Средняя школа №28

«Кодирование графической и звуковой
информации»
Тема урока: «Кодирование графической и звуковой информации».
Тип урока: комбинированный.
Цели: 1. Обеспечить проверку знаний учащихся средствами компьютерного
тестирования
2. Способствовать восприятию, осмыслению и первичному запоминанию
материала по теме: «кодирование графической и звуковой информации»;
Оборудование: компьютерный класс, презентация;
Дидактический материал: тест на компьютере.
Структура урока:
1. Организационный момент;
2. Тестированный контроль знаний;
3. Усвоение новых знаний;
4. Проверка первичного понимания и запоминания;
5. Подведение итогов.
6. Домашнее задание
Ход урока
1. Организационный момент:
Здравствуйте ребята. Сегодня мы с вами познакомимся с «Кодированием
графической и звуковой информацией».
На экране тема урока
2. Тестированный контроль.
Мы проверим ваши знания с помощью компьютерного теста.
Сейчас сядьте, пожалуйста, за компьютеры.
Тест:
1. Что такое информация?
б) наука с работой информации
а) передача сообщения;
в) наука о способах накопления,
получения, обработки, передачи и
представления информации
б) сведения, знаний содержащиеся в
сообщении
в) все, что нас окружает
г) сведения, о чем–либо или о комлибо
2. Наименьшая единица измерения
информации в компьютере?
а) байт
5. Чему равен 1 мегабайт?
а) более 8000000 бит
б) около 100 килобайт
в) 0,01 гигабайт
г) 1 гигабайт
б) бит
6. Римская система счисления
является
в) символ
а) позиционной
г) килобайт
б) непозиционной
3. Сообщение, уменьшающее
неопределенность знаний человека в
2 раза несет для него?
в) десятичной
а) 1 бит информации
б) 1 байт информации
в) 1 слово
г) 1 килобайт информации
4. Что такое информатика?
г) римской
7. В десятичной системе счисления
основание равно
а) 10
б) 2
в) 6
г) 100
а) наука о словах, предложениях,
рисунках
3.Усвоение новых знаний.
Ребята, вы на прошлом занятии проходили кодирование текстовой и числовой
информации, а еще есть кодирование графической и звуковой информации.
Давайте запишем тему сегодняшнего урока: «кодирование графической и
звуковой информации».
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 изображения, напечатанное с помощью струйного принтера и
состоящее из отдельных точек разного цвета.
Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую
(дискретную) преобразуется путем пространственной дискретизации.
Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением
изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол).
Изображения разбивается на отдельные маленькие элементы (точки или пиксели,
причем каждый элемент может иметь свой цвет (красный, зеленый, синий и т.д.)).
Пиксель-это 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.
Растровая графика.
Растр – это точка на экране.
Растровое изображения формируется в процессе сканирования многоцветных
иллюстраций и фотографий, а также при использовании цифровых фото и
видеокамер. Можно создать растровое изображение непосредственно на
компьютере с помощью растрового графического редактора.
Растровое изображение создается с использованием точек различного цвета
(пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель может
принимать любой цвет из палитры, содержащий десятки тысяч или даже десятки
миллионов цветов, поэтому растровое изображения обеспечивают высокую
точность передачи цветов и полутонов. Качество растрового изображения
возрастает с увеличением пространственного разрешения (количества пикселей в
изображении по горизонтали и вертикали) и количество цветов палитре.
Недостатком растровых изображений является их большой информационный
объем, т.к. необходимо хранить код цвета каждого пикселя.
Растровое изображение очень чувствительны к уменьшению и увеличению. При
уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуется в
одну, и поэтому теряется четкость мелких деталей изображения. При увеличении
растрового изображения точки добавляются, в результате нескольким соседним
точкам назначается одинаковый цвет, и появляется ступенчатый эффект.
