如何理解图形、图像的数字化

【摘要】通过学习图形、图像的数字化表示，逐步理解图形、图像数字化原理，在教学中采取先行组织者教学策略，首先采取讲授法，讲解彩色图形、图像的数字化表示方法，然后再组织学生分析黑白图像和灰度图像的数字化表示，并利用软件处理进行验证，从而理解图形、图像的数字化。

【关键词】图形图像数字化

实行高中新课程改革已经是第五个年头了，高中信息技术也是第五年，五年来我一直坚守在第一线，教授高中信息技术。送走了学生近2000人，其间不断摸索，找出适合自己学校和学生的教学方法，分析教材，分析学生，找问题，想办法，完成了教学任务。今天，主要对选修模块之一的多媒体技术应用中第二章第二小节图形、图像的数字化谈谈自己的心得。

每次讲到这一节，我感觉很抽象，学生并不能完全理解，而且很吃力，我讲得累，学生们听得也累。大多是让学生去体验图形、图像在表达信息时的效果和特点上下功夫，了解图形、图像的数字化即可。至于原理往往讲不透彻，我一直在研究到底要把握什么样的度是最合适的。我每上完平行班中的一个班的课后，就反思很多，自己找个本子记下来，起名为“反思本”，把每堂中的讲课情况回顾一遍，先看教学总任务是否完成，然后各程序流程、细节是否讲到位，学生的反应如何，这样讲是否合适，还有没有更好的办法。这样有时候我很为第一次讲的班觉得吃亏，再其后的每遍都会有所补充，弥补不足之处，于是到最后一遍也是最后一个班的时候，感觉讲得最到位，而且恰到好处。我总是在想，真是活到老学到老，每一次上讲台都能找到需要再学习的地方，所以我感动这个职业，很能激励人去学习，去上进。

现在我们来分析这一节的内容。图形、图像的数字化，教学目标是体验图形、图像在表达信息时的效果和特点，了解表达中对图形、图像的需求；明确运用图形、图像是实现有效表达、交流的重要方法；感受图形、图像在人类表达、交流中的重要作用；理解图形、图像的数字化原理。通过实践操作学生很容易掌握，但理解上抽象，未必能达到目的。教学重点是理解图形、图像的数字化原理，其中“采样”及其两个重要的参数，掌握起来尤为关键。为了能让学生更明确我课堂上准备了硬件有计算机、扫描仪、视频展示仪，软件有图像浏览软件、图像处理软件、教学软件以及让学生课前准备的图片。

在人类还没有产生文字以前，作为承载信息的一种视觉媒体，图形、图像就已成为人类信息传输、思想表达的重要方式之一。当今社会，图形、图像在信息的表达中仍然起到重要的作用，我们对信息的获得，60%～70%的方式是图形、图像的方式。有人称这是一个“读图时代”。强调图形、图像数字化的意义，保持学生学习兴趣和求知欲，并为后续学习提供上位概念。在信息技术中，图形、图像是多媒体作品的基本组成要素之一。我们知道，所有的信息首先必须转化为二进制数据才能被计算机和网络所存储和传输，而将图形、图像转化为二进制数据存储在计算机中的过程被称为图形、图像的数字化。图像的分割与像素运用启发式教学，通过教师的引导和学生的探究，逐步递进地完成对教学内容的完整认识。首先组织学生使用扫描仪将自己喜爱的一幅图片存储在计算机中，然后用图像浏览软件或图像处理软件打开这幅图像并逐渐放大。当显示比例较小时，图片非常清晰、逼真；当显示比例加大以后，图像变成了由各种颜色的方块组成的阵。在同学们实验、观察的基础上，教师通过提出问题，启发学生逐步认识到：a存储在计算机中的图像是由很小的颜色方块组成的；b实物图像被分割成一个一个的颜色方块，存储在计算机中，分辨率的概念由此而来；c图像的数字化实质就是将颜色方块数字化，像素的概念由此而来。每个像素的数字化通过引导学生分析由简单到复杂的颜色模块的数字化方法，使学生逐步认识到像素数字的原理。利用视频展示仪展示一幅单色图片，告诉学生，图像中只有黑白两种颜色的图像称为单色图像，然后让学生思考，单色图像中每个像素可以用什么来表示？利用视频展示仪展示黑白照片。向学生讲解，在日常生活中，我们所接触的黑白照片并不仅仅是简单的纯黑色和纯白色两种颜色，更多是介于黑和白之间，这种图像在多媒体技术中叫做灰度图像。再引导学生思考，灰度图像的每个像素又可以怎样表示？自然界中的任何一种颜色都可以由红、绿、蓝这3种颜色值之和来确定，它们构成一个3维的RGB矢量空间。这就是说，R、G、B的强度不同，混合得到的颜色就不同。根据这个道理，计算机显示器使用的是阴极射线管。CRT使用3个电子枪分别产生三种波长的光，并以各种不同的相对强度综合起来产生颜色，这种表现颜色的模式被称为RGB模式，在此模式中，彩色图像的每个像素应该怎样用二进制数值表示呢？教师来总结，通过上述分析，我们知道，图形、图像的数字化，首先需要将连续的图像分割为一些像素点，然后用二进制数字不定期记录每个像素点的信息。这个过程在多媒体技术中称为“采样”，而表示采样结果的二进制数值的位数就是采样深度。

总之，强化了图形、图像数字化的原理，从体验了图形、图像的数字化效果，也就达到本节的教学目的。