1.2.2 编码的基本方式:图像编码（课件）-2025-2026学年粤教版高中信息技术必修一

编码的基本方式——图像编码 年 级：高一年级 2025年第二届“学科网杯”全国中小学课件大赛 学 科：信息技术（粤教版） 主 讲：孙云艳 学 校：房县第一中学 教学目标 4.信息社会责任 2.计算思维 3.数字化学习与创新 1.信息意识 核心素养 了解计算机中图像的分类，理解位图和矢量图的本质区别。 通过分析位图编码原理及文件大小计算，掌握二进制转换、逻辑推理和数学建模能力。 使用数字化工具模拟像素编码过程，探索不同参数对图像存储的影响，培养创新实践能力。 讨论图像编码技术可能涉及的隐私与安全问题，树立合法、合理使用数字信息的意识。 教学难点 教学重点 1.理解位图的分辨率和颜色位深，掌握位图存储容量的计算方法。 1.位图存储容量的计算方法。 图像编码 教学重难点 教学内容 图像的分辨率 02 图像的颜色位深 03 图像的分类 01 图像存储空间计算 04 01 02 03 04 项目情境 上周末，老师带孩子去四方山赏樱花，拍了一张超美的樱花特写。但当我把它设置成桌面壁纸时，就变成了“糊图侠”！满屏马赛克，像被打了格子特效！ 同学们，今天我们来聊聊一个大家可能都遇到过的问题——“糊图侠”事件！ 提问： 同学们，你们有没有遇到过类似“糊涂侠”事件？ 项目情境 举手表决一下 果然不少同学都中招了！那今天，我们就来一场“拯救糊图侠”行动，一起揭开图像背后的秘密！ 这节课，我将带领大家一起开启拯救“糊图侠”行动，探索图像的秘密。 为什么图片放大后会模糊？ 1 图像的清晰度由什么决定？ 2 如何计算位图的存储空间？ 3 化身“图像侦探” 项目规划 思考——为什么图片放大后会模糊？ 第一部分 原图 放大后 这张樱花图原图很美，但为什么放大后却糊成了马赛克？ 放大 问题分析 大家看，这张樱花图原图很美，但放大后却糊成了马赛克。 原图 放大后 为什么有些图像放大后依然清晰？ 放大 问题分析 而有些图片，比如这个宝马图标，无论怎么放大都清晰。为什么会有这种差别？ 计算机中图像的分类 位图 矢量图 常见格式: BMP、JPG、PNG、GIF、PSD等 常见格式: ICO、SVG、AI、CDR等 答案就藏在图像的分类里！计算机中的图像分为两种：位图和矢量图。 （一）位图：也叫像素图，图形是由许多像素点组成。 优点: 1、色彩层次丰富，图像效果逼真 缺点: 1、放大后图像会失真 2、文件所储存空间较大 图像分类——位图 位图，也叫像素图，像用无数小马赛克拼成的画。每个小马赛克就是一个像素，像素越多、越密集，画面越清晰。但一放大，像素颗粒就暴露了，就像把拼图块拆开看——当然糊啦！ （二）矢量图：用直线和曲线描述图形。 优点: 1、无论放大、缩小或旋转等都不会失真 2、文件所占储存空间较小 缺点: 1、难以表现色彩层次和丰富的逼真图像效果 图像分类——矢量图 矢量图，像用数学公式画的“魔法图”。无论放大缩小，公式自动调整线条和形状，永远清晰！但它有个弱点——难以表现复杂的色彩渐变，比如逼真的照片。 总结对比 分类 优点 缺点 适用场景 位图 色彩层次丰富，图像效果逼真 放大易糊，文件大 照片 矢量图 放大不失真，文件小 难以表现色彩层次和丰富的逼真图像效果 图标、Logo 位图和矢量图优缺点对比分析： 矢量图，像用数学公式画的“魔法图”。无论放大缩小，公式自动调整线条和形状，永远清晰！但它有个弱点——难以表现复杂的色彩渐变，比如逼真的照片。 探究——图像的清晰度由什么决定？ 第二部分 图像的清晰度 图像清晰度 图像位深 分辨率 想让位图不糊，关键看两点：分辨率和图像位深！ 矢量图，像用数学公式画的“魔法图”。无论放大缩小，公式自动调整线条和形状，永远清晰！但它有个弱点——难以表现复杂的色彩渐变，比如逼真的照片。 1、什么是分辨率？ 2、什么是图像位深？ 探究活动 分辨率 分辨率=水平像素×垂直像素 64 64 像 素 分辨率：64×64 4096个像素 128 128 分辨率：128×128 16384个像素 1600 1600 分辨率：1600×1600 2560000个像素 分辨率越高→像素越密集→图像越清晰 图像分辨率 分辨率：水平像素 × 垂直像素。比如64×64的图有4096个像素，1600×1600的图有256万个像素！像素越多，画面越细腻。 图像位深 每个像素用多少位二进制数表示颜色。即：图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数。 图像编码 黑白两种颜色的图片，在计算机中是如何用二进制数表示的呢？ 颜色 编码 0 1 21 = 2 用1位二进制数表示 一个像素的颜色信息 黑白2种颜色 二进制编码 图像编码 4种颜色的图片，需要用几位的二进制数来表示？ 