1、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
2、：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、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
4、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、设计编码任务【图像分类】引导实验探究投影作业提交记录学习体会，反馈学习效果结 束任务【认识位图】引导讨论投影图像编码的情景题投影任
5、务【图像压缩】，讲解、组织交流投影交流看法，探讨合理的选择方法组织交流投影3、教学环境和资源教学环境： 具有局域网、多媒体系统的计算机专业教室教学资源： 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 学生活动 教学意蕴提问：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
6、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？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 学生活动 教学意蕴【任务一】：打开文件夹“1”，记录其中图片的基本 操作提示： 在经历浏览、信息。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，
7、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？2、矢量图vector，也叫做向量图，由一系列指令组成，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 属性 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“修改”菜单 “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？操作提示：“插入”菜单
8、 图片 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。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 学生活动 教学意蕴三、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
9、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 。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 每个像素占用位数表示颜色数目黑白 1 位 21=2 种颜色16 色 4 位 24=16 种颜色256 色 8 位 28=256 种颜色24 位（真彩色） 24 位 1677 万种颜色根据实验，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
10、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）/ 8n 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？小组讨论设计实验方案实验结论：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
11、” “0”图像大小=18*23*1=414 位图像大小=400*300*4=480000 位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。图像大小=1024*768*24 / 8=2359296 B=2.25 MB学习活动四： 交流探讨任务：图像的分辨率是不是一定要越高越好？交互形势：生生交互教师活动 学生活动 教学意蕴讨论：图像的分辨率是不是一定要越高越好？数码相机的像素越高越好？网上的图片质量也要越高越好？讨论、发言不一定、按需选择，像素高的同时文件也大，占用的存储空间也大，下载速度也
12、慢。渗透辩证的思想，掌握合理选择适当格式、分辨率的图像的方法学习活动五：认识图像文件格式和哈夫曼压缩编码任务： 比较不同格式的图像文件的效果和大小，小组形式自学哈夫曼编码原理交互形势：教师活动 学生活动 教学意蕴四、常见的图像文件格式一、BMP 格式BMP 是英文 Bitmap（位图）的简写，它是 Windows操作系统中的标准图像文件格式。二、JPEG 格式JPEG 文件的扩展名为.jpg 或.jpeg，其压缩技术十分先进，可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。三、GIF 格式GIF 格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。也称为动画图像。四、PSD
13、格式这是著名的 Adobe 公司的图像处理软件 Photoshop的专用格式 PhotoshopDocument（PSD）。【任务三】：打开文件夹“3”，比较两幅图像效果，文件大小，文件类型？静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）JPEG 标准采用了：n 预测编码n 变换编码观看课件结合平时的实践操作谈一谈不同格式的图像的特点和应用的范围。实验结论：图像效果几乎没有差别，但 jpg 格式的文件要小很多阅读自学材料和课件哈夫曼（Huffman）编码原理n 是一种不等长编码方式对新知识深入理解老师讲授一部分，剩下的由学生在自学材料的辅助下去尝试、以小组的形式探讨压缩编码方式。n 熵编码n 哈夫曼
14、(Huffman)编码统计编码n 自适二进制算术编码【任务四】：一幅 16 色图像，其中一块颜色区域为“黑黑黄紫红红紫”,1）如果图像存储为 BMP 格式，则这块颜色区域的二进制编码是什么？10101010011010010000000010012）若黑、紫、红、黄四色的出现频率为 7，5，3，2 ，那么请你利用哈夫曼编码原理设计一个压缩比高的编码方式？001101011111110n 预先统计出信息符号的出现概率n 对于出现频率大的信息符号用较少的位数来表示n 对于出现概率小的信息符号用较长的位数来表示例：一组字符A, B, C, D, E, F, G出现的频率分别是9, 11, 5, 7,
15、 8, 2, 3，设计最经济的编码方案。编码方案：A：00B：10C：010D：110E：111F：0110G：0111课堂小结通过本节课的学习，同学们应该掌握了图像数字化的方式，学会选择适当的软件修改图像分辨率的属性，合理的运用到自己信息加工中，更重要的是认识到了图像压缩编码方法之一，相信今后更高效的压缩编码方式就会出自同学们之手。观看课件 巩固课后作业探究课题：环保数码各种数码产品的普及率迅速升高，使人们的文化娱乐生活得到极大地丰富，与此同时，也产生了大量电子垃圾，由此而引发了环保压力。以数码相机为例，它的耗能问题不仅是电池容量、类型问题，更需要在于 CCD 感光技术、图像处理技术和液晶屏显示技术的不断改进，以降低能耗。请你调查相关资料，探究环保数码技术的发展趋势课下完成开拓学生视野，增强环保意识
