Курс "Методика навчання інформатики" Лабораторна робота № 2-5

Лабораторна робота № 2-5

ТЕМА: Методика навчання тем "Технологія опрацювання графічних даних " та "Редактор презентацій "

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ

• комп'ютерна графіка, її види

Комп’ютерна гра́фіка — це графіка, тобто зображення, які створюються, перетворюються, оцифровуються, обробляються і відображаються засобами обчислювальної техніки, включаючи апаратні і програмні засоби.

1 Растрова графіка

2 Векторна графіка

3 Фрактальна графіка

• піксель

Пі́ксель (іноді пі́ксел, англ. pixel, скорочено від англ. PICture'S ELement — елемент зображення)— найдрібніша одиниця цифрового зображення в растровій графіці. Він є неподільним об'єктом прямокутної (зазвичай квадратної) форми, що має певний колір. Будь-яке растрове комп'ютерне зображення складається з пікселів, розташованих по рядках і стовпцях. Якщо зображення збільшити, ви побачите ряди пікселів.

Максимальна деталізація растрового зображення задається при його створенні і не може бути збільшена. Якщо збільшується масштаб зображення, пікселі перетворюються на великі зерна. За допомогою інтерполяції ступінчастість можна згладити. Ступінь деталізації при цьому не зросте, оскільки для забезпечення плавного переходу між початковими пікселями просто додаються нові, значення (колір) яких обчислюється на підставі сусідніх пікселів з початкового зображення.

Кожен піксель трансформованого зображення — об'єкт, що характеризується визначеним кольором, градацією сірого кольору і, можливо, прозорістю. Один піксель може зберігати інформацію тільки про один колір, який і асоціюється з ним. (У деяких комп'ютерних системах колір і пікселі представлені у вигляді двох роздільних об'єктів, наприклад, у відео-системі ZX Spectrum).

Також піксель — це найменша одиниця растрового зображення, що отримується за допомогою графічних систем виведення інформації (комп'ютерні монітори, принтери і т. д.). У сучасних графічних системах найчастіше має квадратну форму. Від кількості пікселів залежить детальність зображення.

• роздільна характеристика

Роздільна здатність моніторів, принтерів, сканерів

Цифрова апаратура, призначена для відтворення зображень, подає зображення у виді чорно-білих або кольорових точок, які називають пікселами або мінімальними елементами зображення. Вони розташовані так близько одне до одного, що наше сприйняття зливає їх в неперервні тони і створює реалістичне зображення. Кількість пікселів в зображенні називають його роздільною здатністю. Роздільною здатністю називають також здатність монітора, принтера або іншого вивідного чи ввідного пристрою розмістити певну кількість елементів зображення на одиницю довжини. Вимірюють роздільну здатність в dpi (dot per inch - точках на дюйм) або ppi (pixel per inch - пікселах на дюйм).

• колірні моделі

Кольорові зображення складають найпривабливішу частину мультимедійних видань. До своєї появи на екрані, а потім на папері, колір проходить певний ланцюжок цифрового кодування та обробки. Як і будь-яка інша, колірна інформація подається у цифровому вигляді, причому її відтворення на екрані і папері повинно відповідати оригіналу. Згадаємо, як різняться між собою зображення одних і тих же краєвидів на різних поштових листівках. Пристрої, стосовні колірної інформації, повинні бути відкалібровані, тобто налагоджені так, щоб відтворення на кожному з них кольору заданого номеру було б однаковим. Це не так просто, якщо зважити на принципово різне сприйняття кольору в натурі, на екрані та на папері, а також цілковиту суб'єктивність колірного сприйняття - знамените "на вкус и цвет товарища нет". Це ще одна причина, яка робить необхідним цифрове кодування кольорів. Мал.3.1 показує відносність сприйняття оком навіть світла й тіні, не кажучи вже про кольори. Однаково зафарбовані квадрати, розміщені на темному фоні, здаються світлішими, ніж на світлому.

• графічний формат

Графічні формати файлів і даних призначені для зберігання зображень, таких як фотографії та малюнки.

Графічні формати поділяться на векторні і растрові.

Способи фо-рматування задають структуру даних і відрізняються один від одного. Для того, щоб комп'ютери і програми могли читати і обробляти дані, структури файлів повинні відповідати певним правилам. Поширені формати на етапі додрукарської обробки видання: TIFF, EPS і PDF.