22 = 4 用2位二进制数表示 一个像素的颜色信息 4种颜色 二进制编码 图像编码 8种颜色的图片，需要用几位的二进制数来表示？ 23 = 8 用3位二进制数表示 一个像素的颜色信息 8种颜色 二进制编码 图像编码 如下图所示，由16种不同的颜色组成，若用二进制数表示这些颜色信息，需要（ ）位？ 24 = 16 用4位二进制数表示 一个像素的颜色信息 归纳总结 二进制位数与颜色数之间的关系 表示一个像素的二进制位数 （bit） 颜色信息数 （色） 1 2 3 4 8 .... N 21 = 2 22 = 4 23 = 8 24 = 16 28 = 256 二进制位数越多，能表示的颜色数就越多，图像色彩就越丰富。 ..... 2n 实践——如何计算位图的存储空间？ 第三部分 位图文件的大小 ①文件头：包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节。 ②位图信息头：用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节。 ③颜色信息：用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一个表项定义一种颜色。当 图像量化位数为1、4、8时，分别有2、16、256种颜色，每个颜色表项占4个字节；当图像 量化位数为24时，没有颜色表项。 ④图形数据：记录位图的每一个像素值，其记录顺序先从左到右，再从下到上。 位图文件所占用的空间可按以下公式计算： 文件的大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率×图像量化位数÷8 说明：图像量化位数，也叫图像深度，是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数，如：8个字节的灰度图像和索引图像的颜色数为256种。 如何计算位图的存储数据量？ 计算位图的存储数据量,需要考虑以下两点： 1、位图的分辨率是多少？ 2、每个像素的颜色需要用几位二进制表示？ 存储数据量 = 分辨率× 二进制位数（bit） = 水平像素数 × 垂直像素数 × 图像位深（bit）÷8(B) 例:一幅分辨率为800×600黑白2种颜色的位图，计算该位图的存储数据量是多少? 21 = 2 二进制位数 需要1位二进制数表示一个像素的颜色信息 该位图的存储数据量=800×600×1bit÷8=60000B 存储容量单位转换： 8bit(位)=1Byte(字节) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 位图文件的大小 课堂练习 练习2 . 若将练习1中图像另存为256色位图图像，计算这副图像的存储数据量是多少KB？ ①首先确定，256色需要几位的二进制来表示？ 练习1 . 有一幅24位的位图图像，像素为1024×800。试确定其数据文件的大小。 图像文件大小=水平像素数 × 垂直像素数 × 图像位深÷8 =1024×800×24÷8 28 = 256，需要8位二进制数表示一个像素的颜色信息，所以图像位深位8 ②图像的存储数据量=水平像素数 × 垂直像素数 × 图像位深÷8 =1024×800×8÷8÷1024 简化算法：2400KB÷3=800KB =2457600B = 2400KB ÷1024 = 800KB bit B KB 图像编码的社会责任 第四部分 信息社会责任 合理应用数字化技术 用图像编码技术处理他人照片时，可能涉及隐私泄露。 图像编码技术 用图像编码技术处理他人照片时，可能涉及隐私泄露。 信息社会责任 技术虽好，但也要合法使用！树立信息社会责任意识，合理使用数字技术！ AI换脸 课堂小结 今天我们破解了“糊图侠”的真相：位图的像素、分辨率和颜色位深决定了它的清晰度和文件大小。下次设置壁纸时，记得选高分辨率图片哦！ 课后任务 用手机拍一张照片，试试不同分辨率下的清晰度变化，下节课分享你的发现！ 今天我们破解了“糊图侠”的真相：位图的像素、分辨率和颜色位深决定了它的清晰度和文件大小。下次设置壁纸时，记得选高分辨率图片哦！ 彩蛋——图像编码模拟器 用“像素画”小游戏模拟编码过程，学生拖动像素块拼图，直观感受位图编码原理！ 互动彩蛋：用“像素画”小游戏模拟编码过程，让学生拖动像素块拼图，直观感受位图原理！ 谢谢观看! 2025年第二届“学科网杯”全国中小学课件大赛 今天的“拯救行动”成功！希望同学们不仅成为技术达人，更要做数字世界的负责任公民！我们下节课见！ 图像编码模拟器 拖动颜色块到画布上，观察二进制编码变化 黑色：00 红色：01 绿色：10 蓝色：11 重新开始 $