Растровое графические редакторы являются наилучшим средством обработки
цифровых фотографий и отсканированных изображений, поскольку позволяет
повышать их качество путем изменения цветовой палитры изображения и даже
цвета каждого отдельно пикселя. Можно повысить яркость и контрастность
старых или не качественных фотографий, удалить мелкие дефекты изображения
(например, царапины), преобразовать черно-белое изображение в цветное.
Глубина цвета
В процессе дискретизации могут использовать различные палитры цветов, т.е.
наборы изображения каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние
точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимо
для кодирования цвета каждой точки, связаны по формуле: N= 2I
В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета
палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого)). Каждая точка на
экране может принимать одно из двух состояний «черная» или «белая»
следовательно, можно вычислить какое количество информации необходимо,
чтобы закодировать цвет каждой точки:
2=2I => 21 = 2I=> I = 1 бит
(под запись)
Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки
изображения, называется глубиной цвета.
Наиболее распространенные значениями глубины цвета при кодировании
цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Зная глубину цвета,
по формуле N=2 можно вычислить количество цветов в палитре.
Глубина цвета и количество цветов в палитре
Глубина цвета, I (бита)
4
8
16
24
Количество цветов в палитре, N
24=16
28=256
216=65536
224=16777216
Растровое изображение на экране монитора
Графические режимы монитора. Качество изображения на экране монитора
зависит от величины пространственного разрешения и глубины цвета.
Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение
количества строк изображения на количество точек в строке. Монитор может
отображать информацию с различными пространственными разрешениями (800 x
600 x , 1024 x 768, 1152 x 864 и выше).
Глубина цвета измеряется в битах на точку и характеризует количество цветов, в
которые могут быть окрашены точки изображения. Количество отображаемых
цветов также может изменяться в широком диапазоне, от 256(глубина цвета 8
битов) до более чем 16 миллионов (глубина цвета 24 бита).
Чем больше пространственное разрешение и глубина цвета, тем выше качество
изображения.
Звуковая информация
Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде
волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.
Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в
форме звука различных громкости и тона. Чем больше интенсивность звуковой
волны, тем громче звук, чем больше частота волны, тем выше тон звука.
Временная дискретизация звука. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать
звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую
дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая
волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого
такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.
Частота дискретизации. Для записи аналогового звука его преобразования в
цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате.
Качество полученного цифрового звука зависит от количества изменений уровня
громкости звука в единицу времени, т.е. частота дискретизации.
Частота дискретизации звука – это количество изменений громкости звука за
одну секунду.
Глубина кодированного звука – это количество информации, которое
необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.
Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового
звука можно рассчитать по формуле N=2I. Пусть глубина кодирования звука
составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:
N = 2I = 216 = 65536
В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой
16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код
0000000000000000, а наибольшему – 1111111111111111.
В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющий
амплитудой и частотой. При преобразовании звука в цифровую форму
производится временная дискретизация, при которой в определенные моменты
времени амплитуда звуковой волны измеряется и квантуется, т.е. ей
присваивается определенное значение из некоторого фиксированного набора.
Данный метод называется еще импульсно-кодовой модуляцией PCM(Pulse Code
Modulation).
Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность звуковых
импульсов различной амплитуды производится с помощью аналого-цифрового
преобразователя, размещенного на звуковой плате. Современные 16- битную
звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных
уровней громкости или 16-битную глубину кодирования звука. Качество
кодирования звука зависит от частоты дискретизации- количества измерений
уровня сигнала в единицу времени. Эта величина может принимать значение от 8
до 48 кГц.
4. Проверка первичного понимания и запоминания.
Ребята, давайте вспомним и подведем итоги, что нового мы узнали сегодня на
уроке.
- Объясните, как с помощью пространственной дискретизации происходит
формирование растрового изображения?
- В каких единицах выражается разрешающаяся способность растровых
изображений?
- Что такое пиксель?
- Почему при уменьшении и увеличении растрового изображения ухудшается его
качество?
5. Информация о домашнем задании
6. Подведение итогов.
Объявление оценок.