• графічні редактори

Графічний редактор — прикладна програма (або пакет програм), що дозволяє її користувачеві створювати і редагувати зображення на екрані комп’ютера і зберігати їх в багатьох популярних форматах, наприклад JPEG, PNG, GIF, TIFF.

Деякі графічні редактори призначені для редагування фотографій, тоді як інші — переважно для створення та редагування малюнків.

Типи графічних редакторів:

Растрові графічні редактори. Найпопулярніші: Adobe Photoshop для операційних систем Microsoft Windows і Mac OS X, GIMP для GNU/Linux і інших POSIX-сумісних. GIMP розповсюджується під ліцензією GNU GPL. Artweaver для операційних систем Microsoft Windows.

Векторні графічні редактори. Найпопулярніші: Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Free Hand — для Windows, Inkscape — для всіх ОС.

Гібридні графічні редактори. Найпопулярніші: RasterDesk для AutoCAD, Spotlight для операційних систем Microsoft Windows.

Тривимірні графічні редактори. Найпопулярніші: 3D Studio Max та Maya

• презентація

Презентація - це форма подання інформації як за допомогою різноманітних технічних засобів, так і без них. Як правило, представляються нові проекти, товари, послуги, ідеї і т.п. В цілому завдання презентації - зробити так, щоб її об'єкт зацікавив аудиторію. Для цього складається сценарій презентації, відповідно до якого підбираються: комп'ютерна графіка, відеоряд, роздатковий матеріал, колірне і звукове оформлення та інші засоби.

• редактор для створення презентацій

Редактор презентацій PowerPoint призначений для створення комп'ютерних презентацій. Ці презентації можуть демонструватись на великому екрані за допомогою комп'ютерного проектора великій аудиторії, або користувачам мережі в режимі трансляції. Уведення презентації в проектор може відбуватись або з комп'ютера, або з автономного носія (дискети, компакт-диска, блоку флеш-пам'яті тощо).

Мультимедійні проектори - вид комп'ютерних периферійних пристроїв, які розвиваються дуже швидко [1]. Вони надають можливість проектувати зображення від комп'ютера, відеомагнітофона чи телевізора на екрани з діагоналлю понад 10 м. Висока роздільна здатність (1024 х 768 точок) та великий світловий потік (1600 - 2200 лм) дозволяють проводити презентації у великих незатінених приміщеннях. Перевагою проекторів є їх мобільність і портативність (вага близько 3 кг).

• Слайд

Це одиниця слайд-шоу

• демонстрація слайдів

РоwегРоint позволяет отображать презентации в виде непрерывной демонстрации (слайд-шоу) на экране монитора или на большом экране с помощью мультимедийного проектора. Ведущий презентацию может управлять показом вручную или устанавливать автоматическую смену кадров по времени с различными эффектами перехода и построения текста.

ЗАВДАННЯ ТА ПОРЯДОК ЇХ ВИКОНАННЯ

1. Ознайомитись з теоретичним матеріалом до теми.

2. Дати відповіді на запитання для обговорення.

3. Провести логіко-дидактичний аналіз теми "Комп'ютерна графіка", "Редактор презентацій".

логіко-дидактичний аналіз теми Комп'ютерна графіка

Мета

навчальна: ознайомити учнів з поняттям комп’ютерної графіки, її видами, з правилами користування графічними програмами; навчити учнів користуватися графічними програмами;

— розвивальна: розвивати пізнавальні інтереси учнів, мислення;

• виховна: виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, дисциплінованість, акуратність, наполегливість.

Основні поняття.

Комп'ютерна графіка, Піктограма, Фрактальна графіка, Векторна графіка, піксель.

Логіко-дидактичний аналіз починається із з'ясування структури навчального матеріалу (логічного аналізу). Аналізується:

1. визначення окремого поняття, система понять;

2. весь навчальний матеріал теми;

3. різні варіанти подання теми.

Результати логічного аналізу враховуються в наступному дидактичному аналізі навчального матеріалу, під час якого з'ясовується методика навчання виділених елементів і блоків навчального матеріалу. В процесі дидактичного аналізу розглядаються особливості реалізації дидактичних принципів, можливості застосування і доцільного використання різних методів навчання, побудови системи уроків.

4. Скласти Асоціативний кущ (карту знань) для поняття "комп'ютерна графіка".

5. Проаналізувати зміст навчального матеріалу з теми "Комп'ютерна графіка", що міститься в різних шкільних підручниках. За результатами аналізу заповнити таблицю 2.5.1:

Таблиця 2.5.1 Поняття	Підручник, автори	Означення	Приклади	Примітки

6. Розробити презентацію до теми "Комп'ютерна графіка" для уроку-лекції із засвоєння нових знань.

