Компьютерлік графика мүмкіндіктерін оқытудың теориялық негіздері

КІРІСПЕ

 

 

Зерттеу жұмысының өзектілігі. Қазіргі таңда ақпараттық технологиялардың күрт дамуы сабақты өткізудің жаңа тәсілін, яғни қашықтықтан оқытуды енгізуге мүмкіндік беріп отыр. Ол біріншіден, оқып үйренушіге уақытты үнемдеуге және оқып үйренетін  орынды таңдауға, екіншіден, қандай да бір себептермен дәстүрлі түрде оқып білім ала алмайтындарға өз бетімен білім алуға, үшіншіден,  жаңа ақпараттық технологияларды пайдалануға мүмкіндік береді, төртіншіден, оқуға кететін шығынды әлдеқайда азайтады.

Adobe компаниясы өзінің ең мықты және атақты графикалық дестелерін біріктіріп, жаңа Creative Suite, қысқаша айтқанда CS атты толық графикалық дестесін ұсынды. Оның құрамына Photoshop бағдарламасы мен бірге ImageReady, Illustrator, InDesign, GoLive және Acrobat бағдарламалары кірді.  
Photoshop бағдарламасы өзінің жаңартылған өзгерістерімен графикалық кескіндер мен суреттерді жеңіл, ұтымды өзгертуге және өңдеуге мүмкіндік береді. Бұл нағыз ақпаратты сандық өңдеу жүргізетін кәсіби қосымша десте.  
 Adobe Photoshop бағдарламасы графикалық объектілерді өңдеу, өзгерту, сақтауда қолданылатын дестелердің  бірі. Adobe Photoshop – палитрамен жұмыс істеу, калибровка жасау, сканерлеу, импорттау және экспорттау, облыстарды, контурларды бөлу, салу/өзгерту, түстерді, қабаттарды, каналдар және маскаларды, таңдау және тағы басқа мүмкіндіктерді ұсынады.

Оқытушы бағдарламалардың және электрондық оқулықтардың  бүгінгі таңда оқу үрдісіне енгізілуі білімгерлерді өз бетімен және қашықтықтан білім алуға  жетелейді, орта мектептерде компьютерлік графика мүмкіндіктерін оқыту әдістемесі бұл тақырыптың өзектілігін көрсетеді.

 Дипломдық  жұмысының мақсаты – Delphi бағдарламалау тілінің және Snagit мультимедиялық бағдарламасының көмегімен компьютерлік графика редакторын  оқытуға бағытталған қолданбалы бағдарламаларының бірі Adobe Photoshop-ты оқыту әдістемесін жасап, оны орта метептердің оқу үрдісіне қолдану.

Мақсатқа жету үшін келесі міндеттер анықталды:

• зерттеу жұмысына қатысты шетелдік және отандық ғалымдардың ғылыми зерттеу жұмыстарына талдау жасау. Сонымен қатар зерттеу жұмысының бағыты бойынша оқу-әдістемелік құралдарына жалпы шолу жасау;
• зерттеу жұмысында орта мектепте графикалық редакторлардың бүгінгі күнгі мүмкіндіктерін зерттеу және жүзеге асыру бойынша теориялық тұрғыда негіздеу;
• орта мектеп білімгерлеріне зертханалық жұмыстарға арналған өңдемелер жасау арқылы компьютерлік графика мүмкіндіктерін оқытудың әдістемесін жасау;
• мультимедиалық оқуға арналған видеожазбалар дайындау;
• «Компьютерлік графика» курсына Photoshop редакторы бойынша, арналған электрондық оқулық дайындау.

 

         Зерттеу объектісі – компьютерлік графика мүмкіндіктерін орта мектептерте оқыту үрдісі.

Зерттеу пәні – орта мектепте компьютердік графика мүмкіндіктерін Adobe Photoshop бағдарламасын қолданып оқыту әдістемесі.

Зерттеудің жаңалығы - компьютерлік графика мүмкіндіктерін жоғары дәрежеде пайдалануға арналған Adobe Photoshop бағдарламасын оқытуға арналған электрондық оқулық жасалып, оның орта мектептің оқу үрдісіне енгізуге ұсынуға болатындығы.

Зерттеудің практикалық маңыздылығы:

• орта мектепте білім беруді жетілдіру мақсатында, компьютерлік графиканы оқыту әдістемесі пайдалану нәтижесінде, мектеп оқушыларының алған білімін, дағды және іскерліктерінің нақтылануы;
• зерттеу жұмысының нәтижесі бойынша білімгерлердің білім деңгейлерін жандандыруға болатындығы.

