Виды графики. 
Виды графики

Тип урока: урок — изучение нового материала.

ТЕМА: Виды графики Продолжительность урока: 45 минут Класс: 8.

Технологии: объяснительно — иллюстративное обучение, саморазвития.

Цели урока:

Обучающая: научить отличать векторную графику от растровой, ознакомить с преимуществами и недостатками каждой графики.

Развивающая: развитие навыков и умений работы с графикой, зрительной памяти.

Воспитательная: воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Оборудование:

Семакин И. Г. Информатика и информационно — коммуникационные технологии. Базовый курс 8 класс, компьютер (проектор), учительская презентация, раздаточный материал.

Проблема. В школьных учебниках по информатике при объяснении материала, посвященного графическим изображениям, выделяют всего два типа (вида) графики: растровую и векторную. В настоящее время существуют:

• 1. Растровая графика.
• 2. Векторная графика.
• 3. Трехмерная графика.
• 4. Фрактальная графика.

Таким образом, ученикам не дается полное представление о видах графики. В связи с этим необходимо на уроке разобрать все пять видов графики.

Ожидаемые результаты:

• 1. Учащиеся получат представление о видах графики.
• 2. Научатся распознавать виды графики
• 3. Получат практические навыки применения полученных знаний с использованием различных видов графики.

Аннотация: В теме «Графическая информация и компьютер» проводится второй теоретический урок, поэтому урок удобно провести в виде лекции. На уроке использую следующие методы: самостоятельной работы, тестирование, рассказ, проблемного изложения материала. Учащиеся должны четко отличать растровую, векторную, трехмерную, фрактальную графику. Знать преимущества и недостатки каждой графики. Необходимо подробно рассмотреть форматы графических файлов. Учащиеся должны уметь выбрать нужный формат при сохранении, знать какие форматы включают алгоритм сжатия без потерь качества, какие приводят к необратимой потере части информации.

Завершить эту тему можно тестом (см. тест).

План урока.

I. Организационный момент.

II. Изучение нового материала.

• 1. Растровая графика
• 2. Векторная графика.
• 3. Трехмерная графика
• 4. Фрактальная графика.
• 5. Форматы файлов

III. Итог урока.

• 1. Проверка заполнения таблицы
• 2. Домашнее задание.
• 3. Закрепление пройденного материала (тест)
• 4. Подведение итогов урока

Ход урока.

1. Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объявление темы урока, объяснение хода урока.

2. Изложение нового материала.

Постановка проблемы.

Давайте в Wordе создадим рисунок: (слайд № 1).

Рисунок получился угловатый, не такой как на образце, так как мы рисовали уже готовыми фигурами. Это векторная графика.

Сегодня на уроке мы научимся определять вид графики и какими графическими редакторами необходимо воспользоваться в конкретном случае. И вы сможете правильно выбрать графический редактор для выполнения данного задания.

Название темы: Виды компьютерной графики (Слайд № 3)

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения на плоскости монитора.

Машинная графика в настоящее время уже вполне сформировалась как наука. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений — от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Машинная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации. Знание её основ в наше время необходимо любому ученому или инженеру. Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Примене-ние во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, под-готовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутреннихорганов по данным компьютерных томографов. В наши дни телевидение и другие рекламные предприятия часто прибегают к услугам машинной графики и компьютерной мультипликации. Использование машинной графики в индустрии развлечений охватыва-ет такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику подразделяют: (слайд № 4).

• · Растровая графика.
• · Векторная графика.
• · Трехмерная графика.
• · Фрактальная графика.

Учащиеся рисуют таблицу и самостоятельно во время лекции заполняют её. Во время подведения итогов урока проверяется заполнение таблицы (слайд № 5).

Сравнительная характеристика

Растровое изображение (слайд № 6).

Растровое изображение составляется из мельчайших точек (пикселов) — цветных квадратиков одинакового размера. Растровое изображение подобно мозаике — когда приближаете (увеличиваете) его, то видите отдельные пиксели, а если удаляете (уменьшаете), пиксели сливаются.

Компьютер хранит параметры каждой точки изображения (её цвет, координаты). Причём каждая точка представляется определенным количеством бит (в зависимости от глубины цвета). При открытии файла программа прорисовывает такую картину как мозаику — как последовательность точек массива. Глубина цвета — сколько битов отведено на хранение цвета каждой точки:

• — в черно-белом — 1 бит
• — в полутоновом — 8 бит
• — в цветном — 24 (32) бита на каждую точку.

Растровые файлы имеют сравнительно большой размер, т.к. компьютер хранит параметры всех точек изображения.

Поэтому размер файла зависит от параметров точек и их количества:

• — от глубины цвета точек,
• — от размера изображения (в большем размере вмещается больше точек),
• — от разрешения изображения (при большем разрешении на единицу площади изображения приходится больше точек).

