Методическая разработка открытого урока на тему "Виды компьютерной графики"

Министерство Образования и науки Республики Казахстан

Управление образования Карагандинской области

КГУ «Темиртауский профессионально-технический колледж»

«СОГЛАСОВАНО»

Методист

Нечаева О.В.

____________________

« » 2016 г.

«УТВЕРЖДАЮ»

Заместитель директора по УР

Б.К. Аскарова

_____________________

« » 2016 г.

План проведения открытого занятия по дисциплине «Информатика»

Тема занятия:

«Виды компьютерной графики»

Подготовила преподаватель:

Темирбекова Г.Т.

Дата проведения: «05» 04 2016 г.

г. Темиртау, 2016 г.

Мотивация выбора данной темы

Тип занятия: комбинированное занятие

Вид занятия: нетрадиционное с использованием игровых моментов

Данный тип и вид занятия выбран преподавателем с целью повышения интелектуальной активности и коммуникативности, а также развития у студентов самостоятельности и стремления саморазвитию.

Такое занятие позволяет организовывать эффективный образовательный процесс, обеспечить реализацию предметных, межпредметных и личностных, ключевых образовательных компетенций студентов.

Мотивация выбора учебной группы:

Группа ПМ-2015 выбрана преподавателем потому, что данная тема совпала с датой открытого занятия, а также студенты заинтересованы получением новых знаний.

Фрагмент из перспективно-тематического планирования.

Лабораторно-практическое занятие «Представление презентации с помощью Power Point»

Раздел 9 Компьютерная графика

Тема 9.1 Виды компьютерной графики

Тема 9.2 Назначение и основные возможности графического редактора

Курс I

Группа ПМ-2015

Дисциплина: Информатика

Ф.И.О. преподавателей: Темирбекова Г.Т.

Тема занятия: Виды компьютерной графики

Цель занятия: ввести понятие компьютерная графика, разобрать виды компьютерной графики, изучить особенности графических форматов.

Задачи занятия:

• Образовательная: Обеспечить усвоение основных понятий, входящих в содержание темы занятия, сформировать представление о видах компьютерной графики

• Воспитательная: Привитие навыков студентам четкости выполнения заданий во времени, ответственности за качественное выполнение работы, организованности, интелллектуальной активности и коммуникативности

• Развивающая: Развитие способности анализировать полученные данные, рационально использовать время и логически мыслить.

Тип занятия: комбинированное занятие

Вид занятия: нетрадиционное с использованием игровых моментов

Межпредметная связь: русский язык, английский язык, казахский язык, основы экономики, математика

Оборудование: компьютеры, проектор, дидактический материал, оценочные листы, презентация, видоеролик «Не дай себя остановить!»

Ожидаемые результаты:

Студенты должны понимать: назначение каждого вида компьютерной графики.

Студенты должны иметь ценностные установки: применения полученной информации на практических занятиях.

Студенты должны уметь: различать виды компьютерной графики.

Компетенции, на формирование которых направлено занятие:

- Учебно-познавательная компетенция – готовность студентов к самостоятельной познавательной деятельности.

- Коммуникативная компетенция – развитие коммуникативности, организация микроклимата.

- Ценностно-смысловая компетенция –уметь выбирать целевые и смысловые установки для своих действий и поступков, принимать решения.

- Информационная компетенция - владение современными средствами информации: готовность студентов работать с информацией из различных источников, анализировать необходимую информацию.

Структура занятия:

I. Мобилизующее начало занятия (3 мин)

- Проверка подготовки к занятию студентов;

- Сообщение темы занятия;

- Постановка цели и задач занятия.

II. Актуализация прежних знаний (7 мин)

Создание презентации на произвольную тему.

III. Усвоение нового материала (25 мин)

• Актуальность темы

• Задание: Разгадать зашифрованное определение

• Объяснение нового материала

Задание: Работа с новыми словами «Заполнение таблицы на трех языках: казахском, русском и английском»

IV. Закрепление знаний (5 мин)

Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика»

Сравнительная характеристика

	Растровое изображение	Векторное изображение	Трехмерное изображение	Фрактальное изображение
Базовые элементы
Применение
Аналоги

V. Подведение итогов занятия (3 мин)

Выставление и комментирование оценок

Показ видеоролика «Как добиться своей цели»

VI. Рефлексия (1 мин)

VIII. Домашнее задание (1 мин)

ХОД ЗАНЯТИЯ:

I. Мобилизующее начало занятия

- Проверка подготовки к занятию студентов;

- Сообщение темы занятия;

- Постановка цели и задач занятия.

Психологический настрой студентов на участие в проведении открытого занятия

То, что не ясно, следует выяснить.

То, что трудно творить,

следует делать с великой настойчивостью.

©Конфуций

Знакомство со структурой занятия

II. Актуализация прежних знаний

Создание презентации на произвольную тему.

III. Усвоение нового материала

1) Актуальность темы

На сегодняшний день тяжело представить себе мир без компьютерной графики. Ведь в любой области жизни общества компьютерная графика находит свое применение. Архитекторы используют графику при проектировании зданий, мультипликаторы – при создании новых мультфильмов. Графика применяется в печатных изданиях: книгах, журналах или газетах. Что бы привлечь внимание читателей создаются красочные обложки книг и журналов, а так же иллюстрации, которые помогают читателю наиболее полно представить себе содержание прочитанной информации.

Так же графика используется для оформления документов. Это всевозможные логотипы фирм, предприятий и организаций. 

Очень широко компьютерная графика используется для создания рекламы, без которой уже трудно представить нашу жизнь. Это реклама на телевидении, создаваемая в виде анимации, реклама в печатных изданиях. И чем ярче реклама, тем больше шансов привлечь к себе внимание.

