Grafische informatie. Grafische informatie en tekstinformatie

Klas: 11

Presentatie voor de les

Terug Vooruit

Aandacht! Diavoorbeelden zijn uitsluitend voor informatieve doeleinden en vertegenwoordigen mogelijk niet alle kenmerken van de presentatie. Als u geïnteresseerd bent in dit werk, download dan de volledige versie.

Doelen:

leerzaam:

• generaliseer kennis in de sectie "Representatie van grafische informatie in een computer" met behulp van om taken A15 van het Unified State Exam in computer science op te lossen,
• kleurvormingsmodellen introduceren.

ontwikkelen: ontwikkel denken, aandacht, geheugen, verbeeldingskracht.

educatief: om de vaardigheid van zelfstandig werk te ontwikkelen, interesse in het onderwerp.

Lesdoelen:

• de kennis van studenten herstellen over wat computergraphics is en welke soorten computergraphics studenten overwegen in een basiscursus computerwetenschappen;
• onthoud wat een pixel of raster is, welke basiskleuren worden gebruikt om de kleur van een punt op het beeldscherm te verkrijgen;
• herhaal de regels voor het presenteren van gegevens op een computer;
• ontdek van welke parameters de kwaliteit van het beeld op het beeldscherm afhangt (schermresolutie, pixelkleurdiepte);
• de formule weergeven voor het vinden van de hoeveelheid videogeheugen op een grafisch beeld;
• manieren analyseren om problemen uit het Unified State Exam over dit onderwerp op te lossen (A15);
• de vaardigheid van zelfstandig werken ontwikkelen.

Lestype: les over het generaliseren van kennis en het leren van nieuw materiaal met behulp van informatietechnologie.

Lesvorm: gecombineerd.

Lesmethoden: verklarend en demonstratief, praktisch.

Uitgebreide methodologische ondersteuning:

• interactief whiteboard;
• presentatie “Weergave van grafische informatie op een computer”;
• leerboek N.D. Ugrinovich voor de rangen 10-11 (clausule 7.1, p. 304), voor de rangen 10. (clausule 1.2, p. 36);
• flashvideo's uit de Unified Collection of Digital Educational Resources: “Model – RGB”, “Model – CMYK”;
• hand-outs voor het werken met het kleurenmodel;
• kaarten voor zelfstandig werk.

Lesplan:

1. Organisatorisch moment (1 min).
2. Het lesdoel instellen (2 min).
3. Huiswerk nakijken (1 min.)
4. Herhaling van bedekt materiaal (10 min)
5. Nieuw onderwerp (7 min.)
6. Praktisch werk op een PC (4 min.)
7. Analyse van problemen uit het Unified State Exam over dit onderwerp (8 min.)
8. Zelfstandig werk van studenten (5 min).
9. Samenvattend (1 min).
10. D/z (1 min).

Lesvoortgang

1. Organisatiemoment (1 min.)

2. Het lesdoel instellen (2 min.)

In eerdere lessen hebben we gesproken over het coderen van numerieke en tekstuele informatie in het computergeheugen. Vandaag zullen we manieren bespreken om grafische informatie te coderen door de computer (Bijlage 1).

Sinds de jaren 80 heeft de technologie voor het verwerken van grafische informatie op een computer zich intensief ontwikkeld. In wezen , grafische verwerking is evenals numerieke en tekstinformatie, verwerking van numerieke gegevens.

Vanaf de basiscursus computerwetenschappen zijn we bekend met de algemene principes van computergraphics en grafische technologieën. Vandaag zullen we deze vragen in meer detail bekijken. En we zullen verschillende problemen bekijken waarvoor uw kennis nodig is van het coderen van grafische informatie in het computergeheugen. Dergelijke problemen zijn te vinden in het Unified State Exam (A15).

Schrijf het onderwerp van de les op (de leerlingen schrijven het onderwerp van de les op in een notitieboekje).

3. Huiswerk controleren. (1 min.)

Sluit je ogen en laat je hart je oog worden

Hallo, mijn vriend! (vertalen)

4. Herhaling van het behandelde materiaal (10 min.)

En laten we allereerst onthouden wat we weten uit de basiscursus computerwetenschappen over computergraphics.

