4.2 图像存储的秘密（课件）2025-2026学年四年级上册信息科技冀教版

该小学信息科技课件围绕“图像存储的秘密”，系统讲解位图的像素构成、二进制编码及游程编码压缩原理。课堂从“图片放大出现小方块”的生活现象导入，引导学生发现位图与像素的关系，进而探究像素编码（0/1对应黑白）、游程编码压缩（记录连续像素长度）的原理，最后通过“设计室”实践活动搭建从现象到原理再到应用的学习支架。 其亮点在于以计算思维为核心，通过抽象像素编码、建模游程压缩过程培养学生的问题分解与算法设计能力。采用“现象探究 - 小组角色模拟”的教学方法，如“设计室”中像素画设计者、编码者等角色分工，让学生在协作中体验编码、压缩、解压、解码全流程，体现数字化学习与创新。同时，从生活现象到信息原理的引导增强学生的信息意识。对学生而言，能在实践中深化对抽象概念的理解，提升动手与协作能力，对教师而言，提供了“原理讲解 + 实践操作”的完整教学方案，便于高效开展课堂活动。

图像存储的秘密 我发现，有些图片，在原始的尺寸下看起来细腻平滑，可放大后，图片边缘却出现了许多小方块。 放大 放大 挑战台 这种图片称为位图，该现象与位图的存储有关。位图是按照像素来存储的，每个小方块可以看作一个像素。在初始尺寸，人的眼睛很难分辨如此微小的像素，因此图片的边缘显得细腻平滑，可放大后这些小方块就会被看到了。 我明白了，但是组成图像的这些像素在计算机中是如何存储的?又是怎么显示出来的? 挑战台 挑战台 图像由许多像素点组成，计算机对这些像素点进行编码并保存在文件中，这些文件就是图像文件。通常，不同的编码方法对应着不同的图像文件格式，如JPG、BMP格式的图像文件，就采用了不同的编码方法。当我们打开一个图像文件时，计算机会读取这个文件中的数据并进行解码，把图像还原， 然后在屏幕上呈现出来 挑战台 右边是一幅像素画。计算机存储这样的图片时，只需要记录图像中哪些是黑色哪些是白色即可。像素点是白色的，计算机可以将其存储为 0; 是黑色的，则存储为 1。 图中的第一行可以编码为01110,表示从左到右按顺序排列着一个白色像素，三个黑色像素和一个白色像素。 分析角 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 编码 这一编码方法可以用来存储更加复杂的黑白图像， 比如一张 完整的卡通图片， 然而存储这样的图片会使用大量的像素点， 占用大量的存储空间。 分析角 由于图像中有大块连续的白色或黑色像素，所以只需要记录每个白色或黑色像素连续区块的长度，就可实现对图像的压缩，该方法被称为游程编码。 游程编码是一种带有压缩性质的编码，可对经过编码后的黑白图像进行压缩。 上面像素画编码后的第一行，开始是一个 0,接着 是三个1, 最后是一个 0,按 照游程编码方法 可 以编码 为 1,3, 1。需要注意的是编码应以白 色像素 ( 即0的个数 ) 开始。 若以黑色像素开始，则编码的第一 位为 0,表 示0个 0,后 面按黑色像素个数、白色像素个数……编码 ，直至完成 。 分析角 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 编码 压缩 1,3,1 0,1,3,1 分析角 压缩： 1 3 1 0 1 3 1 按照上面的编码方式， 一张黑白图像就可以存储到计算机中了 。 0的个数 0的个数 1的个数 0的个数 1的个数 0的个数 1的个数 分析角 当计算机显示图像时，先读取图像文件，按照游程编码的方式将方格填充0或 1完成解压，再按照0对应白 ，1对应黑的规则进行解码，最后显示即可。 其流程如下： 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 编码 压缩 1,3,1 0,1,3,1 解码 解缩 分析角 以小组为单位设计活动，模拟图像存储与显示的过程。 1.角色设计 像素画设计者：负责设计三幅关于数字的像素画。 编码者：对像素画进行编码。 压缩者：对编码的像素画进行压缩。 解压者：对压缩的像素画进行解压。 解码者：对解压的像素画进行解码还原。 裁判：判别还原后的像素画与原像素画是否一致。 设计室 2.流程设计 第一步： 像素画设计者把绘制好的像素画传递给编码者和裁判。 第二步： 编码者对像素画进行编码，把 结果传递给压缩者 。 第三步： 压缩者对编码后的像素画进行压缩， 把 结果传递给解压者 。 第四步： 解压者对压缩后的像素画进行解压，把 结果传递给解码者 。 第五步： 解码者对像素画进行解码还原，传递给裁判并且显示出来。 第六步： 裁判宣布是否正确。 设计室 设计室 小组内同学扮演不同角色体验图像的存储与显示。 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1.绘制像素画 2.对像素画进行编码 行动区 3.对像素画进行压缩 4.对压缩后的像素画进行解压 2,1,2 1,2,2 2,1,2 2,1,2 2,1,2 2,1,2 1,3,1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 行动区 编号 编码前 复原后 是否一致 （1） （2） （3） 5.对画像进行复原 6.裁判结果 行动区 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 编码 压缩 0,1,3,1 0,1,3,1 0,1,3,1 0,5 4,1 4,1 4,1 行动区 评价内容 评价结果 体会0和1在信息表示方面的重要性 能够准确地对编码后的像素画进行编码、 压缩、解压 进一步了解编码长度和所包含信息量之间的关系 各小组汇报展示本组利用莫尔斯电码进行编码与解码的过程，并回答其他同学的提问 。 1.作品展示 2.自我评价 成果墙 矢量图也是一种常见的图片格式。查阅资料，了解矢量图在 计算机中的存储方式。 矢量图不在计算机中存储像素信息，而是以数学方程式和指令形式存储。核心记录几何对象的顶点坐标、线条曲线参数，以及颜色、填充等属性，文件大小与图形复杂程度相关，常见存储格式有 SVG、AI、EPS 等。 反思与拓展 $