Растровая и векторная графика

Открытый урок по информатике

в 9 классе

«Растровая и векторная графика»

Подготовила и провела учитель информатики МОУ гимназии №11: Боева Татьяна Александровна

Елец-2014

Тема урока: Растровая и векторная графика.

Тип урока: Урок изучение нового материала.

Цели урока:

1. Обучающая:

• познакомить учащихся с понятиями векторной и растровой графики;

• научить отличать векторную графику от растровой, ознакомить с преимуществами и недостатками каждой графики;

• сформировать у учащихся понимание процесса построения изображения на компьютере.

Развивающая:

• развитие навыков и умений работы с графикой;

• уметь создавать растровые и векторные графические изображения;

• развитие внимания и мышления.

3. Воспитывающая:

• Восприятие компьютера как инструмента обработки графической информации;

• Воспитание информационной культуры учащихся, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Оборудование:

• компьютеры;

• проектор;

• интерактивная доска;

• презентация к уроку;

• раздаточный материал для практического задания.

План урока:

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

3. Закрепление изученного материала.

4. Постановка домашнего задания.

5. Подведение итогов.

Содержание урока:

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

Компьютерная графика - это раздел информатики, занимающийся проблемами «рисования» на ЭВМ.

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

Чтобы изображение можно было хранить, просматривать и обрабатывать на компьютере, оно должно быть представлено в так называемом цифровом виде.

Все компьютерные изображения делятся на два вида:

• Растровые

• Векторные

Программы для создания и редактирования изображений можно разделить на две группы - растровые графредакторы и векторные.

Растровая графика

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

Чем больше количество квадратиков, чем меньше их размеры - тем лучше выглядит результат. В качестве примеров растровых графредакторов можно назвать программы Paint и Photoshop.

Получить растровое изображение можно одним из способов:

• В процессе сканирования;

• При использовании цифрового фотоаппарата;

• Созданием в среде графического редактора.

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).

Чтобы увеличить изображение, приходится увеличивать размер пикселей-квадратиков. В итоге изображение получается ступенчатым, зернистым.

Д

Исходное изображениеля 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.

Фрагмент увеличенного изображения

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:

Оригинал Увеличенный фрагмент

Векторная графика

В векторной графике подход другой. Изображение «собирается» из элементарных объектов (эллипсов, многоугольников, отрезков, дуг и т.д.). В файле с векторным рисунком хранится «перечень» объектов и их свойств - координат, размера, цвета, и др. Для вывода на экран используются формулы, преобразующие внутреннее объектное представление в экранную картинку.

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).

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.

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 (при большем их числе компьютер должен хранить больше формул для их построения), характера заливки - однотонной или градиентной) и пр. Понятие «разрешение» не применимо к векторным изображениям.

Векторные изображения: более схематичны, менее реалистичны, чем растровые изображения, «не фотографичны».

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

Основные преимущества векторной графики:

• компактность представления, малый размер файлов

• возможность менять масштаб изображения без потери качества

В растровом графредакторе изменение масштаба изображения может привести к необратимому ухудшению его качества.

Но не надо делать вывод о безусловном преимуществе векторных графредакторов перед растровыми. Это совсем не так! Просто для разных задач нужно использовать разные инструменты. Скажем, для обработки фотографии необходим растровый редактор, а для создания схем и чертежей - векторный.

3. Закрепление изученного материала.

Задание №1 (устно).

Определите, какой тип графики (растровый или векторный) вероятнее всего используется в следующих изображениях. Обоснуйте свой ответ.

Задание №2 (выполнение работы не компьютере).

Нарисуйте акулу, показанную на рисунке в растровом графическом редакторе Paint.

4. Постановка домашнего задания.

Выучить: записи в тетрадях.

5. Подведение итогов.

• Проверить выполненные задания учащихся.

• Выставить оценки за урок.