Vragen voor de klas:

(De kinderen beantwoorden vragen van de leerkracht)

Vertel ons wat computergraphics wordt genoemd?

(Technologie voor het maken en verwerken van grafische afbeeldingen met behulp van computertechnologie.)

Met welke soorten computergraphics bent u bekend en wat zijn hun kenmerken?

(Raster- en vectorafbeeldingen).

• Rasterafbeeldingen- technologie voor het maken van een grafisch object in de vorm van vele punten (pixels), een verzameling gegevens over de kleur van elke pixel op het scherm.
• Vectorafbeeldingen– technologie voor het maken van afbeeldingen in de vorm van grafische primitieven (rechte lijnen, ovalen, rechthoeken)

Hoe worden gegevens weergegeven op een computer?

Gegevens in het computergeheugen worden in binaire vorm opgeslagen, d.w.z. in de vorm van ketens van 1 en 0 (binair getalsysteem).

Gegevensrepresentatie in een computer is discreet.

Kunnen we zeggen dat het beeld op het beeldscherm discreet is?

Tijdens het coderen van een afbeelding in een computer wordt deze ruimtelijk gediscretiseerd, d.w.z. de afbeelding wordt verdeeld in afzonderlijke kleine fragmenten, en aan elk element wordt een kleurwaarde toegewezen, dat wil zeggen een code.

Hoe heten de kleinste elementen waarin het beeld op het beeldscherm is verdeeld?

Grafische informatie op het beeldscherm wordt gepresenteerd in de vorm van een rasterbeeld, dat is gevormd uit een bepaald aantal lijnen, die op hun beurt een bepaald aantal punten (pixels) bevatten.

Welke parameters bepalen de kwaliteit van het beeld op de monitor?

De kwaliteit van de beeldcodering is afhankelijk van twee parameters:

1. Hoe hoger de kwaliteit van de beeldcodering kleinere puntgrootte en dienovereenkomstig meer punten vormen het beeld. Het aantal stippen op het scherm wordt genoemd resolutie van de monitor. Afhankelijk van de grootte van de monitor worden verschillende resoluties gebruikt: 1024x768, 1280x1024, ...

2. Kleurenafbeeldingen zijn samengesteld uit de binaire kleurcode van elke pixel die is opgeslagen in het videogeheugen. Hier praten ze over kleur diepte is de hoeveelheid geheugen in het aantal bits dat wordt gebruikt om kleur op te slaan en weer te geven bij het coderen van één pixel rasterafbeeldingen beter is de afbeelding gecodeerd. De combinatie van kleuren die in de vaste vormen wordt gebruikt kleurenpalet.)

Welke basiskleuren worden gebruikt om de kleur van een punt op het scherm te creëren?

5. Nieuw onderwerp (10 min.)

Elke kleur van een stip op een computerscherm wordt verkregen door te mengen drie basiskleuren: rood, groen, blauw.

Dit model heet RGB.

Laten we de basiskleuren coderen:

• 1 - aanwezigheid van een basiskleur in het RGB-systeem
• 0 - geen basiskleur in het RGB-systeem

Bijvoorbeeld 100 - alleen de rode kleur is aanwezig

RGB-kleurenmodel (voor elke student) (Bijlage 2).

Hoeveel kleuren kunnen op deze manier worden gecodeerd?

Haast je niet om te antwoorden.

Dia 9

Video's kijken

Het RGB-model wordt gebruikt in tv's, monitoren, projectoren, scanners, digitale camera's... (Bijlage 3).

Om een ​​afbeelding op papier te vormen, wordt een ander model gebruikt: CMYK (Bijlage 4), (Bijlage 4.1).

Dia 10-11

6. Praktisch werk op een pc (5 min.)

Bekijk hoe het RGB-model werkt

Dia 12-14

Leid een formule af (met behulp van de hoofdformule van de informatica) om het aantal kleuren in het palet te bepalen

N - aantal kleuren;

i - aantal bits per 1 pixel (kleurdiepte)

Hoe bepaal ik de hoeveelheid videogeheugen per grafisch beeld? Welke gegevens moet u hebben?

(Totaal aantal pixels en kleurdiepte, d.w.z. aantal bits per 1 pixel)

Leid de formule af voor het vinden van de hoeveelheid videogeheugen op een grafisch beeld, als we accepteren:

M is de hoeveelheid geheugen voor de gehele afbeelding;

K - totaal aantal pixels;

ik- hoeveelheid beetje met 1 pixel.

