Конспект уроку з інформатики для 9 класу на тему "Комп'ютерна графіка"

КОНСПЕКТ УРОКУ З інформатики для 9 класу на ТЕМу "КОМП'ЮТЕРНА ГРАФІКА"

Мета. Ознайомити учнів з поняттям комп‘ютерної графіки, її видами (растрову та векторну);

Тип уроку. Вивчення нового матеріалу

Обладнання: дошка, комп’ютери

Очікувані результати:

• учні засвоять поняття комп‘ютерної графіки:
• уяснять для себе:  для чого їм потрібні знання про комп’ютерну графіку, для чого треба уміти виконувати її;
• учні отримають знання про види комп‘ютерної графіки та з‘ясують шляхом дослідження, яка різниця між растровою та векторною графікою;

Хід уроку

І. Вступ.

ІІ. Вивчення нового матеріалу

Основні поняття та засоби комп'ютерної графіки

Починаючи з цього розділу ви вивчатимете одну з найцікавіших ІТ-технологій — комп'ютерну графіку. Завдяки їй будь-хто може відчути себе художником. Комп'ютерна графіка дає можливість створювати вражаючі спецефекти і фантастичні світи. Тема ця складна й об'ємна, і дехто з вас згодом, напевно, вивчатиме її глибше. Та вже зараз ми маємо закласти фундамент, який дасть змогу використовувати засоби комп'ютерної графіки в навчанні й успішно опановувати її технології в майбутньому.

Що таке комп'ютерна графіка

Усі зображення, що зберігаються на матеріальних носіях, намальовані людиною або є знімками реального світу. Перший спосіб отримання зображень, малювання, відомий з найдавніших часів, а другий — з XIX століття, коли винайшли фотографію. Комп'ютерна графіка поєднала два способи отримання зображень і відкрила нові методи їх обробки, не відомі ані у фотографії, ані у традиційному образотворчому мистецтві. Термін «комп'ютерна графіка» має кілька значень. У найбільш широкому розумінні — це галузь людської діяльності.

Комп'ютерна графіка — галузь людської діяльності, пов'язана з використанням комп'ютерів для створення зображень і обробки візуальної інформації, отриманої з реального світу.

У вужчому розумінні комп'ютерною графікою називають результат такої діяльності. В інформатиці як науці комп'ютерна графіка виділена в окрему галузь, яка вивчає методи і засоби створення, обробки та використання зображень за допомогою програмно-апаратних засобів.

Основні сфери застосування технологій комп'ютерної графіки такі:

•                  графічний інтерфейс користувача;  
•                  спецефекти, кінематографія й телебачення; 
•                  цифрове телебачення, Інтернет, відеоконференції;  
•                  обробка цифрових фотографій;  
•                  комп'ютерні ігри, системи віртуальної реальності.

За способом створення комп'ютерну графіку можна розділити на двовимірну і тривимірну. У двовимірній графіці (2D-графіці) зображення будується з використанням плоских геометричних моделей, тексту та растрових даних

У тривимірній комп'ютерній графіці (3D- графіці) на відміну від двовимірної, у комп'ютері зберігаються тривимірні геометричні дані об'єктів. 

Один із підходів до створення такої графіки полягає у використанні віртуального простору, який називають сценою. У цьому просторі проектувальник розміщує необхідні об'єкти, призначає для них певний матеріал (дерево, залізо, скло тощо), розміщує джерела світла, а також віртуальні камери, що визначають точки перегляду сцени. Під час відтворення тривимірної графіки на екрані комп'ютера будується геометрична проекція тривимірної моделі на площину екрану. Цей процес називають рендерингом або візуалізацією.

У результаті може бути згенероване як одне зображення, так і їх послідовність (якщо мова йде про створення фільму). Рендеринг потребує дуже складних обчислень, особливо якщо необхідно створити ілюзію реальності.

Векторні та растрові зображення

Як ви вже знаєте, графічні дані зберігають у комп'ютері у двох формах: векторній і растровій. Зараз ви дізнаєтеся про особливості зображень цих типів та про методи їх відтворення.

Векторні зображення

Векторне зображення складається з графічних примітивів — ліній, кіл, еліпсів, прямокутників, багатокутників, тексту. У файлі зображення зберігаються відомості про типи графічних об'єктів, числові значення, необхідні для їх відтворення, а також дані про товщину і колір контурів об'єктів та колір і тип заливки їхніх внутрішніх областей. Завдяки такій формі зберігання графічних даних файли векторних зображень мають порівняно невеликий обсяг, а об'єкти, з яких вони складаються, легко піддаються модифікації (масштабуванню, деформації тощо).

Векторне зображення — це зображення, що складається з об'єктів (ліній, кіл, кривих, багатокутників), які можна описати математичними рівняннями.

Рис  

Зазначимо, що розміри об'єктів векторного зображення можуть бути будь-якими — від мікронів до тисяч кілометрів, і це не впливатиме на обсяг його файлу. Як векторні зображення зберігають креслення (архітектурні, механічні, електронні), мали, ділову графіку (схеми, діаграми тощо), а також рисунки

(рис. 26.2). Векторне зображення

Растрові зображення

Растрове зображення являє собою прямокутний масив пікселів. Нагадаємо, що піксел — це неподільний елемент зображення, зазвичай квадрат¬ної форми, який має певний колір. Як правило, піксели такі малі, що на екрані вони зливаються, і зображення видається цілісним, хоча в разі збільшення добре видно його зернисту структуру

Растрове зображення — це зображення, що являє собою масив пікселів.

