II. Programming and solving problems by using the computer and other digital devices. Using computer applications the student:
3) creates documents and presentations, including those in a cloud in order to solve problems and create papers from various fields (subjects), adjusts the format and the appearance of the research papers to their content/purpose and demonstrates the following skills:
a) creating aesthetic graphical layouts: creating collages, taking pictures and processing them according to their purpose, recording short films and processing them digitally.
The teacher asks the students to answer several questions and moderates the discussion:
- What is a colour? - Does every human see colours the same? - Is a hue and a colour the same?
A colour is a sense impression of a human when the mixture of elecromagnetic waves in the visible spectrum strikes his or her eye. People do not necessarily see colours the same. The cells of the retina in the eyes responsible for the perception of colours are sensitive to light due to specific proteins which they are composed of. These proteins are not identical in all people and therefore we see the world in different shades. For example one person may recognise a colour as purple, while the other as pink. Gender differences in the reception of colours also occur; men usually see less shades than women. Moreover, there are visual impairments related to the recognition of the the colour.
We come across the computer analysis of the image on na everyday basis. An example can be satelite pictures commonly available on the Internet. The computer processing of the image has been widely used in medicine – diagnostic imaging (e.g. ultrasonography), in films and computer games – special effects. An information system must reproduce the full colour palettecolour palettecolour palette of the surrounding world, adjust the method of displaying an image and the saturationsaturationsaturation, contrastcontrastcontrast, brightnessbrightnessbrightness and transparencytransparencytransparency of colours so that the image is as clear and understandable as possible.
Task 1
Think about the areas of life in which colours are applied. For example in physics – the dispersion of white light in a prism. Find examples on the Internet.
RYB colour modelcolour modelcolour model. Probably each of you has played with the mixing of paints. Therefore you know that the primary colours are yellow, red and blue. This is one of the first models of the colour space, composed of R – red, Y – yellow and B – blue. It was described by Isaac Newton in optics.
[Illustration 1]
In information technology there are also sets of primary colours, they are called colour models. On the one hand, they are used to reproduce natural colours, but on the other hand, they can be easily applied to specific purposes and converted into one another. Alternative and very simplified solutions are created, which are used for image displaying and processing.
The most common processes that you come across are displaying images on electronic devices and printing.
RGB colour model. How many devices displaying images have you used today? The RGB colour modelcolour modelcolour model is used to reproduce colour image on telephones, smartphones, tablets, computers, TV sets etc. The theory of trichromatic colour vision (three component colours) was the basis for the creation of the RGB colour model. The theory assumes that every colour can be obtained by mixing the component colours: R – red, G – green and B – blue. Note that this model applies to emitted light.
[Illustration 2]
Every of the three component colours can be expressed as 256 values (from 0 to 255) in 1 B (byte) of the computer memory. When you multipy these numbers, you will obtain 16,777,216 possible colours in the colour palettecolour palettecolour palette. In order to store a colour of the palette, you need 3 bytes of the computer memory. If all the component colours are expressed as zero [0, 0, 0], the resulting colour is black. When every component colour is at its maximum [255,255,255], then the resulting colour is white.
CMY colour model. The CMY colour modelcolour modelcolour model, like the RGB colour model, was created with the use of the theory of trichromatic colour vision, according to which you can obtain any colour by mixing three colours: C – cyan, M – magenta and Y – yellow.
[Illustration 3]
Task 2
Open the geogebra applet. In the simulation you can try to obtain a new colour in the RGB and CMY colour models. Try to obtain exactly the same shade of orange and purple in both models.
HSV colour model. Raster graphics editors use the HSV colour model as it defines colours as similar to the colours perceived by humans as possible.
Task 3
Open the graphics application which is installed on your computer. Find the option in settings which enables changing the colour modelcolour modelcolour model of displaying images. Check how many such models are at your disposal.
In a raster graphics programme, open a picture taken by you. Check if you can change the colours of the photograph, and modify brightnessbrightnessbrightness and contrastcontrastcontrast. Save the effect of your work in the JPG, PNG and GIF formats. Compare the quality of the images.
- Pliki GIF mają niewielkie możliwości, jeżeli chodzi zapisywanie palety kolorów. Każdy piksel obrazu może być opisany tylko przez jeden z 256 kolorów palety. Z tego powodu nie nadają się do zapisywania gradientów. - Pliki JPG przeznaczone są głównie do zapisu fotografii. Obsługują pełną paletę kolorów. Format JPG pozwala na pełen zapis palet kolorów RGB i CMYK. - Pliki PNG obsługują pełną paletę kolorów i przezroczystość. Format PNG obsługuje tryb RGB i jest zalecany do zapisu grafiki na strony www.