7. Проаналізувати зміст навчального матеріалу з теми "Редактор презентацій", що міститься в різних шкільних підручниках. За результатами аналізу заповнити таблицю 2.5.2:

Таблиця 2.5.2 Поняття	Підручник, автори	Означення	Приклади	Примітки
презентація	Шестопалов Є.А. Інформатика: Навчальний посібник для 10 кл. — К.: Аспект, 2005.	Презентація - це форма подання інформації як за допомогою різноманітних технічних засобів, так і без них.

6. Скласти етапи побудови довільної презентації з поясненнями для учнів кожної етапу.

7. Розробити комплексні завдання для оволодіння основними можливостями використання редактора презентацій з підказками різних рівнів:

   1. рівень - з вказуванням послідовності дій для виконання завдання;

   2. рівень - з демонстрацією команд, які доцільно використовувати для одержання кінцевого результату;

   3. рівень - зображення готових презентацій (наприклад, у форматі РБГ).

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ

1. Що таке комп'ютерна графіка?

Комп’ютерна гра́фіка — це графіка, тобто зображення, які створюються, перетворюються, оцифровуються, обробляються і відображаються засобами обчислювальної техніки, включаючи апаратні і програмні засоби.

2. Як людина бачить кольорове зображення?

Глаз расположен в глазничной впадине черепа. От костей глазничной впадины к наружной поверхности шаровидного глазного яблока подходят мышцы, которые его поворачивают.

Органы, окружающие глаз, предназначены природой для того, чтобы защитить его от вредных воздействий внешней среды. Волоски бровей отводят в стороны стекающую со лба жидкость (чаще всего это капли пота), ресницы препятствуют попаданию в глаз пылинок. Слезная железа, расположенная у наружного угла глаза, также принадлежит к его защитным органам. Она выделяет слезу, которая все время смачивает поверхность глазного яблока, не дает подсыхать живым клеткам внешнего слоя глаза, согревает его, смывает попадающие на глаз посторонние частицы, а затем стекает из внутреннего угла глаза по слезному каналу в носовую полость.

Как устроен глаз? Плотная белочная оболочка (склера), покрывающая глаз снаружи, защищает его от механических и химических повреждений, от проникновения посторонних частиц и микроорганизмов. В передней части глаза оболочка эта переходит в прозрачную роговицу, которая, подобно застекленному окну, свободно пропускает лучи света. Средняя — сосудистая оболочка пронизана густой сетью кровеносных сосудов, которые снабжают глазное яблоко кровью. На внутренней поверхности этой оболочки тонким слоем лежит красящее вещество — черный пигмент, который поглощает световые лучи. В передней части глаза, напротив роговицы, сосудистая оболочка переходит в радужную, которая может иметь различный цвет — от светло-голубого до черного. Он определяется количеством и составом содержащегося в этой оболочке пигмента. Роговица и радужная оболочка не прилегают друг к другу плотно. Между ними находится пространство, заполненное совершенно прозрачной жидкостью.

Роговица и прозрачная жидкость пропускают световые лучи, которые попадают внутрь глазного яблока через зрачок — отверстие, расположенное в середине радужной оболочки. Стоит попасть внутрь глаза лучам яркого света, как происходит рефлекторное сужение отверстия зрачка. При слабом же освещении зрачок, наоборот, расширяется. Непосредственно за зрачком находится прозрачный хрусталик, имеющий форму двояковыпуклой линзы и окруженный кольцевой, или, по-иному, цилиарной мышцей. По мнению западной науки, способность кольцевой мышцы к сокращению и расслаблению, с одной стороны, и природная эластичность хрусталика — с другой, являются главными условиями фокусировки в глазу.

Пройдя сквозь хрусталик, а затем через прозрачное, словно чистейший хрусталь, стекловидное тело, которое заполняет собой всю внутреннюю часть глазного яблока, лучи света попадают на внутреннюю, очень тонкую оболочку глаза — сетчатку. Сетчатка, несмотря на то, что она крайне тонка (ведь толщина ее колеблется от 1/33 см до менее половины этой величины), имеет чрезвычайно сложное строение. Она состоит из восьми слоев, из которых, как считается, только один связан с восприятием зрительных образов. Этот слой состоит из мельчайших палочкообразных и колбочкообразных клеток, отличающихся друг от друга формой и весьма неравномерно распределенных по сетчатке. Эти световоспринимающие клетки называются зрительными рецепторами. В них под действием раздражения, вызываемого лучами света, возникает возбуждение, которое проводится по отросткам нейронов, собирающимся в зрительный нерв. По нему возбуждение попадает уже в головной мозг.