Зерттеудің ғылыми – теориялық зерттеу әдістері – ғылыми зерттеу жұмысының бағыты бойынша ғылыми, педагогикалық, психологиялық және әдістемелік әдебиеттерге талдау жасау; озық педагогикалық тәжірибелерді жаңа ақпараттық технология мүмкіндіктерін пайдаланып оқытып үйрету; оқыту үрдісін бақылау; оқушылармен, ата-аналармен және мұғалімдермен пікір алмасу, тәжірибелік бақылау жүргізу және нәтижелерін өңдеу.

Зерттеудің  әдіснамалық негіздері – компьютерлік технологияларға деген педагогикалық, психологиялық көзқарастар; орта мектеп оқушыларының жеке тұлғалық дамуы; олардың тәжірибелік іс әрекеті мен логикалық ойлау қабілеттерін біртіндеп қалыптастыру теориясы және оқу-бағдарламалық құжаттарды оқып үйрену.

Зерттеу жұмысының құрылымы – кіріспеден, екі бөлімнен, қорытындыдан, қолданылған әдебиеттер тізімінен және қосымшадан тұрады.

Зерттеу жұмысының бірінші бөлімінде – Adobe Photoshop редакторының интерфейсіне, құрал – саймандар тақтасына, палитралар тақтасының түрлеріне сипаттама беріледі, сонымен қатар, редактордың түстік модельдері, құжаттармен жүргізілетін амалдар қарастырылған.

Екінші бөлімде – Adobe Photoshop редакторын оқып үйренуге арналған зертханалық жұмыстарға өңдемелер жасалады және әдістемелік нұсқаулар беріледі.

Қорытынды бөлімінде – дипломдық жұмысын дайындау үрдісіндегі орындалған маңызды әрекеттер, жұмыстың жалпы нәтижелері, оны қолданудың ерекшеліктері мен тиімділігі баяндалған.

 

 

 

 

 

 

1 КОМПЬЮТЕРЛІК ГРАФИКА  МҮМКІНДІКТЕРІН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ  НЕГІЗДЕРІ

 

1.1 Компьютерлік графиканың қысқаша даму тарихы. Компьютерлік графиканың маңыздылығы және түрлері.

 

 

Компьютерлік графика (сонымен қатар машиналық графика) – бұл компьютер синтезі үшін, сонымен қатар визуалды ақпаратты өңдеу үшін  қолданылатын қызмет аймағы. Алғашқы есептеу машиналары графикамен жұмысқа арналған жеке құралдарға ие болған жоқ. Лампалар матрицасы негізінде құрылған алғашқы электрондық машиналардың жадын бағдарламалай отырып өрнектерді алуға болатын. 1961 жылы программист С. Рассел алғашқы графикамен компьютерлік ойынды ойлап тапты. Бұл ойын PDP-1 машинасында құрылған болатын. 1963 жылы американ ғалымы Айвен Сазерленд нүктелерді, түзулерді және шеңберлерді салуға мүмкіндік беретін бағдарламалық-аппараттық Sketchpad кешенін құрды. Негізінен бұл компьютерде жүзеге асырылған алғашқы векторлық редактор. 1960 жылдардың ортасында компьютерлік графиканың өндірістік қосымшаларында өңдемелер пайда болды. Осылайша, Т. Мофетта және Н. Тейлордың жетекшілігімен Itek фирмасы электрондық сызбалық машинаны ойлап тапты. 1964 жылы General Motors автоматтандырылған жобалау DAC-1 жүйесін IBM-мен бірлесіп ұсынды. 1968 жылы Н. Н. Константинов жетекшілік еткен топпен мысық қозғалысының компьютерлік математикалық моделі құрылған болатын. БЭСМ-4 машинасы дифференциалдық теңдеулерді шешудің бағдарламасын орындай отырып, өз уақытында жаңалық болған «Кошечка» мультфилмін салды. Визуалдау үшін алфавиттік-сандық принтер қолданылды. Компьютерлік графика үлкен прогресске бейнені сақтау мүмкіндігі пайда болғанда және оны компьютерлік дисплейге шығарғанда қол жеткізді.

Компьютерлік графика  аймағындағы бағдарламалар тек  академиялық бағытта және ғылыми мекемелерде ғана қолданылды. Ақырындап компьютерлік графика күнделікті өмірге нық ене бастады және осы облыста коммерциялық жобаларды енгізу мүмкін болды. Компьютерлік графиканы қолдану аймағы бір көркемдік эффектімен шектелмейді (1.1-сурет). Ғылымның, техниканың, медицинаның, коммерциялық және басқару қызметінің барлық саласында ақпаратты көрнекі ұсыну үшін арналған копьютермен құрылған сызбалар, графиктер, диаграммалар қолданылады. Конструкторлар автомобильдің және тікұшақтың жаңа модельдерін құруда үшөлшемді графика объектілері қолданылады. Архитекторлар монитор экранында ғимараттың көлемді бейнесін құрады, ал бұл оның ландшафтыда қалай орналасатынын көрсетеді (1.2-сурет).