Задание 1: Теперь попробуйте сами расшифровать определение.

Студентам предлагается задание – зашифрованное определение,которое необходимо разгадать.

Критерии для самооценки:

Оценки:

«5» - при правильном ответе без ошибок;

«4» - от 2-3 грамматических ошибок;

«3» - от 4-6 грамматических ошибок;

«2» - от 7-10 грамматических ошибок.

Ключ к шифру: Каждая цифра соответствует порядковому номеру каждой буквы заданного выражения.

21	47	15	45	5	51	3	33		О	А	А	Ю	Ь	Т	М	М
42	65	35	29	25	79	41	70		У	Б	Т	Н	С	Ж	З	Т
56	13	74	32	86	16	57	46		С	Г	З	Р	О	Ф	В	Щ
20	52	2	68	40	75	26	8		-	О	О	Б	И	О	Т	Е
64	44	81	18	9	61	80	69		О	А	Н	К	Р	Т	Е	О
85	1	76	71	53	27	58	36		П	К	Б	К	Д	Ь	О	И
22	63	28	59	38	4	17	66		Б	А	И	Й	И	П	И	Р
83	24	11	87	14	82	50	12		Й	А	А	М	Р	И	Е	Я
67	84	72	39	34	62	30	88		А	С	И	,	А	В	Ф	О
7	60	23	77	73	10	55	49		Т	С	Л	Р	И	Н	И	М
78	37	6	31	48	54	43	19		А	К	Ю	О	Я	Ы	Ч	А
89	128	117	124	104	112	127	100		Щ	В	А	Е	Г	А	Т	Ю
115	105	118	90	122	111	120	107		А	Р	Т	Ь	С	-	Ы	М
103	108	129	125	113	102	116	121		О	М	.	Д	П	Р	Р	Х
114	123	106	110	119	109	126	101		П	Р	А	О	Н	Н	С	П

Ответ: Компьютерная графика - область информатики, изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.

Полученное определение законспектируйте.

2) Объяснение нового материала

Сегодня на уроке мы научимся определять виды графики.

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

Представление данных на компьютере в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов.

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. Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Применение во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, подготовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутренних органов 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 охватывает такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику подразделяют на следующие виды:

• Растровая графика.

• Векторная графика.

• Трехмерная графика.

• Фрактальная графика.

Растровое изображение

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. 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. 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.

Растровое изображение нельзя расчленить. Оно «литое», состоит из массива точек.

Близкими аналогами являются живопись, фотография

Программы для работы с растровой графикой:

Paint, Microsoft Photo Editor, Adobe Photo Shop, Fractal Design Painter, Micrografx Picture Publisher 

Применение:

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

• ретуширования, реставрирования фотографий;

• создания и обработки фотомонтажа, коллажей;

• применения к изображениям различных спецэффектов.

Векторное изображение

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. 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).

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.

Программы для работы с векторной графикой:

Corel Draw, Adobe Illustrator, AutoCAD, Fractal Design Expression, Macromedia Freehand 

Применение:

• для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений;

• для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем;

• для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов;

• для моделирования объектов изображения;

• для создания 3-х мерных изображений.

Трехмерная графика

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.

Программы для работы с трехмерной графикой:

3D Studio MAX 5, AutoCAD, Компас

Применение:

• научные расчеты;

• инженерное проектирование;

• компьютерное моделирование физических объектов;

• изделия в машиностроении;

• видеороликах;

• архитектуре.

Фрактальная графика

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.

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:

• математики;

• художники.

Задание 2: Работа с новыми словами

Работа с новыми словами «Заполнение таблицы на трех языках: казахском, русском и английском».

Заполните пустые строки

Казахский язык	Русский язык	Английский язык
Кесте
	Линия	Line
		Model
	Информация	Information
Сурет

Критерии для самооценки:

Оценки:

«5» - при заполнении всех пустых ячеек;

«4» - при незаполнении трех ячеек;

«3» - при незаполнении пяти ячеек;

«2» - при незаполнении всех ячеек.

Правильный вариант:

Казахский язык	Русский язык	Английский язык
Кесте	График	Сhart
Желі	Линия	Line
Моделі	Модель	Model
Ақпарат	Информация	Information
Сурет	Рисунок	Рicture

IV. Закрепление знаний

Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика»

Сравнительная характеристика

	Растровое изображение	Векторное изображение	Трехмерное изображение	Фрактальное изображение
Базовые элементы
Применение
Аналоги

Правильный вариант:

Сравнительная характеристика

	Растровое изображение	Векторное изображение	Трехмерное изображение	Фрактальное изображение
Базовые элементы	точка	линия	плоскость	треугольник
Применение	для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов	для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений; для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем; для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов; для моделирования объектов изображения; для создания 3-х мерных изображений	научные расчеты; инженерное проектирование; компьютерное моделирование физических объектов; изделия в машиностроении; видеороликах; архитектуре.	математики; художники
Аналоги	живопись, фотография	слайды мультфильмов, представление математических функций на графике	слайды мультфильмов	снежинка, кристалл

Критерии для самооценки:

Оценки:

«5» - при заполнении всех ячеек;

«4» - при незаполнении двух ячеек;

«3» - при незаполнении четырех ячеек;

«2» - при незаполнении всех ячеек.

V. Подведение итогов занятия

Выставление и комментирование оценок

Показ видеоролика «Как добиться своей цели»

VI. Рефлексия

VIII. Домашнее задание

• Выучить материал своего конспекта;

• Творческое задание – придумать мини-кроссворд на тему «Компьютерная графика»