Пространственная дискретизация
план-конспект урока по информатике и икт (9 класс) на тему

Тема:  Пространственная   дискретизация ( 9 класс)

Тип: Урок изучения нового материала 

Цель урока: Помочь учащимся освоить технологию построения и редактирования графиков функций по алгебре в программе MS Excel с помощью компьютера.

Задачи урока:

• образовательная:

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.

• развивающая:

формировать потребность знаний, развития у школьников самостоятельности в мышлении, умения мыслить творчески, используя имеющиеся знания и навыки.

• воспитательная:

реализация межпредметных связей, раскрытие и понимание теоретической и практической значимости содержания темы; овладение соответствующими методами и подходами к решению задач.

Оборудование, ПО и медиаматериалы:

• компьютеры с ОС Windows XP и установленным пакетом Microsoft Office;
• учебник Информатика и ИКТ: учебник для 9 класса / Н.Д. Угринович – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

• приветствие;
• объявление темы урока;
• формирование положительной мотивации;
• рассказ о ходе занятия;

2. Теоретическая часть

        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).

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

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 1.1.1, контрольные вопросы после параграфа, «5» - с.13 задания для самостоятельного выполнения 1.4

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?