Model CMYK jest powszechnie stosowany w druku. Do trzech barw znanych z modelu CMY dodano barwę czarną (K). K jest to ostatnią literą słowa black. Zdecydowano się na taki zapis, by nie mylić się z barwą Blue z modelu RGB. Modele CMY i CMYK imitują światło odbite, w przeciwieństwie do RGB.
m5968897e6c5b33ea_1528449000663_0
Modele barw
m5968897e6c5b33ea_1528449084556_0
Drugi
m5968897e6c5b33ea_1528449076687_0
Klasy VII i VIII
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń:
3) korzystając z aplikacji komputerowych, przygotowuje dokumenty i prezentacje, także w chmurze, na pożytek rozwiązywanych problemów i własnych prac z różnych dziedzin (przedmiotów), dostosowuje format i wygląd opracowań do ich treści i przeznaczenia, wykazując się przy tym umiejętnościami:
a) tworzenia estetycznych kompozycji graficznych: tworzy kolaże, wykonuje zdjęcia i poddaje je obróbce zgodnie z przeznaczeniem, nagrywa krótkie filmy oraz poddaje je podstawowej obróbce cyfrowej.
m5968897e6c5b33ea_1528449068082_0
45 minut
m5968897e6c5b33ea_1528449523725_0
Definiowanie modeli barw.
m5968897e6c5b33ea_1528449552113_0
1. Opisywanie modeli barw.
2. Rozróżnianie przeznaczenia modeli barw.
m5968897e6c5b33ea_1528450430307_0
Uczeń:
- rozróżnia modele barw,
- stosuje model barw zgodnie z jego przeznaczeniem.
m5968897e6c5b33ea_1528449534267_0
1. Dyskusja.
2. Uczenie się przez obserwację.
m5968897e6c5b33ea_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca z całą klasą.
m5968897e6c5b33ea_1528450135461_0
m5968897e6c5b33ea_1528450127855_0
Nauczyciel prosi uczniów, aby odpowiedzieli na kilka pytań, moderuje krótką dyskusję:
- Czym jest barwa? - Czy każdy człowiek widzi barwy tak samo? - Czy barwa i kolor to to samo?
Barwa to wrażenia zmysłowe człowieka, gdy do jego oka trafia mieszanina fal elektromagnetycznych z zakresu widzialnego światła. Ludzie niekoniecznie widzą barwy tak samo. Komórki siatkówki w oku odpowiedzialne za rozróżnianie kolorów są wrażliwe na światło dzięki specyficznym białkom, które je budują. Białka te nie są u wszystkich identyczne, z czego wynika, że widzimy świat w różnych odcieniach. Np. to, co dla jednej osoby jest fioletowe, dla drugiej może być różowe. Dochodzą jeszcze różnice w odbiorze barw u płci; mężczyźni zazwyczaj widzą mniej odcieni niż kobiety. Istnieją również wady wzroku związane z rozpoznawaniem kolorów.
m5968897e6c5b33ea_1528446435040_0
Z komputerową analizą obrazu mamy do czynienia na co dzień. Przykładem mogą być zdjęcia satelitarne powszechnie dostępne w internecie. Komputerowe przetwarzanie obrazu znalazło również zastosowanie w medycynie – diagnostyka obrazowa (np. badania USG), filmach i grach komputerowych – efekty specjalne. System informatyczny musi jak najlepiej oddać całą paletę barw otaczającego nas świata, dobrać sposób wyświetlania obrazu, nasycenie, kontrast, jasność, przezroczystość kolorów, aby obraz był dla nas jak najbardziej czytelny i zrozumiały.
Polecenie 1
Zastanów się, w jakich dziedzinach życia pojawiają się barwy. Np. w fizyce – rozszczepianie światła białego w pryzmacie. Odszukaj przykłady w internecie.
Model barw RYB. Zapewne każdy z nas bawił się mieszaniem farb. Stąd wiemy, że podstawowymi barwami są kolory: żółty, czerwony i niebieski. Jest to jeden z pierwszych modeli przestrzeni barw, złożony z barwy R – red, Y – yellow oraz B – blue. Został on opisany przez Isaaca Newtona w optyce.