Расположенные в сетчатке зрительные рецепторы делятся, как было сказанно, на две отличающиеся друг от друга по строению и функциям группы — на так называемые палочки и колбочки. Палочки раздражаются слабым сумеречным светом, но не обладают способностью воспринимать цвет. Колбочки раздражаются только ярким светом и способны воспринимать цвета. Возникающие в рецепторах возбуждения передаются по центростремительным нейронам, отростки которых в определенном участке сетчатки собираются, как мы сказали, в зрительный нерв. Он проходит через все оболочки глазного яблока, выходит из него и направляется к головному мозгу. В том месте, где зрительный нерв выходит из сетчатки, в ней нет световоспринимающих клеток. Изображения предметов, возникающие на этом участке, не воспринимаются нами. Поэтому он и получил название слепое пятно.

В середине сетчатки, прямо напротив зрачка, находится маленькое круглое возвышение — так называемое желтое пятно, представляющее собой скопление колбочек. Оттого наиболее ясно человек видит те предметы, которые находятся прямо против зрачка. В центре этого пятна помещается фовеа — глубокая ямка более темного цвета. В центре ямки нет ни одной палочки, а колбочки удлинены и тесно прижаты друг к другу. Другие слои в этом месте, наоборот, чрезвычайно тонки или вообще исчезают. За пределами центра ямки колбочки становятся толще и реже встречаются, перемежаясь с палочками, численность которых все возрастает по мере продвижения к краям сетчатки

Способность желтого пятна давать мозгу детальную информацию о рассматриваемом предмете связана с очень высокой концентрацией здесь световоспринимающих элементов, а также еще и с тем, что каждая колбочка соединена со своим собственным индивидуальным нейроном. Палочки такого индивидуального нейрона не имеют и вынуждены группироваться целыми скоплениями вокруг одной-единственной клетки. Колбочки есть не только в желтом пятне, но и в остальных участках центральной части зрительного поля, только здесь концентрация их значительно ниже. А на периферии колбочек нет вовсе. Там имеются только палочки — световоспринимающие элементы более высокой чувствительности. Так как несколько палочек посылают свою информацию в одну и ту же нервную клетку, то в сумерки очень слабо возбужденные палочки общими усилиями могут возбудить свой нейрон и глаз все-таки что-то увидит, тогда как колбочки, которые адресуются лишь к своей собственной нервной клетке, в этом случае бессильны. Именно незначительной задействованностью колбочек при сумеречном свете объясняется то явление, что для человеческого глаза ночью все кошки серы.

Таким образом, к помощи палочек люди прибегают лишь в сумерках, когда колбочки становятся просто помехой. Люди могли бы видеть ночью гораздо лучше, если бы не привычка фокусировать изображение на желтом пятне — так называемая центральная фиксация. Поэтому ночью человек гораздо лучше видит предметы, изображение которых оказывается на боковых участках сетчатки, а это происходит, когда он не смотрит прямо на предмет, который хочет увидеть.

Поскольку для ночного зрения полностью или частично бесполезен значительный участок сетчатки — именно тот, которым так привычно и удобно пользоваться днем, то, чтобы хорошо видеть ночью, нужно лишь тренировать при сумеречном свете периферийные участки, то есть те, которые днем приносят нам мало пользы.

Рецепторы глаза воспринимают зрительные раздражения благодаря тому, что на сетчатке возникают изображения видимых предметов. Как же это происходит? Лучи от предметов, на которые направлен взгляд, проходят через роговицу, жидкость, находящуюся между нею и радужной оболочкой, хрусталик и стекловидное тело. В каждой из этих сред они изменяют свое направление — преломляются. Этот процесс преломления световых лучей в оптической системе глаза называют рефракцией. Но более точным было бы понимать под рефракцией преломляющую силу оптической системы глаза.

При рассматривании близких предметов четкое их изображение может возникнуть на сетчатке только в том случае, если преломление лучей в глазу будет большим, чем при рассматривании отдаленных предметов. И большинство офтальмологов считают, что основное значение для преломления света в глазу имеет хрусталик. Они полагают, что люди могут видеть четко как предметы, которые находятся на сравнительно большом расстоянии от них, так и предметы, что расположены близко к ним, только потому, что двояковыпуклый хрусталик благодаря окружающей его кольцевой мышце может изменять свою кривизну, становиться более выпуклым или более плоским. Когда кольцевая мышца сжимает хрусталик, то он, по их мнению, должен увеличивать свою кривизну; а как только мышца расслабляется, хрусталик, вследствие природной эластичности, вновь уплощается.

