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浙教版 (2020)七年级下册第4课 图像数据教学设计
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这是一份浙教版 (2020)七年级下册第4课 图像数据教学设计，共4页。教案主要包含了图像数字化，图像的采样与量化，图像的编码与压缩等内容，欢迎下载使用。
课题
图像数据
单元
第一单元
学科
信息技术
年级
七年级
学习
目标
知识目标：了解图像数字化的过程；了解图像压缩与编码原理
技能目标：理解图像分辨率、像素深度等概念，进一步了解各种图像格式特点；学会计算图像文件的数据量
重点
理解图像分辨率、像素深度等概念；学会计算图像文件的数据量
难点
理解图像分辨率、像素深度等概念
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
我们知道计算机中的图像是以数字模式存储的。有同学想把家中的老照片放入计算机中进行处理，他该怎么办呢？如果能把它们转化成数字模式问题就解决了。今天我们就一起学习这方面的内容。
思考
激发学生学习兴趣并快速进入学习状态
讲授新课
在日常生活中随处可见各种图片，形象生动的图片也为多媒体作品平添了许多绚丽的画面，从而增强了多媒体作品的可读性。
一、图像数字化
在计算机中处理图像，首先将图像通过数字化转变成计算机能够显示和存储的格式，然后才可用计算机进行处理。
如图所示，图像的数字化过程主要为采样、量化与编码。
“模拟图像”与“数字图像”的区别
从定义上区别两者
模拟图像：
在图像处理中，像纸质照片、电视模拟图像等，这种通过某种物理量（如光、电等）的强弱变化来记录图像亮度信息的图像。
特点：
物理量的变化是连续的。
数字图像：
用一个数字阵列来表达客观物体的图像，是一个离散采样点的集合，每个点具有其各自的属性。
特点：
它是把连续的模拟图像离散化成规则网格，并用计算机以数字的方式来记录图像上各网格点的亮度信息的图像。
总结：
一切肉眼能看见的，都是模拟图像（投影仪透出到幕布上的PPT也是模拟图像）。而数字图像，本质就是一个存储数字的矩阵，是一团数据，肉眼直接看不见。
想一想
相机监视屏幕上看见的难道也是模拟图像？模拟图像不是只有胶卷么？
相机监视屏幕上呈现的图像确实是模拟图像。但是你看见的图像是你的相机把经过了光学透镜的模拟图像（光信号），先转化为电信号存储为你内存卡上的一个图片文件（模数转换），即是一个数字图像（在内存里存着，你看不见），然后经过数字图像上记录的信息经过相应颜色空间的映射（数模转换），最后又以光信号的方式呈现在相机的监视屏幕上（又变成模拟图像了）。
二、图像的采样与量化
图像采样就是把一幅图像在水平和垂直方向上等间距划分成若干个网格，每一个网格所形成的微小方格称为像素点(如图所示)。
图像属性包含像素深度、分辨率等参数。
图像分辨率是图像精细程度的度量方法，对同样尺寸的一幅图，像素数目越大，说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真；相反，图像显得越粗糙(如图所示)。
图像分辨率的表达方式为“水平像素数×垂直像素数”。
像素深度(又称颜色深度)是指图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量，用量化位数来表示。
如图所示，位数值越大，图像颜色层次越丰富，图像就拥有更多的颜色，产生的图像效果就更细腻逼真，但同时也会占用更大的存储空间。
亲身体验
尝试用手机拍摄两张不同尺寸的图片，如一张长宽尺寸一样，另一张长宽尺寸不一样，或者一张彩色模式，一张黑白模式。查看并比较两张图片的像素和颜色。
三、图像的编码与压缩
量化后的图像数据按照一定规则进行编码，依据不同的编码方式，分为不同的图像文件类型。
不同类型的图像各有特点， 例如：
BMP格式的图像失真少， 但占用空间偏大
GIF格式最多存储256色， 是一种动态图片
JPEG格式是一种高压缩的格式， 文件尺寸较小且失真也小
PNG文件格式是流式网络图形格式， 支持24位颜色深度图像
PSD文件格式是Phtshp专用格式， 支持多模式色彩，但占用空间大。
图像压缩一般也是有损压缩。
未经压缩的图像数据量可用如下公式估算：
图像数据量=图像分辨率×颜色深度/8[单位：字节(B)]
例如，未经压缩的一张颜色深度为8位的彩色图像，以尺寸为600×800像素进行存储，那么需要存储的图像数据量约为： (600×800×8)/8=480000B。
开动脑筋
在“画图”程序中创建一幅像素为640×480的真彩色图像，保存为“.bmp” 格式后的文件大小是多少，与你计算的是否相同?为什么?
日积月累
未经压缩的图像文件可以用图像数据量公式计算，压缩过图像数据参数已经发生变化，不能用图像文件数据量的公式进行计算。
随堂练习
1.图像数字化的主要过程包括（ ）、（ ）和（ ）。
2.（ ）后的图像数据按照一定规则进行编码，依据不同的编码方式，分为不同的图像文件类型。
3.未经压缩的图像数据量可用如下公式估算：
（ ）
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务
学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。
通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力
培养学生独立完成练习的能力。
课堂小结
分小组总结归纳，教师补充。
各组汇报总结，其他小组成员做补充。
锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
布置作业
1.一幅图的图像尺寸是300×500像素，尝试修改图像尺寸为800×600像素，观察比较，说一说有什么变化?
