图形、图像的数字化表示
一、教学背景分析
（一）教材内容和地位分析：
本节主要内容包括图形、图像的数字化原理，数字图像的分类、存储、压缩的相关知识。信息的加工方式从人脑直接处理转变为计算机处理，大大地提高了效率，而这种方式转变的基础就是信息的数字化原理，使得模拟信号转化为数字信号存储到计算机当中，以便进一步加工。在文字、图像、声音、视频这几类信息的数字化应用中，图形、图像的知识是比较典型的，也是和实际应用比较贴近的，掌握好这部分知识对于提高学生多媒体方面信息素养有很大帮助。 （二）学生学习起点分析
1、具备的知识和能力：信息数字化原理、数据结构知识、多媒体基础知识、图像文件操作的基本能力。 2、存在的问题：理论知识和实践操作比较脱节、缺乏对于表面现象深入探究的意识和能力。 二、教学目标框架设计 （一）教学目标： 1、知识与技能：
（1)知道图像信息数字化的基本方式。 （2)认识不同图片类型的特点。
（3)认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。 （4)掌握利用图像处理软件修改图像大小、位深度、图像类型的能力。 （5)理解图像编码原理，掌握计算BMP格式图像大小的公式。 （6)了解哈夫曼图像压缩编码的实现过程。 2、过程与方法：
（1)经历图像数字化的采集、修改、编码压缩的过程。
（2)在利用图像处理软件加工过程中，进一步掌握依据问题实际需求，设置适当的图像类型、分辨率的方
法。
（3)针对图像数字化的过程与结果进行有效的评价。 3、情感态度与价值观：
（1)在探究实验总结中，养成大胆创新、勇于实践、严谨实施的科学研究态度。 （2)在小组合作交流中，养成团结协作、积极交流的团队精神。 （二）教学重点、难点 1、教学重点：
（1)认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。 （2)理解图像编码原理，总结计算BMP格式图像大小的公式。 2、教学难点
（1)理解图像编码原理，总结计算BMP格式图像大小的公式。 （2)比较不同的编码方式，了解哈夫曼图像压缩编码的实现过程。 四、教学策略设计
教师设计和实际生活很贴近的问题情境，激发学生的学习兴趣，对于图像数字化相关的基本概念的讲解和基本技能的培养融入到层层递进的课堂任务中，让学生在完成课堂任务的过程中，主动建构知识，内化对于概念内涵的理解，掌握基本操作技能，有利于教学重点内容的学习。对于难点的哈夫曼图像压缩编码，则有自学材料、课件的辅助，以小组交流讨论的形式，教师适当讲解，有利于难点的突破。
新课学习
开 始
新课导入
生交流，提出解决方案，并实践
学案辅助，探究，认识不同类型图像特点
问题情境：网上的书籍封面怎样输入的 探究实验，小结结论、学案记录 迁移旧知识，总结图像计算公式 自学、交流讨论、 设计编码
投影
记录学习体会， 反馈学习效果 结 束
投影
投影
投影
交流看法，探讨合理的选择方法
投影
任务【图像分类】引导实验探究
作业提交
任务【认识位图】引导
讨论
图像编码的情景题
任务【图像压缩】，讲解、组织交流
组织交流
3、教学环境和资源 ①教学环境： § 具有局域网、多媒体系统的计算机专业教室 ②教学资源： § 学案——任务说明，操作步骤提示，拓展思考，评价标准 § 演示课件——主要知识点 § 动画课件——构造哈夫曼 五、教学过程 导入： 学习活动一： 体验图像数字化的基本方式 任务：利用扫描仪将书籍封面输入到计算机当中。 交互形式：师生交互，使用扫描仪解决问题 教师活动 提问：同学们有没有网上购书的经历？怎么挑选图书？ 提问：实际生活中的图书封面是如何输入到计算机当中？ 一、图像信息数字化的方式 1、利用扫描仪将报纸、杂志、照片等素材数字化 2、利用数码相机直接拍照获得数字化图像 提问：那位同学今天愿意尝试一下扫描信息技术课本的封面？ 