7. Analyse van problemen uit het Unified State Exam over dit onderwerp (8 min)

Laten we proberen verschillende problemen op te lossen (Bijlage 5).

(Problemen worden opgelost met behulp van begeleidende vragen aan de leerlingen; de leerlingen worden uitgenodigd hun mening te geven over de manier waarop elk probleem kan worden opgelost.)

Dia 16-17

Taak nr. 1.

De schermresolutie van de monitor is 1024 x 768 pixels, de kleurdiepte is 16 bits. Wat is de vereiste hoeveelheid videogeheugen voor deze grafische modus?

3) 4 KB

4) 1,5MB

Oplossing:

1) Zoek het totale aantal pixels

1024*768 = 786432 (pixels)

2) De kleurdiepte is 16 bits, dus per 1 pixel – 2 bytes

3) Zoek de hoeveelheid videogeheugen

786432*2 = 1572864 (bytes)

4) Converteren naar grotere meeteenheden

1572864 bytes = 1,5 MB

Antwoord: 4

Taak nr. 2.

Om een ​​rasterafbeelding van 128 x 128 pixels op te slaan, werd 4 kilobyte geheugen toegewezen. Wat is het maximaal mogelijke aantal kleuren in het beeldpalet?

1) 8 2)2 3) 16 4) 4

Dia 19-22

Taak nr. 3.

Om de achtergrondkleur van een internetpagina te coderen, wordt het attribuut bgcolor=“# XXXXXX” gebruikt, waarbij hexadecimale waarden van de intensiteit van kleurcomponenten in het 24-bits RGB-model tussen aanhalingstekens worden gespecificeerd. Welke kleur heeft de pagina die door de tag wordt opgegeven?

?

1) Rood

3) Groen

4) Paars

(Vóór de oplossing wordt een uitweiding gemaakt naar theoretisch materiaal)

Bij het beschrijven van internetpagina's in HTML is het toegestaan ​​om een ​​kleur te beschrijven als een hexadecimaal getal bestaande uit precies 6 cijfers. Voor elke kleur van het RGB-model worden 2 cijfers toegewezen. Om de bijdrage van elke basiskleur te achterhalen, de reeks “XXXXXX” verdeeld in 3 groepen.

XX XX XX = RR GG BB

FF 16 =255 10, wat maximale kleurhelderheid betekent.

Goed om te onthouden:

#FFFFFF – wit #00FF00 – groen

#000000 – zwart #0000FF – blauw

#FF0000 – rood #CCCCCC – grijs

1) We verdelen de opname in drie groepen en schrijven deze in de vorm van componenten van het RGB-model:

00 FF 00 = RR GG BB

2) FF (maximale kleurhelderheid) is groen, wat betekent dat de achtergrond van de pagina groen is.

8. Zelfstandig werk van studenten (5 min).

1. Hoeveel geheugen moet worden toegewezen voor het opslaan van een rasterafbeelding van 64 x 64 pixels als het afbeeldingspalet 16 kleuren heeft?

1) 2048 bits 2) 2 KB 3) 64 bytes 4) 4096 bytes

2. Om de achtergrondkleur van een internetpagina te coderen, gebruikt u het kenmerk bgcolor="#ХХХХХХ", waarbij hexadecimale waarden van de intensiteit van kleurcomponenten in het 24-bits RGB-model tussen aanhalingstekens worden opgegeven. Welke kleur heeft de pagina die door de tag wordt opgegeven? ?

1) Rood 2) zwart 3) groen 4) paars

9. Samenvattend (1 min).

Onder grafische informatie verwijst naar een tekening, een tekening, een foto, een afbeelding in een boek, een afbeelding op een tv-scherm, enz. we zullen het beschouwen als voorbeeld beeld op het tv-scherm. Deze afbeelding bestaat uit een aantal horizontale lijnen - rijen. En elke lijn bestaat op zijn beurt uit de kleinste elementaire beeldeenheden - punten, die worden genoemd pixels (picsel–PICture’SElement– afbeeldingselement). De gehele reeks elementaire beeldeenheden wordt aangeroepen rooster (Latijnse Rastrum – hark). Mate van helderheid afbeelding is afhankelijk van het aantal lijnen op het gehele scherm en het aantal punten in de lijn die representeren oplossing scherm of gewoon toestemming .

