Технические средства компьютерной графики

Разделы: Информатика


Тип урока: Знакомство с новым материалом

Цель:

  1. Рассмотреть схему системы вывода изображения на экран монитора;
  2. Раскрыть принципы работы растровых дисплеев, жидкокристаллических мониторов, видеоадаптера;
  3. Познакомить с устройствами ввода изображения в компьютер.

Д.З. x19, 20 ответить на вопросы x

Программно-дидактическое обеспечение: Презентация в «Технические средства компьютерной графики». <Приложение>. Плакаты «Ввод информации», «Принцип работы монитора».

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Приветствие учителя и учеников. Проверка присутствующих.

II. Повторение изученного материала.

Ответить на вопросы: Слайд 1

  1. Что называют компьютерной графикой?
  2. В чем, разница между растровым и векторным способами представления изображения?
  3. Что такое графические примитивы?
  4. Какая информация хранится в файлах растрового типа и в файлах векторного типа?
  5. Какие устройства используются для ввода и вывода изображений на компьютере?

III. Изложение нового материала

Итак, сегодня мы рассмотрим принципы работы технических средств компьютерной графики.

Объявить тему урока «Технические средства компьютерной графики». Слайд 2

Рассмотрим схему «Система вывода изображения на экран». Слайд 3

Монитор. Слайд 4

Точки (видеопиксели) на экране монитора выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр.

Размер графической сетки – произведение числа точек в горизонтальной строке на число строк: M х N.

На современных мониторах используются такие размеры графической сетки:

640 x 480
1024 x 768
1280 x 1024

Размер монитора характеризуется длинной диагонали его экрана, выраженной в дюймах

1 дюйм = 2,54 см. Бывают мониторы с диагональю 14, 15, 17 и более дюймов.

Принципы работы монитора. Слайд 5

Существуют мониторы, основанные на разных физических принципах. Самыми распространенными являются мониторы на основе электроннолучевой трубки - ЭЛТ-мониторы. На экране такого монитора пиксель образуется люминесцирующим веществом, которое светится под воздействием луча, испускаемого электронной пушкой. Такой луч пробегает по порядку (сканирует) все строки сетки пикселей. При этом он модулируется: на точки, которые должны светиться, падает, а на темных точках прерывается (рис. 4.9).

Поскольку после прекращения воздействия электронного луча на точку экрана ее свечение быстро затухает, то сканирование периодически повторяется с высокой частотой (75-85 раз в секунду и более). При такой частоте наше зрение не замечает мерцания изображения.

Первоначально на компьютерах использовались черно-белые мониторы. На черно-белом экране пиксель, на который падает электронный луч, светится белым цветом. Неосвещенный пиксель - черная точка. При изменении интенсивности электронного потока получаются промежуточные серые тона (оттенки).

Как получается цветное изображение на экране

Каждый пиксель на цветном экране - это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего. Эти точки расположены так близко друг к другу, что нам они кажутся слившимися в одну точку.

Из сочетания красного, зеленого и синего цветов складывается вся красочная палитра на экране.

Электронная пушка цветного монитора испускает три луча. Каждый луч вызывает свечение точки только одного цвета. Для этого в мониторе используется специальная фокусирующая система.

Жидкокристаллические мониторы

Все большее распространение получают жидкокристаллические мониторы – ЖК - мониторы. По сравнению с электронно-лучевыми мониторами они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК - монитором меньше устают глаза.

Видеопамять и дисплейный процессор. Слайд 6

Видеоадаптер - устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации - двоичного кода изображения, выводимого на экран.

В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.

Видеопамять - это электронное энергозависимое запоминающее устройство. На современных компьютерах ее размер составляет несколько мегабайтов.

Дисплейный процессор - вторая составляющая видеоадаптера.

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 - периодически читает ее и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.

Объем видеопамяти. Слайд 7-8

Объем необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов. Минимальный объем видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр (одна страница) изображения. Например, для сетки 640 х 480 и черно-белого изображения минимальный объем видеопамяти должен быть таким:

640*480*1 бит = 307 200 бит = 38 400 байт.

Это составляет 37,5 Кбайт.

Для четырехцветной гаммы и той же графической сетки видеопамять должна быть в два раза больше - 75 Кбайт; для восьмицветной - 112,5 Кбайт.

Для кодирования двух цветов достаточно 1 бита на пиксель; четырех цветов - 2 битов; восьми цветов - 3 битов; шестнадцати цветов - 4 битов и т. д.

Количество цветов К и размер кода в битах b связаны формулой: К = 2b

На современных высококачественных дисплеях используется палитра более чем из 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случае - несколько мегабайтов.

Устройства ввода изображения в компьютер. Слайд 9

Монитор - это устройство вывода изображения. А каким образом изображение можно ввести в компьютер? Для этого используется сканер (рис. 4.10).

Работа сканера как бы противоположна работе видеоадаптера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканер получил свое название в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.

С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаги. Как было сказано в главе 3, используя специальную программу распознавания текста, его изображение можно преобразовать в текстовый формат.

Изображение в компьютер может вводиться с цифрового фотоаппарата и с цифровой видеокамеры. Фотографии и видеофильмы в этих устройствах сохраняются в виде двоичного кода на магнитных дисках. Затем, используя кабельное соединение, их можно переписать на компьютерный диск.

IV. Закрепление материала. Слайд 10

Вопросы и задания

  1. Какая информация содержится в видеопамяти?
  2. Сколько битов видеопамяти на один пиксель требуется для хранения двухцветного; четырехцветного; восьмицветного; шестнадцатицветного изображения?
  3. Какие цвета получаются из смешения красного и синего, красного и зеленого, зеленого и синего?
  4. Сколько цветов будет содержать палитра, если каждый базовый цвет кодировать в двух битах?
  5. Придумайте способ кодирования цветов для 256-цветной палитры.
  6. Пусть видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Размер графической сетки - 640 х 480. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре из 16 цветов; 256 цветов?

V. Домашнее задание. Слайд 11

x19, 20 ответить на вопросы x

VI. Подведение итогов урока.

Литература:

  1. Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 8 класса / Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

Методическое пособие: Преподавание базового курса информатики в средней школе: Методическое пособие / И.Г. Семакин, Т. Ю. Шеина – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.