学习活动二： 认识图像分类 任务：记录图像文件基本信息，并利用ACDsee缩小图像，再放缩比较。 交互形式：师生交互、生生交互 教师活动 【任务一】：打开文件夹“1”，记录其中图片的基本信操作提示： 学生活动 教学意蕴 在经历浏览、学生活动 答：当当网的网站，书目检索 答：扫描仪 数码相机 在讲台上演示使用扫描仪 教学意蕴 联系实际 引发思考如何从模拟信息转化为数字信息 让学生从体验中感悟为意义建构做准备 息。 思考1：这张图片放在网上做封面是不是太大了，怎么办？ 思考2：缩小后的图像，再想放大回原来的尺寸，效果怎么样？ 二、图像的分类 1、位图[bitmap]，也叫做点阵图、像素图，简单的说，由许多像小方块一样的像素组成的图形，缩放会失真。 思考3：是不是计算机中所有的图片都是位图？ 在计算机中只存储这些指令，而不是像素。主要用于插图（word中的剪贴画）、标志等图形。 提问：不同类型图像的特点？ 右键单击图像文件à属性à摘要 图像大小、宽度、高度、位深度 缩小图片的操作提示： 双击图片在ACDsee中打开à“修改”菜单à“调整大小” 宽度148像素、高度218像素 记录缩小后图片基本信息 尝试：创建一个Word文档，在其中插入一副剪贴画， 放大缩小图片，查看图像效果如何变化？ “插入”菜单à图片à剪贴画 l 放缩图像，观察效果变化 讨论回答，并记录在学案上 认识不同类型图像的特点 修改图像基本信息的过程中，发现图像失真的问题，引发思考 在进一步的实践探究中，认识不同的图像类型，比较其特点，内化对知识的理解，为近一步探究图像编码打下基础。 2、矢量图[vector]，也叫做向量图，由一系列指令组成，操作提示： 学习活动三： 认识位图的图像编码 任务：修改图像的分辨率、位深度，探究其对图像效果、文件大小的影响规律。 交互形式：师生交互、生生交互 教师活动 三、认识位图 【任务二】：打开文件夹“2”，设计实验方案，探究改变图像分辨率、其他不变时，对图像效果、文件大小的变化规律。 位图图像数字化的过程 图像分辨率=宽度的像素数目*高度的像素数目 思考4：图像效果、图像大小、分辨率之间的联系规律是什么？ 小组讨论设计实验方案 实验结论：分辨率越高，图像越细致，图像存储容量越大 。 学生活动 教学意蕴 教师引导学生在任务中发现影响图像效果、大小的各种因素的关系。 【任务二】：打开文件夹“2”，设计实验方案，探究图像分辨率不变、而位深度不同时，图像效果、文件大小的变化规律。 图像颜色数目和每个像素占用位数对照 图片类型 每个像素 占用位数 黑白 16色 256色 1位 4位 8位 21=2种颜色 24=16种颜色 28=256种颜色 1677万种颜色 表示颜色数目 小组讨论设计实验方案 启发学生从对表象效果的认识到去思考数字化原理的本质的探究 对于公式的理解和运用是本节课的重点，不是由教师讲，而是引导学生在任务中分析、总结，主动建构知识。 24位（真彩色） 24位 根据实验，我们得出了图像分辨率、位深度和图像效果、 图像大小之间的联系规律，那么，能不能进一步探究它 们之间的数量关系呢？ l 图像的二进制编码 问题1：现有一幅图像只有黑、白两色，计算机如何进行二进制编码表示呢？ 那么这幅图像的大小是多少？即占用多少个二进制位？ 问题2：计算一幅16色图像，分辨率为400*300的图像大小，占多少二进制位？ BMP格式的图像大小的计算公式是： n 图像大小=分辨率（宽度像素*高度像素）*位深度（色深）/ 8 n 单位：字节（B） 问题3：计算一幅1024*768的24位色（真彩色）的图像大小，占多少二进制位？ 实验结论：分辨率相同的图像，位深度越高，能够表示颜色书目越多，色彩越丰富。 用一个二进制位来表示 “黑” —— “1” “白” —— “0” 图像大小 =18*23*1=414 位 图像大小=400*300*4 =480000 位
图形、图像的数字化表示