Monochroom beeld - een afbeelding die bestaat uit twee contrasterende kleuren: zwart en wit, groen en wit, bruin en wit, enz. Elke pixel van de afbeelding kan de ene of de andere kleur hebben. Door de binaire code “0” aan de eerste kleur toe te wijzen, en de code “1” aan de tweede (of omgekeerd), kunt u de toestand van één pixel van een monochrome afbeelding in één bit coderen.

Het resulterende beeld zal echter te veel contrast hebben. Een echt zwart-witbeeld bestaat bijvoorbeeld niet alleen uit witte en zwarte kleuren. Het bevat veel verschillende tussentinten - grijs, lichtgrijs, donkergrijs, enz. Als er naast wit en zwart slechts twee extra gradaties worden gebruikt, zijn er twee bits nodig om de kleurstatus van één pixel te coderen .

Een gangbare praktijk die realistische monochrome afbeeldingen produceert, is het coderen van de toestand van een enkele pixel met behulp van een enkele byte, waardoor 256 verschillende grijstinten mogelijk zijn, van volledig wit tot volledig zwart.

Kleurenafbeelding kan op verschillende manieren gevormd worden. Eén ervan is methode RGB (van de woorden Rood, Groen, Blauw - rood, groen, blauw), wat berust op het feit dat het menselijk oog alle kleuren waarneemt als de som van drie primaire kleuren: rood, groen en blauw. Om een ​​gekleurde pixel te verkrijgen, worden niet één, maar drie gekleurde stralen naar dezelfde plek op het scherm gestuurd. Voor de eenvoud gaan we ervan uit dat één bit voldoende is om elke kleur te coderen. “0” betekent in een bit dat deze primaire kleur afwezig is in de totale kleur, en “1” betekent dat deze aanwezig is. Daarom zijn er 3 bits nodig om één kleurpixel te coderen. Met dit coderingsschema kan elke pixel een van de 8 mogelijke kleuren hebben. Als elke kleur met één byte wordt gecodeerd, is het mogelijk om 256 tinten van elk van de primaire kleuren te verzenden. In totaal wordt in dit geval de transmissie van 256 X 256 X 256 = 16777216 verschillende kleuren geboden, wat vrij dicht in de buurt ligt van de werkelijke gevoeligheid van het menselijk oog. Deze methode voor het presenteren van kleurenafbeeldingen wordt gewoonlijk de modus genoemd WAAR Kleur (truecolor – ware kleur) of volledige kleurmodus .

Er zijn andere coderingsmodi voor kleurenafbeeldingen in kleur. Ze vereisen veel geheugen. Om geheugen te besparen worden er verschillende modi en grafische formaten ontwikkeld die kleuren iets slechter reproduceren, maar veel minder geheugen vereisen. Met name de modus Hoog Kleur (highcolor-rich color), waarbij 16 bits worden gebruikt om de kleur van één pixel over te brengen en er daarom 65535 kleurschakeringen kunnen worden verzonden.

Wanneer u een afbeelding in het computergeheugen opneemt, is het naast de kleur van de afzonderlijke punten noodzakelijk om veel aanvullende informatie vast te leggen: de grootte van de afbeelding, de helderheid van de punten, enz. Een specifieke methode voor het coderen van alle informatie vereist bij het opnemen van een afbeelding vormt een grafisch formaat. Grafische informatiecoderingsformaten gebaseerd op de overdracht van de kleur van elke individuele pixel waaruit de afbeelding bestaat, worden geclassificeerd als rooster of Bitmap formaten (bitmap). De meest bekende rasterformaten zijn BMP ,GIF En JPEG formaten.

Rasterafbeeldingen hebben aanzienlijke nadeel – een afbeelding gecodeerd in een van de rasterformaten schaalt zeer slecht. Daarom zijn er methoden ontwikkeld vectorafbeeldingen . In vectorafbeeldingen is het basisobject lijn . In dit geval wordt het beeld gevormd uit individuele segmenten van rechte of gebogen lijnen, wiskundig beschreven, op een vectormanier, evenals geometrische vormen - rechthoeken, cirkels, enz., die daaruit kunnen worden verkregen.