графика компьютерный растровый фрактальный Чтобы увеличить изображение, приходится увеличивать размер пикселей-квадратиков. В итоге изображение получается ступенчатым, зернистым (слайд № 7).

Для уменьшения изображения приходится несколько соседних точек преобразовывать в одну или выбрасывать лишние точки. В результате изображение искажается: его мелкие детали становятся неразборчивыми (или могут вообще исчезнуть), картинка теряет четкость.

Как Вы думаете, растровое изображение масштабируется с потерей качества или нет? (Растровое изображение масштабируется с потерей качества) Растровое изображение нельзя расчленить. Оно «литое», состоит из массива точек. Поэтому в программах для обработки растровой графики предусмотрен ряд инструментов для выделения элементов «вручную».

Например, в Photoshop — это инструменты «Волшебная палочка», Лассо, режим маски и др.

(слайд № 8) Близкими аналогами являются живопись, фотография Программы для работы с растровой графикой:

Paint.

Microsoft Photo Editor.

Adobe PhotoShop.

Fractal Design Painter.

Micrografx Picture Publisher.

Применение:

для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов. Например для:

• Ш ретуширования, реставрирования фотографий;
• Ш создания и обработки фотомонтажа, коллажей;
• Ш применения к изображениям различных спецэффектов;
• Ш после сканирования изображения получаются в растровом виде.

Векторное изображение (слайд № 9).

Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике — линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике. Линия — элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например, куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями. Возможно, представить куб и как двенадцать связанных линий, образующих ребра.

Компьютер хранит элементы изображения (линии, кривые, фигуры) в виде математических формул. При открытии файла программа прорисовывает элементы изображения по их математическим формулам (уравнениям).

Точка. Этот объект на плоскости представляется двумя числами (х, у), указывающими его положение относительно начала координат.

Векторное изображение масштабируется без потери качества: масштабирование изображения происходит при помощи математических операций: параметры примитивов просто умножаются на коэффициент масштабирования.

Изображение может быть преобразовано в любой размер (от логотипа на визитной карточке до стенда на улице) и при этом его качество не изменится.

(слайд № 10) Векторное изображение можно расчленить на отдельные элементы (линии или фигуры), и каждый редактировать, трансформировать независимо.

Векторные файлы имеют сравнительно небольшой размер, т.к. компьютер запоминает только начальные и конечные координаты элементов изображения — этого достаточно для описания элементов в виде математических формул. Размер файла, как правило, не зависит от размера изображаемых объектов, но зависит от сложности изображения: количества объектов на одном рисунке Понятие «разрешение» не применимо к векторным изображениям.

Векторные файлы имеют сравнительно небольшой размер, чем растровые изображения, «не фотографичны».

Близкими аналогами являются слайды мультфильмов, представление математических функций на графике.

Программы для работы с векторной графикой:

Corel Draw.

Adobe Illustrator.

Fractal Design Expression.

Macromedia Freehand.

Применение: (слайд № 11).

• Ш для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений;
• Ш для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем;
• Ш для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов;
• Ш для моделирования объектов изображения;
• Ш для создания 3-х мерных изображений;

Трехмерная графика (слайд № 12).

Для создания реалистичной модели объекта используют геометрические примитивы (прямоугольник, куб, шар, конус и прочие) и гладкие, так называемые сплайновые поверхности. Вид поверхности при этом определяется расположенной в пространстве сеткой опорных точек. Каждой точке присваивается коэффициент, величина которого определяет степень ее влияния на часть поверхности, проходящей вблизи точки. От взаимного расположения точек и величины коэффициентов зависит форма и «гладкость» поверхности в целом.

В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется:

спроектировать и создать виртуальный каркас («скелет») объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме;

Спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные; присвоить материалы различным частям поверхности объекта (на профессиональном жаргоне — «спроектировать текстуры на объект»);

Настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, — задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей;

Задать траектории движения объектов;

рассчитать результирующую последовательность кадров;

наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.

• (слайд № 13) Программы для работы с трехмерной графикой:
  • 3D Studio MAX 5, AutoCAD, Компас

Применение:

• Ш научные расчеты,
• Ш инженерное проектирование,
• Ш компьютерное моделирование физических объектов
• Ш изделия в машиностроении,
• Ш видеороликах,
• Ш архитектуре,
• Ш изделиях машиностроения изображения моделируются и перемещаются в пространстве.

Фрактальная графика (слайд № 14).

Фрактальная графика — одна из быстроразвивающихся и перспективных видов компьютерной графики. Математическая основа — фрактальная геометрия. Фрактал — структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является самоподобие. Фрактус — состоящий из фрагментов.

Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию о всем фрактале.

В центре находится простейший элемент — равносторонний треугольник, который получил название — фрактальный.

На среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной =1/3а от стороны исходного фрактального треугольника.

В свою очередь на средних отрезках сторон, являющихся объектами первого поколения строятся треугольника второго поколения1/9а от стороны исходного треугольника.

Таким образом, мелкие объекты повторяют свойства всего объекта. Процесс наследования можно продолжать до бесконечности.

Полученный объект носит название — фрактальной фигуры (слайд № 15) Абстрактные композиции можно сравнить со снежинкой, с кристаллом.

Фрактальная графика основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям.

Программа для работы с фрактальной графикой:

Фрактальная вселенная 4.0 fracplanet.

Применяют:

• Ш Математики,
• Ш Художники

Форматы файлов (слайд № 16).

Графическая информация о рисунках, созданных с помощью редактора, сохраняются в файлах. Мы с вами уже знаем, что каждый файл имеет свой формат. Давайте вспомним, какие форматы графических файлов вы знаете. Посмотрим, как они распределяются по видам графики.

Файлы *.bmp, *.tif, *psd, *.gif, *.png, *.jpg и др. соответствуют форматам растровых графических файлов.

Файлы *.wmf, *.eps, *.cdr, *.ai и др. соответствуют форматам векторных графических файлов.

Рассмотрим некоторые форматы графических файлов более подробно:

Bit MaP image (BMP) — универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.

Tagged Image File Format (TIFF) — формат растровых графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации. Используется для обмена документами между различными программами. Рекомендуется для использования при работе с издательскими системами.

(PSD) — оригинальный формат файлов растровых графических файлов, используемый растровым графическим редактором AdobePhotoshop.

Graphics Interchange Format (GIF) — формат растровых графических файлов, поддерживается приложениями для различных операционных систем. Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз. Рекомендуется для хранения; изображений, создаваемых программным путем (диаграмм, графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с oгpaниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Portable Network Graphic (PNG) — формат растровых графических файлов, аналогичный формату GIF. Рекомендуется для размещения графических изображений на Joint Photographic Expert Group (JPEG) — формат растpoвыx графических файлов, который реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций. Алгоритм сжатия позволяет уменьшить объем файла в десятки раз, однако приводит к необратимой потере части информации. Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Windows MetaFile (WMF) — универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.

CorelDRaw files (CDR) — оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.

AdobeIllustrator files (AI) — оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики AdobeIllustrator.

Encapsulated PostScript (EPS) — формат векторных графических файлов, поддерживается программами для различных операционных систем.

Учащиеся должны уметь выбрать нужный формат при сохранении, знать какие форматы включают алгоритм сжатия без потерь качества.

Проверка правильности заполнения таблицы (спросить 4 учащихся). По итогам проверки поставить отметки.

Сравнительная характеристика

Решение проблемы Ребята, скажите в каком графическом редакторе можно создать рисунок, который мы рисовали в начале урока? (В Paint, Adobe PhotoShop).

Почему? (Этот рисунок относится к растровой графике) (слайд № 17) Домашнее задание: создать рисунок растрового вида.

Завершить эту тему тестом (см. результаты теста в презентации слайд № 18).

Приложение

Тест.

1. Изображения какой графики реалистичны, обладают высокой точностью передачи градаций цветов и полутонов:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

2. Изображения какой графики кодируются методом описания контуров элементов в виде математических формул:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

3. Изображения какой графики можно расчленить на составляющие элементы для их редактирования:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

4. Изображения какой графики состоят из массива точек (пикселей):

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

5. Изображения какой графики масштабируются c потерей качества:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

6. Файлы какой графики имеют большой размер:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

7. К какой графике вы отнесете следующее изображение:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

8. К какой графике вы отнесете следующее изображение:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

9. К какой графике вы отнесете следующее изображение:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

10. К какой графике вы отнесете следующее изображение:

A. Растровая.

B. Векторная.

C. Трехмерная.

D. Фрактальная.

11. Перечислите программные продукты растровой графики:

A. Corel Draw.

B. Microsoft Paint.

C. Adobe Photo Shop.

D. Adobe Illustrator.

E. Publisher.

12. Перечислите форматы растровой графики:

A. BMP — Windows Bitmap.

B. TIF — Tagged Image File Format.

C. PCX — PC Paintbrush.

D. DRW — Micrografx Desiner/Draw.

E. PSD — Photoshop.

F. GIF — CompuServe GIF.

G. JPEG — JPEG.

H. EPS — Encapsulated PostScript.

I. CDR — CorelDraw.

J. WPG — DrawPerfect.