Конспект урока «Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука»

Тема:«Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука»

Цель:познакомить с аналоговым и дискретным способами представления графики и звука в памяти компьютера, учить подсчитывать необходимый объем информации для хранения графического или звукового файла; развивать логическое мышление; воспитывать культуру поведения.

Оборудование:дидактические материалы.

Ход урока

Организационное начало

Приветствие. Работа с дежурными.

Повторительно-обучающая работа

Самостоятельная работа по карточкам

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Вариант 2

Получите дополнительный код числа -87₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке.

Подведение итогов этапа

Работа по осмыслению и усвоению нового материала

Сообщение темы и цели урока

Изложение нового материала

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вку­совых и обонятельных). Зрительные образы могут быть со­хранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые — зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее.

Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговойилидискретнойформе. При аналоговом представлении физическая величина при­нимает бесконечное множество значений, причем ее значе­ния изменяются непрерывно. При дискретном представле­нии физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.

Приведем пример аналогового и дискретного представле­ния информации. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задается значениями координат X и Y. При движении тела по наклонной плоскости его координаты мо­гут принимать бесконечное множество непрерывно изменя­ющихся значений из определенного диапазона, а при движе­нии по лестнице — только определенный набор значений, причем меняющихся скачкообразно (рис. 2.6).

Рис. 2.6 Аналоговое и дискретное кодирование

Примером аналогового представления графической инфор­мации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображе­ние, напечатанное с помощью струйного принтера и состоя­щее из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластин­ка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного — аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка которо­го содержит участки с различной отражающей способностью).

Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем диск­ретизации,то есть разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигна­ла на отдельные элементы. В процессе дискретизации произ­водится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация— это преобразование непрерыв­ных изображений и звука в набор дискретных зна­чений в форме кодов.

Двоичное кодирование графической информации

В процессе кодирова­ния изображения производится его пространственная диск­ретизация. Пространственную дискретизацию изображе­ния можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваива­ется значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеле­ный, синий и так далее).

Качество кодирования изображения зависит от двух па­раметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно боль­шее количество точек составляет изображение.

Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть боль­шее количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображе­ние (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образуетпа­литру цветов.

Формирование растрового изображения. Графическая ин­формация на экране монитора представляется в виде растро­вого изображения,которое формируется из определенного ко­личества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей).

Качество изображения определяется разрешающей спо­собностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональ­ных компьютерах обычно используются три основные разре­шающие способности экрана: 800х600, 1024 х768и1280х1024точки.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрово­го изображения, состоящего из 600строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каж­дая точка экрана может иметь одно из двух состояний — «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешающей способностью экра­на и глубиной цвета.

Цветные изображения формируются в соответствии с дво­ичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопа­мяти (рис. 2.8). Цветные изображения могут иметь различ­аюглубину цвета, которая задается количеством битов, Используемым для кодирования цвета точки. Наиболее рас­пространенными значениями глубины цвета являются 8,16, 24 или 32 бита.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состо­яние точки, тогда количество цветов, отображаемых на эк­ране монитора, может быть вычислено по формуле (2.1):

N= 2', где i — глубина цвета (табл. 2.4).

Таблица 2.4. Глубина цвета и количество отображаемых цветов

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red,Green,Blue).

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяет­ся по 8 бит, то есть для каждого из цветов возможны N= 2⁸= 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной — 00000000 до максимальной — 11111111) — табл. 2.5.

Таблица 2.5. Формирование цветов при глубине цвета 24 бита

Графический режим. Графический режим вывода изобра­жения на экран монитора определяется величиной разрешаю­щей способности и глубиной цвета. Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.

Всего точек на экране: 800 • 600 = 480 000.

Необходимый объем видеопамяти:

24 бит • 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт =

= 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопа­мяти для других графических режимов.

I=m*n*i, где i- глубина цвета, m*n – разрешающая способность.

ВWindows предусмотрена возможность выбора графиче­ского режима и настройки параметров видеосистемы компь­ютера, включающей монитор и видеоадаптер.

4. Работа по выработке умений и навыков.

Решаем задачу из учебника.

5.Итог урока

- В каких формах можно представить графическую и звуковую информацию?

- В чем суть аналогового способа представления информации?

- В чем суть дискретного способа представления информации?

- Что такое пространственная дискретизация?

- От чего зависит качество изображения?

- Что такое глубина цвета?

- Что такое палитра?

- Как определить количество информации, необходимое для кодирования графического изображения?

6. Задавание на дом

П. 2.12, 2.11

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Вариант 2

Получите дополнительный код числа -87₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке.

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Вариант 2

Получите дополнительный код числа -87₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке.

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Вариант 2

Получите дополнительный код числа -87₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке.

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Вариант 2

Получите дополнительный код числа -87₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке.

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Вариант 2

Получите дополнительный код числа -87₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке.

Вариант1

Получите дополнительный код числа -96₂ в 16-ти битной сетке.

Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/322680-konspekt-uroka-analogovyj-i-diskretnyj-sposob