图像的数字化原理教学设计-全国高中信息技术优质课

图像的数字化原理

海南中学李霞兰

【内容分析】

本部分内容是中国地图出版社《多媒体技术应用》选修模块第一单元（认识多媒体）第二节多媒体技术中的内容，主要包含：图像的数字化原理及图像容量大小的计算公式等相关知识。通过学习本部分内容，让学生真正体会到计算机是如何具体地表示与存储图像的，这对于后面要学习音频和视频的数字化可以起到知识迁移的作用，也为第二单元“图形图像处理”的学习打下基础。

【学生分析】

高二的学生通过《信息技术基础》必修模块的学习，已经初步认识到计算机是用二进制来表示信息的，对图像的知识也已经有了一定的理解：比如知道常见的图像格式、也知道位图和矢量图，并具备有一定计算机操作能力。通过本节课的学习，学生能对图像的知识有进一步的认识，理解图像数字化的原理，并掌握图像容量大小的计算公式。

【教学策略】

本节课的主要教学策略：教师创设问题情境——学生从中产生问题（一张照片的容量是多少）——学生进而猜想——通过探究活动验证学生的猜想——交流总结——推导出计算公式，然后利用公式计算相片容量大小，解决实际问题。

[教学目标]

1、知识与技能目标

（1）了解影响图像容量大小的几个因素，并能分析其中所蕴含的数量关系。

（2）理解图像数字化的过程。

（3）学会利用图像容量大小的计算公式计算数据量。

（4）了解数据单位的换算关系

2、过程与方法

（1）通过探究实验，体验图像容量大小与图像分辨率和色彩深度之间的关系，并理解图像数字化的过程。

（2）通过探究实验，总结出图像容量大小的计算公式。

（3）通过两张不同格式的图像对比，理解BMP格式和JPG格式数据量差别。

3、情感态度价值观

（1）在探究实验中，培养用于实践，严谨实施的科学态度。

（2）逐步养成自主参与课堂教学的习惯，自主解决问题的能力。

[教学重难点]

1、重点：图像的数字化原理及图像文件存储数据量的计算公式。

2、难点：图像量化及图像文件存储数据量的计算公式。

[教学过程]

个小格对应一个像素点，观察像素点可以看到是什么信息颜色信息

讲解：从像素点可以看到颜色信息的。

引出问题：像素点的颜色信息是怎么表达的呢颜色越丰富，信息量是不是越大

2、验证：色彩越丰富，图像容量也大

“探究实验二”

（探究实验二的内容：利用“画图”软件打开“色彩.bmp”这张图片，执行“文件—另存为”这个操作，分别另存为“24位色.bmp”、“256色.bmp”、

“16色.bmp”、“单色.bmp”，保存类型分别选择“24位位图”、“256色位图”、“16色位图”、“单色位图”。观察另存后的4张图像，看看你有什么发现。）

通过“探究实验二”的操作，学生发现图像的容量大小不一样、从画面上看颜色也不同，数据量大小成倍数关系。

3、交流

结论：颜色越多，数据量越多，数据量成倍数。为什么会出现这样的情况，继续分析。

4、教师讲授

以“单色图像”为例子来分析：颜色总数、二进制位数，引出“量化”和“色彩深度”

分析1：“颜色总数”、“二进制位数”之间的关系。

教师引导讲授“量化”的概念

图像采样之后的每个像素点的颜色信息要由多少位二进制数来表示，这个过程称为量化，量化是图像数字化的第二步。

分析2：色彩深度成倍数，数据也成倍数，按比例。

引出结论：图像容量大小与色彩深度有关，色彩深度的位数越大，图像的容

量化这个环节是本节课的重点之一，也是本节课的难点。学生没有先前的相关或类似的经验，为此，本环节采取由浅入深、循序渐近、通过问题启发，逐步推进的策略来突破重点与难点，从而实现教学目标。

量也就越大。并且它们之间也是成比例关系：色彩深度增加几倍，图像的容

量就增加几倍。

（三）编码

教师引导讲授：图像采样量化的目的是为了让计算机识别和处理，这个过程

就是编码的过程，也就是把图像像素点的颜色信息转换成计算机可以识别和

处理的二进制代码。编码是图像数字化的第三步。

（四）小结：图像数字化的过程

通过以一张图像为例子来跟学生一起总结图像数字化的过程。

三、

图像

容量

大小

的计

算公

式（8

分

钟）

（在本环节，先是让学生尝试自己推断出图像容量大小的计算公式，然后再

通过“探究实验三”来进行验证这个计算公式是否成立。）

（一）推论公式

引导分析：“图像尺寸大，色彩深度大，图像的数据量也大，成倍数，成

比例”，尝试自己推断图像容量大小的计算公式

推论：

图像容量大小=图像分辨率×色彩深度

（二）通过“探究实验三”来验证自己推断的计算公式。

（探究实验三的内容：假设某张图像的图像分辨率是1024×768像素，色

彩深度是24位，已知这张图像的容量大小是：，请利用计算器根据你所推

断的图像容量大小的计算公式去验证一下，看看这张图像的容量大小是否

等于。）

在学生验证的过程中，进行存储单位说明以及引导学生进行单位换算：

8bit=1Byte、1024B=1KB、1024KB=1MB、1024MB=1GB

（三）交流

学生通过验证，验证自己的推论，得出结论。

结论：图像容量大小=图像分辨率×色彩深度

本环节是重点也是

难点。

通过先让学生尝试

推断出计算公式，

然后再去验证，最

后归纳总结。学生

经历“推断—验证

—总结”三个阶段，

有助于学生更好地

理解公式及应用公

式。