Открытый урок по информатике и ИКТ по теме "Кодирование графической информации"

Цели урока:
Обучающие:

• Сформировать у учащихся понимание процесса кодирования информации.
• Показать различные виды кодирования.
• Выявить преимущества двоичного кодирования информации.

Развивающие:

• Продолжить развивать умение учащихся высказываться на заданную тему, сопоставлять, анализировать, логически мыслить.
• Продолжить развитие навыков работы за ПК.

Воспитательные:

• Активизировать у учащихся формирование познавательной потребности, интереса к предмету.
• Продолжить воспитание у учащихся доброжелательного отношения друг к другу.

Тип урока: урок изучения нового материала с элементами исследования и первичное закрепление полученных знаний в практической работе.
Формы работы:

• беседа;
• фронтальная работа;
• практическая работа;
• индивидуальная работа.

Оборудование:

1. Персональный компьютер.
2. Мультимедиапроектор.
3. Презентация <Приложение1>
4. Рабочие листы для учащихся. <Приложение2>

Ход урока:

Здравствуйте!
Сегодня наш урок будет посвящен очень интересной, на мой взгляд, теме.
Посмотрите, пожалуйста, на экран. (Приложение1. Слайд 2)
Эту рекламу можно видеть очень часто. Какие услуги предлагает эта реклама?
Ответ учеников: Интернет, цифровое телевидение.
Давайте вспомним немного истории (Слайд3). Телевидение появилось относительно недавно и, первоначально, существовала только одна форма передачи сигнала –  аналоговая (непрерывный сигнал). Первые трансляции телепередач начались в 1938 году с Шуховской башни.  Но телевидение приобретало все большую  популярность и мощности Шуховской башни перестало хватать для качественной передачи телепрограмм на большие расстояния. В 1968 году была построена Останкинская телебашня, которая и является основным местом  передачи аналогового радиосигнала и в настоящее время. Параллельно с обычным, аналоговым телевидением из Останкино транслируется и цифровое телевидение (Слайд 4).
Два вида информации: аналоговая (непрерывная) и дискретная (цифровая) (Слайд 5,6)
Как вы думаете, в чем преимущество цифрового телевидения?
Ответ учеников: высокое качество изображения.
Цифровое телевидение  - передаваемый телевизионный сигнал представляет собой последовательность цифровых комбинаций электрических импульсов.

Преимущество цифрового ТВ: высокое качество картинки и звукового сопровождения, высокое качество транслируемых каналов.
При передаче сигнала основной проблемой "аналога" является воздействие разнообразных помех на сигнал, а цифровое ТВ практически не подвержено помехам.
Любой телевизионный сигнал состоит из двух частей: видеосигнал и звуковой сигнал, которые распространяются параллельно. Следовательно, перед передачей сигнала необходимо оцифровать как видеосигнал, так и звуковой сигнал.
Давайте рассмотрим, как аналоговый сигнал преобразуется в цифровой на примере графики. (Слайд 7)
Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах. Примером аналогового представления графической информации может служить живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно (Слайд 8), а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. (Слайд 9 + картинка распечатанная на принтере).

Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуются путем прост­ранственной дискретизации.

Пространственную дискрети­зацию изображения можно сравнить с построением изобра­жения из мозаики. Изображение разбивается на отдель­ные маленькие элементы (пиксели), причем каждый элемент может иметь свой цвет (Слайд 10).

Именно с помощью пикселей формируется изображение на жидкокристаллическом экране телевизора.
Структура ЖК телевизоров:

• Лампа (источник света)
• Сигналы управления кристаллами
• Кристаллы
• Цветной фильтр

Принцип работы:
Под воздействием электрического импульса, жидкие кристаллы, расположенные между панелью и источником света, меняют свое положение, пропуская не весь свет полностью, а узкий спектр – необходимую для получения изображения часть. Световой поток попадает на пиксели, которые формируют изображения трех цветов, цвета смешиваются и складывается полноцветная картинка.

Пиксель — минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет. (Слайд 11)

В результате пространственной дискретизации графичес­кая информация представляется в виде растрового изображе­ния, которое формируется из определенного количества строк, содержащих, в свою очередь, определенное количество точек (Слайд 12).

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. (Слайд 13)

Глубина цвета. В процессе дискретизации могут исполь­зоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения. Количество информации, которое используется для коди­рования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.
Количество цветов N в палитре и количество инфор­мации /, необходимое для кодирования цвета каждой точ­ки, связаны между собой и могут быть вычислены по фор­муле:
N =2'

Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Зная глубину цвета, по формуле можно вычислить количество цветов в палитре.

Глубина цвета и количество цветов в палитре

С помощью совместных рассуждений выведите формулу расчета объема файла.

Практическое задание (Приложение 2):
1 группа
Рассчитать информационный объем графического файла 100х100 пикселей. Ответ записать в Кбайтах.