Компьютерлік графика  технологияларының негізгі қолдану  аймағына келесілер жатады:

• Қолданушының графикалық интерфейсі;
• арнайы эффектілер, визуалды эффектілер, сандық кинематография;
• сандық телевидение, бүкіл әлемдік өрмек, видеоконференция;
• сандық фотография және оны өңдеудің үлкен мүмкіндіктері;
• сандық көркемөнер;
• ғылыми және қызметтік деректерді визуализациялау;
• компьютерлік ойындар, виртуалды нақтылық жүйесі (мысалы, тікұшақты басқарудың тренажёрлары);
• автоматты жобалау жүйесі;
• компьютерлік томография;
• кино және телевидение үшін компьютерлік графика;
• лазерлік графика;
• баспа жұмыстарында жарнамалық плакаттарды дайындау;
• визит карточкаларын жасау;
• кітап журналдардағы түрлі-түсті суреттерді салу.

1.1-сурет. Есептеу техникасы.

 

1.2-сурет. Компьютерлік бейнелерді визуалдау құрылғылары.

 

Бейнені беру әдістеріне қарай графиканы келесі санаттарға бөлуге болады:

Екіөлшемді графика

Екіөлшемді графика (2D ағылшыннан аударғанда two dimensions - «екі өлшемді») компьютерлік графика графикалық ақпаратты ұсыну типі бойынша және бейнені өңдеу алгоритміне қарай бөлінеді. Әдетте компьютерлік графиканы векторлық және растрлық деп бөледі, сонымен қатар бейнені ұсынудың фрактальдық типі бар.

Векторлық графика. Векторлық графика бейнені геометриялық примитивтер жиынтығы ретінде ұсынады. Әдетте нүктелер, түзулер, шеңберлер, тіктөртбұрыштар,  қолданылады. Объектілерге кейбір атрибуттар меншіктеледі, мысалы, түзу қалыңдығы, толтыру түсі. Бейне координаттар, вектор және примитивтер жиынтығын сипаттайтын басқа сандар  ретінде сақталады. Векторлық пішімдегі бейнелер жөндеу үшін кеңістік береді. Бейне жоғалтусыз масштабталады, айналады, деформацияланады және векторлық графикада имитациялау растрлыққа қарағанда қарапайым.

1.3-сурет. Векторлық бейне.

 

Себебі әрбір түрлендіру келесі түрде болады: ескі бейне (немесе үзінді) өшеді, ал оның орнына жаңасы құрылады. Векторлық бейнені математикалық сипаттау бұрынғыдай болып қалады, тек кейбір айнымалылардың мәндері өзгереді, мысалы, коэффициенттер. Растрлық картинканы түрлендіру кезінде шығыс деректері болып пиксельдер жиынтығының сипаттамасы табылады, сондықтан пиксельдің кіші санын үлкенге немесе үлкен мәнін кішіге ауыстыруда проблемалар туындайды. Қарапайым әдісі бір пиксельді сол түсті бірнешемен ауыстыру болып табылады (1.3-сурет). Нақты әдістер жаңа пиксельдер кейбір түске ие болатын интерполяция алгоритмін қолданады. Осылайша масштабтау Adobe Photoshop бағдарламасында қолданылады. Мұндай әдіс сызбаларды ұсыну үшін, масштабталатын қаріптер, қызметтік графика үшін, мультфильмдерді құру және роликтер жасау үшін қолданылады.

Векторлық әдіс – бұл бейнені қиындылар жиынтығы түрінде ұсыну. Векторлық графикамен жұмысқа арналған бағдарламалық құралдар иллюстрациялар құру үшін қолданылады. Мұндай құралдарды жарнамалық агенттіктерде, дизайнерлік бюроларда, редакцияларда және басылымдарда кеңінен қолданады.

1.4-сурет. Векторлық бейне.

 