Voordat we naar de basisprincipes van digitale grafische afbeeldingen kijken, is het de moeite waard om eerst te begrijpen wat grafische informatie is. Tegenwoordig wordt dit concept actief gebruikt op verschillende gebieden van menselijke activiteit, maar velen begrijpen niet eens wat deze term is en wat het betekent.

Wat is het?

Grafische informatie wordt tegenwoordig gebruikt in de meeste gebieden van visuele communicatie, variërend van verschillende kunstwerken, die emoties bij een persoon moeten opwekken en een gevoel van bewondering voor schoonheid moeten oproepen, tot en met allerlei symbolen die uitsluitend bedoeld zijn om bepaalde informatie aan mensen over te brengen. een persoon. Dergelijke symbolen omvatten in het bijzonder verkeersborden, die voor ervaren bestuurders soms niet eens het gebied van de bewuste waarneming bereiken.

Tegenwoordig vertegenwoordigen grafische informatie en afbeeldingen de basis van het denken van de meeste specialisten, en hier wordt een speciale plaats toegewezen aan degenen die mensen vertegenwoordigen die een visueel-figuratief magazijn hebben. Vaardigheid in computertechnologie bij het visualiseren van ideeën is zeer nuttig, maar vereist een grondige voorbereiding, evenals inzicht in specifieke grafische informatie vanuit het oogpunt van vertaling ervan naar een computerformaat.

Definitie

Grafische informatie is een complete set gegevens die op een breed scala aan media is afgedrukt, waaronder calqueerpapier, papier, canvas, glas, muren en nog veel meer. Tot op zekere hoogte kunnen we zeggen dat zelfs de onze, waarop de lens van een camera of camera is gericht, ook grafische informatie vertegenwoordigt.

De grootste verscheidenheid aan grafische media, evenals de soorten afbeeldingen die beschikbaar zijn voor moderne mensen, is in principe moeilijk om rekening mee te houden, en dit gebeurt niet omdat ze in oneindige hoeveelheden worden gepresenteerd, maar omdat er veel verschillende tussenproducten zijn. opties. We kunnen ze immers niet zomaar bij elkaar optellen en een soort alfabet construeren, en dit is wat concepten als grafische informatie en tekstinformatie onderscheidt. Er zijn echter ook hier bepaalde uitzonderingen.

Als we overwegen wat grafische informatie en tekstinformatie inhoudt, is het de moeite waard om op te merken dat de reeks teksttekens al lang in een bepaald systeem is opgenomen dat het alfabet wordt genoemd. Tegelijkertijd is het alfabet in Europese landen fonetisch, terwijl het alfabet onder de volkeren van het Verre Oosten geen fonemen of geluiden vastlegt, maar een heel concept is en uit hiërogliefen bestaat, wat het vertaalt in de categorie van niet tekstueel, maar grafisch. informatie.

Nuttige voorbeelden

Niet iedereen begrijpt dat moderne Europese talen ook een uniek principe van hiërogliefen gebruiken, die in cijfers worden weergegeven. Ondanks het feit dat getallen in verschillende talen precies hetzelfde kunnen worden geschreven, worden ze in werkelijkheid in elke afzonderlijke taal totaal anders genoemd en uitgesproken, wat het typische principe van de hiëroglief is.

In dit opzicht zijn alle elementen die nodig zijn om de coderingsprocedure te implementeren al lang geleden en over een lange historische periode geïdentificeerd. Elementen die gescheiden en onafhankelijk van elkaar zijn, kunnen worden weergegeven in de vorm van een gedefinieerde lijst, waarin zich een eindig en duidelijk gedefinieerd aantal lijnen bevindt.

De tijd waarin iemand grafische informatie het meest gedetailleerd bestudeert, is het 9e leerjaar, maar velen herinneren zich dit misschien niet eens. Tegelijkertijd werd ons toen al geleerd dat als we ons wenden tot grafische gegevens, waaronder schilderijen, foto's, tekeningen of andere visuele objecten, het in dit geval niet langer mogelijk zal zijn om daarin zulke natuurlijke en universele elementen te vinden die zou op precies dezelfde manier kunnen werken als met letters.