При рассматривании близких к глазу предметов кольцевая мышца напрягается, а кривизна хрусталика увеличивается, поэтому преломление лучей в глазу становится большим, и на сетчатке возникает четкое изображение рассматриваемого предмета. Когда же человек вглядывается в отдаленные предметы, мышцы расслабляются, а хрусталик уплощается, благодаря чему преломление лучей в нем становится меньшим. Вот почему при нормальном зрении на сетчатке глаза во всех случаях должно получаться четкое изображение предметов.

Следует отметить, что существует и другое направление, которое придерживается иного мнения на этот счет. Эта школа считает, что решающим фактором рефракции в глазу являются окружающие глазное яблоко прямые и косые мышцы. По мнению представителей данной школы, роль прямых и косых мышц не исчерпывается тем только, что, сокращаясь, они поворачивают глазное яблоко, позволяя тем самым изменять направление взгляда и рассматривать те или иные из окружающих предметов.

Задачей этих мышц прежде всего является изменение формы глазного яблока, которая по мере надобности становится то вытянутой, то уплощенной в переднезадней оси, что и позволяет добиваться четкости изображения предметов на сетчатке в соответствии с расстоянием, на которое они удалены от глаза. При таком понимании мнение официальной западной офтальмологии, считающей, будто форма глазного яблока неизменна, оказывается несостоятельным. Именно это мнение породило теорию, которая пытается объяснить аномалии рефракции врожденной неправильностью формы глазного яблока. Тем самым эта теория приписывает заслугу в аккомодации исключительно работе кольцевой мышцы и изменению хрусталиком своей кривизны. При этом врожденная якобы удлиненность глазного яблока должна быть причиной миопии, а укороченность — соответственно гиперметропии. Однако форма глазного яблока по мере надобности непрестанно меняется. Известно, что после удаления хрусталика из-за катаракты глаз нередко способен аккомодировать так же, как и прежде. Этот факт подчеркивают противники рефракционной теории. Д-р Уильям Бейтс пишет, что он наблюдал множество подобных случаев.

Пациенты при этом не только читали шрифт диамант в своих очках для дали с расстояния 33, 26 и менее сантиметров (труднее всего в таких случаях читать именно на очень маленьких расстояниях), но один пациент мог это делать вообще без очков. При этом, как указывает Бейтс, ретиноскоп во всех случаях показывал, что происходит реальная аккомодация и что осуществляется она не каким-нибудь замысловатым способом, какими догматики пытаются объяснить этот неудобный для них феномен, а путем точной подгонки фокуса к соответствующим расстояниям. Поэтому вполне уместно говорить о силе прямых и косых мышц глаза, с одной стороны, и о природной эластичности глазного яблока — с другой.

Существует также мнение, что каждая из этих двух теорий справедлива, и их следует не противопоставлять, а рассматривать в единстве. Однако если деятельность прямых и косых мышц признавать как определяющую в преломляющей силе глаза, то за хрусталиком и кольцевой мышцей следует оставить лишь вспомогательную функцию подкоррекции.

Поскольку хрусталик представляет собой двояковыпуклую линзу, то изображение предметов, возникающих на сетчатке, в согласии с законами физики оказывается уменьшенным и перевернутым. Сложный процесс восприятия зрительных раздражений, начатый в сетчатке, заканчивается в зрительной зоне коры больших полушарий. Он осуществляется благодаря зрительному анализатору, который и проводит окончательное различение раздражений. Именно поэтому мы различаем форму предметов, их окраску, величину, освещенность, расположение, движение. Изображение предметов на сетчатке, перевернутое хрусталиком, в головном мозге еще раз переворачивается до совпадения с их реальным расположением. Это происходит вследствие влияния различных психических причин, среди которых определяющую роль играет взаимодействие возбуждений, поступающих в мозг ото всех органов чувств.

Глаз, таким образом, просто световоспринимающее устройство, вроде фотоаппарата или кинокамеры, «видит» же только мозг. Это он складывает информацию, полученную от миллионов светочувствительных клеточек нашего глаза, в замысловатые картины; это здесь, в мозге, «проявляются снимки», сделанные глазами.