板书
一、图像数字化
二、图像的采样与量化
三、图像的编码与压缩
课题
图像数据
单元
第一单元
学科
信息技术
年级
七年级
学习
目标
知识目标：了解图像数字化的过程；了解图像压缩与编码原理
技能目标：理解图像分辨率、像素深度等概念，进一步了解各种图像格式特点；学会计算图像文件的数据量
重点
理解图像分辨率、像素深度等概念；学会计算图像文件的数据量
难点
理解图像分辨率、像素深度等概念
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
我们知道计算机中的图像是以数字模式存储的。有同学想把家中的老照片放入计算机中进行处理，他该怎么办呢？如果能把它们转化成数字模式问题就解决了。今天我们就一起学习这方面的内容。
思考
激发学生学习兴趣并快速进入学习状态
讲授新课
在日常生活中随处可见各种图片，形象生动的图片也为多媒体作品平添了许多绚丽的画面，从而增强了多媒体作品的可读性。
一、图像数字化
在计算机中处理图像，首先将图像通过数字化转变成计算机能够显示和存储的格式，然后才可用计算机进行处理。
如图所示，图像的数字化过程主要为采样、量化与编码。
“模拟图像”与“数字图像”的区别
从定义上区别两者
模拟图像：
在图像处理中，像纸质照片、电视模拟图像等，这种通过某种物理量（如光、电等）的强弱变化来记录图像亮度信息的图像。
特点：
物理量的变化是连续的。
数字图像：
用一个数字阵列来表达客观物体的图像，是一个离散采样点的集合，每个点具有其各自的属性。
特点：
它是把连续的模拟图像离散化成规则网格，并用计算机以数字的方式来记录图像上各网格点的亮度信息的图像。
总结：
一切肉眼能看见的，都是模拟图像（投影仪透出到幕布上的PPT也是模拟图像）。而数字图像，本质就是一个存储数字的矩阵，是一团数据，肉眼直接看不见。
想一想
相机监视屏幕上看见的难道也是模拟图像？模拟图像不是只有胶卷么？
相机监视屏幕上呈现的图像确实是模拟图像。但是你看见的图像是你的相机把经过了光学透镜的模拟图像（光信号），先转化为电信号存储为你内存卡上的一个图片文件（模数转换），即是一个数字图像（在内存里存着，你看不见），然后经过数字图像上记录的信息经过相应颜色空间的映射（数模转换），最后又以光信号的方式呈现在相机的监视屏幕上（又变成模拟图像了）。
二、图像的采样与量化
图像采样就是把一幅图像在水平和垂直方向上等间距划分成若干个网格，每一个网格所形成的微小方格称为像素点(如图所示)。
图像属性包含像素深度、分辨率等参数。
图像分辨率是图像精细程度的度量方法，对同样尺寸的一幅图，像素数目越大，说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真；相反，图像显得越粗糙(如图所示)。
图像分辨率的表达方式为“水平像素数×垂直像素数”。
像素深度(又称颜色深度)是指图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量，用量化位数来表示。
如图所示，位数值越大，图像颜色层次越丰富，图像就拥有更多的颜色，产生的图像效果就更细腻逼真，但同时也会占用更大的存储空间。
亲身体验
尝试用手机拍摄两张不同尺寸的图片，如一张长宽尺寸一样，另一张长宽尺寸不一样，或者一张彩色模式，一张黑白模式。查看并比较两张图片的像素和颜色。
三、图像的编码与压缩
量化后的图像数据按照一定规则进行编码，依据不同的编码方式，分为不同的图像文件类型。
不同类型的图像各有特点， 例如：
BMP格式的图像失真少， 但占用空间偏大
GIF格式最多存储256色， 是一种动态图片
JPEG格式是一种高压缩的格式， 文件尺寸较小且失真也小
PNG文件格式是流式网络图形格式， 支持24位颜色深度图像
PSD文件格式是Phtshp专用格式， 支持多模式色彩，但占用空间大。
图像压缩一般也是有损压缩。
未经压缩的图像数据量可用如下公式估算：
图像数据量=图像分辨率×颜色深度/8[单位：字节(B)]
例如，未经压缩的一张颜色深度为8位的彩色图像，以尺寸为600×800像素进行存储，那么需要存储的图像数据量约为： (600×800×8)/8=480000B。
开动脑筋
在“画图”程序中创建一幅像素为640×480的真彩色图像，保存为“.bmp” 格式后的文件大小是多少，与你计算的是否相同?为什么?
日积月累
未经压缩的图像文件可以用图像数据量公式计算，压缩过图像数据参数已经发生变化，不能用图像文件数据量的公式进行计算。
随堂练习
1.图像数字化的主要过程包括（ ）、（ ）和（ ）。
2.（ ）后的图像数据按照一定规则进行编码，依据不同的编码方式，分为不同的图像文件类型。
3.未经压缩的图像数据量可用如下公式估算：
（ ）
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务
学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。
通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力
培养学生独立完成练习的能力。
课堂小结
分小组总结归纳，教师补充。
各组汇报总结，其他小组成员做补充。
锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
布置作业
1.一幅图的图像尺寸是300×500像素，尝试修改图像尺寸为800×600像素，观察比较，说一说有什么变化?
板书
一、图像数字化
二、图像的采样与量化
三、图像的编码与压缩
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