
Х байт-1 пиксель
Откуда Х = 252144:524288 получается число меньше 0, стало быть, на один пиксель приходится меньше байта. Переведем байты в биты. В одном байте 8 бит. Следовательно, 262144Х8=209152 бит.
Снова составляем пропорцию
209152 бит - 524288 пикселя
Х бит-1 пиксель
Откуда находим количество бит, приходящихся на один пиксель Х = 209152Х1/524288 = 1
Сколько различных состояний можно получить из 1 бит. Один бит может иметь всего два состояния либо ноль, либо единицу, следовательно, необходимо 2 возвести в четвертую степень 21 = 2 . Получили, что один бит может иметь 2 различных состояния, а это как раз и говорит нам о том, что данная палитра будет иметь два различных оттенка т.е.– ответ 2.
- Сколько памяти нужно для хранения 64-цветного растрового графического изображения размером 32 на 128 точек?
Дано:
N = 64;
k = 32 * 128;
Найти: Q
Решение:
i = 6 (по формуле Хартли); Q = 32 * 128 * 6 = 24576 бит = 3072 байт = 3 Кбайт
Ответ: 3 Кбайт