[Ilustracja 1]
W informatyce również są zestawy barw podstawowych, nazywamy je modelami barw. Modele te z jednej strony służą do jak najlepszego odwzorowania naturalnych kolorów, z drugiej zaś umożliwiają łatwe zastosowanie do konkretnych celów oraz konwersję między sobą. Powstają rozwiązania zastępcze i znacznie uproszczone, które znajdują zastosowanie podczas wyświetlania i przetwarzania obrazu.
Najczęściej mamy do czynienia z wyświetlaniem obrazu na urządzeniach elektronicznych i z wydrukami.
Model RGB. Z Ilu urządzeń wyświetlających obraz dzisiaj korzystaliśmy? Za wyświetlanie kolorowego obrazu na telefonach, smartfonach, tabletach, komputerach, telewizorach itp. odpowiada model barw RGB.
Trójchromatyczna teoria widzenia (trzy barwy składowe) stała się podstawą do stworzenia modelu RGB. Teoria ta zakłada, że każdą barwę możemy uzyskać, mieszając barwy składowe: R – red, G – green, B – blue. Zwróć uwagę, że model ten związany jest ze światłem emitowanym.
[Ilustracja 2]
Każdy z trzech kolorów może być zapisany na 256 sposobów (wartości od 0 do 255) w 1 B (bajcie) pamięci komputera. Jeżeli przemnożysz te liczby przez siebie, otrzymasz 16 777 216 możliwych kolorów w palecie barw. Aby zapisać tak uzyskany, dowolny kolor palety, potrzebujesz 3 bajty pamięci komputera. W tej konwencji kolor zapisany za pomocą samych zer [0, 0, 0] będzie kolorem czarnym. Natomiast każda z barw w pełnym nasyceniu [255, 255, 255] odda barwę białą.
Model barw CMY. Model CMY, podobnie jak RGB, powstał przy wykorzystaniu teorii trzech barw, według której możemy otrzymać dowolny kolor, mieszając trzy barwy: C –cyan, M – magenta, Y – yellow.
[Ilustracja 3]
Polecenie 2
Otwórz aplet geogebry, na symulacji możesz sprawdzić, jak uzyskać nową barwę w modelach RGB i CMY. Spróbuj uzyskać dokładnie taki sam odcień koloru pomarańczowego i fioletowego w obu modelach barw.
[Geogebra aplet]
Model barw CMYK. Model CMYK jest powszechnie stosowany w druku. Do trzech barw znanych z modelu CMY dodano barwę czarną (K). K jest to ostatnią literą słowa black. Zdecydowano się na taki zapis, by nie mylić się z barwą Blue z modelu RGB. Modele CMY i CMYK imitują światło odbite, w przeciwieństwie do RGB.
Poniżej możesz zaobserwować różnice w wyświetlaniu na ekranie zdjęcia w modelu RGB (po lewej) i CMYK (po prawej).
[Ilustracja 4]
Model barw HSV. Edytory grafiki rastrowej proponują wykorzystanie modelu kolorów HSV, ponieważ definiuje on kolory najbardziej zbliżone do kolorów widzianych przez człowieka.
Polecenie 3
Otwórz program graficzny zainstalowany na twoim komputerze. Odszukaj w ustawieniach miejsce, gdzie możesz przestawić model wyświetlania barw. Sprawdź, ile takich modeli masz dostępnych.
Formaty plików graficznych a modele barw:
- Pliki GIF mają niewielkie możliwości, jeżeli chodzi zapisywanie palety kolorów. Każdy piksel obrazu może być opisany tylko przez jeden z 256 kolorów palety. Z tego powodu nie nadają się do zapisywania gradientów. - Pliki JPG przeznaczone są głównie do zapisu fotografii. Obsługują pełną paletę kolorów. Format JPG pozwala na pełen zapis palet kolorów RGB i CMYK. - Pliki PNG obsługują pełną paletę kolorów i przezroczystość. Format PNG obsługuje tryb RGB i jest zalecany do zapisu grafiki na strony www.
Polecenie 4
W programie do grafiki rastrowej otwórz zdjęcie przez siebie zrobione. Zobacz, czy możesz zmienić kolory na tym zdjęciu, poprawić jego jasność i kontrast. Zapisz swoją pracę w formatach: JPG, PNG oraz GIF. Porównaj jakość otrzymanych obrazów.
m5968897e6c5b33ea_1528450119332_0
Model RGB dotyczy obrazów, które będziemy oglądać ekranie, natomiast model CMYK dotyczy obrazów, które zostaną wydrukowane.