Колір піксела кодується числами. У чорно-білому зображенні він задається за допомогою числа 1 (чорний колір) або 0 (білий колір). Про таке зображення говорять, що воно має глибину кольору 1 біт.

Глибина кольору — це кількість бітів, які використовуються для кодування кольору одного піксела растрового зображення.

Щоб отримати напівтонові зображення, піксели яких зафарбовано у відтінки одного кольору, переважно використовують глибину кольору 8 біт. Кожен піксел подається цілим числом з діапазону від 0 до 255, яке відповідає одному з відтінків базового кольору.

Фотографічну якість мають повноколірні зображення з глибиною кольору 24 або 32 біти.

Розміри растрового зображення зазвичай задаються як кількість пікселів по горизонталі та вертикалі, наприклад: 100x100, 1200x800 тощо.

Растрові зображення створюються цифровими фотоапаратами і відеокамерами, сканерами, медичною апаратурою. Такі зображення можна малювати й у графічному редакторі. Сфера використання растрових зображень дуже широка — це видавнича й рекламна діяльність, фотографія, медицина, інформаційні технології (зокрема, Веб, створення інтерфейсу користувача).

Растрові редактори

Зазвичай растрові редактори використовують для роботи з уже готовими зображеннями, наприклад для створення колажів і редагування та корекції фотографій. Ці програми дають змогу корегувати колір рисунка, накладати та деформувати рисунки для створення різноманітних ефектів, редагувати їх на рівні пікселів. До простих растрових редакторів належить, зокрема, програма Microsoft Paint, яку ви вивчатимете протягом наступних трьох уроків. Серед більш потужних редакторів найпопулярнішими вважаються Adobe Photoshop, Corel Photo-Paint, Live Picture, Macromedia XRes, Micrografx Picture Publisher, Paint Shop Pro.Adobe Photoshop

Векторні редактори

Із застосуванням цих програм можна створювати та змінювати векторні зображення, зокрема копіювати й маспггабувати об'єкти, повертати, витягувати та нахиляти їх, створювати ефекти переходу одного об'єкта в інший. Якщо підключити до комп'ютера планшет для малювання, то можна буде створювати рисунки від руки. Найвідоміші векторні редактори — Adobe Illustrator, Corel Xara, Macromedia FreeHand, CorelDRAW.  

Тривимірні графічні редактори

Тривимірні редактори використовують для створення персонажів комп'ютерних ігор, мультиплікаційних та художніх фільмів, для моделювання інтер'єрів тощо. Ці програми дають змогу будувати тривимірні моделі об'єктів, розміщувати їх у просторі, призначати для об'єктів матеріали та задавати рух об'єктів. Найвідоміші представники програм цього класу — 3d-Studio Мах та Maya. Крім графічних редакторів існують й іоттті програмні засоби комп'ютерної графіки, що виконують більш специфічні функції. Наприклад, графічні браузера дають змогу переглядати зображення, змінювати їхній формат та виконувати деякі інші прості операції.

Формати графічних файлів

Від формату графічного файлу залежить спосіб зберігання даних малюнка (у растровому чи векторному вигляді), а також алгоритм їх стиснення. Зауважимо, що стиснення найчастіше застосовується до растрових гра¬фічних файлів, які займають досить багато місця на диску.

Розглянемо найпоширеніші формати графічних файлів.

• BMP (Bitmap) застосовують для збереження растрових зображень без стиснення, з кодуванням інформації про кожен піксел.

• GIF (CompuServe Graphics Interchange Format) призначений для стиснення растрових зображень, у яких міститься багато однорідних зали¬вок (для логотипів, написів, схем). Основне обмеження цього формату полягає в тому, що кольорове зображення може бути записане тільки в режимі 256 кольорів.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group) краще застосовувати для зберігання растрових зображень фотографічної якості, адже в цьому форматі якісно відтворюються напівтонові переходи, а однсггоно- ві заливки можуть відображатися з вадами. Формат JPEG дозволяє гнучко варіювати співвідношення між рівнем стиснення та якістю зображення.

• PNG (Portable Network Graphics) використовують для зображень, які розміщують в Інтернеті. Цей формат задовольняє основній вимозі Вебу — забезпечення однакового вигляду зображення незалежно від використаного браузера та монітора. Колір зображення в цьому фор¬маті відтворюватиметься однаково на будь-якому комп'ютері. 

• TIFF (Tagged Image File Format) на сьогодні є одним із найпоширені¬ших і найнадійніших растрових форматів. Його підтримують майже всі програми, .так чи інакше пов'язані з графікою. Це найкращий вибір для зберігання сканованих малюнків, а також для імпортування растрової графіки у векторні редактори. 

ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу.

ІV. Підсумок уроку.

VІ Завдання додому.

Переглянути конспект по темі «Комп‘ютерна графіка» та опрацювати розділ 26.