Verhaal

Het is vermeldenswaard dat er pogingen zijn ondernomen om een ​​verenigd beeldsysteem te vormen. Met name William Hogarth, een Engelse schilder en kunsttheoreticus, probeerde dit te doen. In dit geval is zijn voorbeeld interessant, niet omdat hij een meester is in het satirische alledaagse genre, waarvan het belangrijkste doel was om de ondeugden van de aristocratie bloot te leggen, maar omdat hij het was die probeerde een universeel grafisch alfabet uit te vinden. , wat hem niet lukte. De curve, die de kunstenaar in de 18e eeuw als referentie kon identificeren, doet qua uiterlijk echter enigszins denken aan een Bezier-curve.

Waarom kan ik geen alfabet maken?

In feite is het eenvoudigweg onmogelijk om een ​​grafisch alfabet uit te vinden, en dit is precies het verschil dat standaardschrift scheidt van moderne visuele activiteit. Dit wordt ook genoemd in het vak dat grafische informatie bestudeert: informatica. Deze gebieden liggen in wezen vrij dicht bij elkaar, maar het alfabet is een universeel hulpmiddel dat, met een beperkt aantal elementen, de vorming van een onbeperkt aantal teksten mogelijk maakt, terwijl op het gebied van visuele activiteit zo'n strikte lijst van elementen eenvoudigweg niet kan bestaan. .

Het is om deze reden dat codeervaardigheid een andere benadering vergt dan standaardelementen zoals cijfers en letters, en voornamelijk wordt geleerd door de manier waarop verschillende taken worden uitgevoerd. Grafische informatie is een complexer concept dan tekstuele informatie en daarom moet de ontwikkeling ervan grondiger worden benaderd.

Wat moet je begrijpen?

Omdat er op het gebied van visuele activiteit geen strikte lijst van elementen kan zijn, is het onmogelijk om er een lijst van samen te stellen, en hier ontstaat een serieuze taak: bepalen hoe allerlei digitale codes of afbeeldingen kunnen worden geconverteerd als alleen computerapparaten kunnen werken. met hen. Deze taak wordt met name gespecificeerd door het feit dat het noodzakelijk is een methode uit te vinden waarmee moderne computertechnologieën niet alleen met tekst kunnen werken.

Wat zijn de verschillen tussen computer- en menselijke perceptie?

Het is duidelijk dat er veel verschillen zijn tussen de manier waarop een computer en een persoon grafische en geluidsinformatie waarnemen. Voor een persoon vertegenwoordigt elk beeld, dat verre van een realistische foto kan zijn, een betekenisvolle structuur, omdat ieder mens bijvoorbeeld een landschap van een portret kan onderscheiden.

Dit wordt mogelijk omdat visuele waarneming niet alleen het resultaat is van het werk van de visuele organen, maar ook het resultaat is van een krachtig intellect dat over verbazingwekkende herkenningsvermogens beschikt. Hierdoor kan iemand bijvoorbeeld gemakkelijk een andere persoon herkennen, ook al heeft hij hem al tientallen jaren niet meer gezien, maar deze is al een beetje ouder geworden en zijn uiterlijk is anders geworden.

Technische systemen, waarbij zelfs de modernste rekenkracht wordt gebruikt, kunnen dergelijke taken nog niet uitvoeren.

Test op grafische informatie in de informatica

De laatste fase waarmee scholen de studie voltooien van wat grafische informatie vertegenwoordigt, is een test die varieert afhankelijk van de onderwijsinstelling en de focus ervan. In de meeste gevallen zijn alle vragen echter standaard en vrij eenvoudig. Een van de meest voorkomende is het vermelden waard:

• Wat gebeurt er met de bestandsgrootte naarmate deze groter wordt?
• Waar worden de gereedschappen van de grafische editor van Paint voor gebruikt?
• Wat is het kleinste beeldelement op een grafisch scherm?
• Wat is er gebeurd
• Waarom heb je een grafische editor nodig?

En vele anderen.

Met andere woorden, bij het samenstellen van deze test is het belangrijkste doel om te bepalen in hoeverre de student de basisconcepten van de grafische informatiecursus beheerst en in hoeverre hij het werken met traditionele grafische editors beheerst.