Векторлық бейне – негізгі элементтері компьютер жадында математикалық формулалар және сандық параметрлер түрінде сақталатын қарапайым геометриялық фигуралар (шеңбер, төртбұрыш, сызық, доға т.б.). Векторлық бейненің базалық элементі сызық болып табылады (1.4-сурет). Векторлық бейненің артықшылығы оның жеке элементтеріне өзгерістер енгізе алмаймыз. Векторлық бейнемен жұмыс жасайтын қосымшалар: CorelDraw, MircGraphx, AdobeIllustrator, FrectLand т.б. Corel Канадалық Corporation фирмасының CorelDraw векторлық редакторы құрамындағы қуатты оқыту жүйесі дайын бейнелердің аса зор кітапханаларының бар болуы сияқты кең мүмкіндіктерімен әйгілі. Бағдарлама терезесі: жұмыс аймағы, тақырып жолы, мәзір жолы, қалып-күй жолы, құрал-саймандар тақтасы және құрамын қолданушы анықтай алатын басқа панельдер, жылжыту жолағы және сол сияқты стандартты элементтерге де ие. Векторлық бейнелерде суреттің әрбір жеке элементі вектор түрінде, дәлірек айтқанда осы фигура жайлы ақпараттар оның мөлшері, центірінің координаталары және түсі туралы ақпаратты құрайтын қарапайым геометриялық фигуралардың (сызықтар, тіктөртбұрыш, дөңгелектер) математикалық сипаттамасы түрінде жазылады және сақталады. ЭЕМ жадында векторлы бейнені пайдалануда әрбір графикалық примитивтік геометриялық объектінің математикалық сипаттамасы сақталады, олардан бейне құрастырылады. Дербес жағдайда, шеңберді суреттеуде оның центрінің орналасуын, радиусын, сызықтардың қалыңдығы мен түсін сақтау жеткілікті. Осы берілгендер бойынша сәйкес бағдарламалар дисплей экранында қажетті фигураны салады. Бейнелерді осылай сипаттау растрлы бейнеге қарағанда біршама аз жадыны қажет ететіні түсінікті, себебі ол суреттің әрбір нүктесінің түсін сақтамайды. Векторлы бейненің кемшілігі: жоғарғы сапалы көркем бейнелер, суреттер және фильмдермен жұмыс жасау мүмкіндігінің жоқтығы болып табылады. Векторлы бейнені пайдаланудың негізгі сферасы сызба, сызба-нұсқа, диаграмма және т.б. болып табылады.

Растрлық графика

Растрлық графика пиксельдердің  екіөлшемді массиві (матрица) болып табылады. Әрбір пиксельге жарықтық, түс, мөлдірлілік сияқты мәндер немесе осы мәндер комбинациясы сәйкес келеді. Растрлық бейне кейбір жолдар және бағандар жиынтығынан тұрады (1.5-сурет). Ешқандай жоғалтусыз растрлық бейнені тек кішірейтуге болады, бірақ бейненің кейбір бөлшектері жоғалып кетеді. Ал растрлық бейнені үлкейту әдемі болып шығады. Растрлық түрде кез-келген бейнені ұсынуға болады, бірақ сақтаудың бұл әдісі өз кемшіліктеріне ие, себебі бейнемен жұмысқа жадтың үлкен көлемі қажет.  

1.5-сурет. Растрлық графика көрінісі.

 

Растрлық әдіс – бейне боялған нүктелер жиынтығы түрінде ұсынылады. Растрлық графиканы электрондық (мультимедиалық) және полиграфиялық басылымдарды шығаруда қолданылады. Растрлық графика құралдарымен құрылған иллюстрациялар компьютерлік бағдарламалар көмегімен жиі құрмайды. Көбіне бұл мақсатта суретшілер және фотографтармен құрылған сканерленген иллюстрацияларды қолданады.

Растрлық бейне –  файлдар бейнесінің әрбір нүктесіндегі белгілі бір жиынның қатарласа орналасқан тізбегі, түрлі-түсті нүктелердің жиынтығы. Нүктелер кестесіндегідей жолдар мен бағандарға орнатылған. Бейненің әрбір нүктелерге компьютердің жадындағы жеке ұяшық сәйкес келеді. Растрлы бейнені өңдеу үшін қолданылатын көптеген бағдарламалардың ішінен Adobe компаниясының Photoshop бағдарламасы ерекше орынды алады. Жасалатын жұмыстың маңыздылығы бойынша ол бүгінгі күні компьютерлік бейненің стандарты болып табылады және басқа да қолданылатын барлық бағдарламалар тек сонымен салыстырылады. AdobePhotoshop бағдарламасын басқарудың негізгі элементтері мәзір қатарына, құрал-саймандар және қасиеттер тақталарына бағытталған. Негізгі топты аспаптық палитралар диалогтық терезесі құрайды. Растрлы бейнені қолдануда бейненің әрбір минималды элементі болып табылатын пиксель түсі биттердің анықталған санымен кодталады. Picsule элемент деген сөзінен алынған, сурет элементі деген мағынаны білдіреді. Бейне пиксель деп аталатын ұсақ нүктелердің үлкен саны түрінде беріледі. Олардың әрқайсысының түсі болады, нәтижесінде үлкен сандардан тұратын тас немесе шыныдан мозайка немесе витраж құрылатыны сияқты бейне құрастырылады. Растрлық бейнені сақтаған кезде жадыға енгізілетін элементтің саны графикалық бейне орналасқан экрандағы нүктелер саны сәйкес келеді. Ең жиі пайдаланып жүрген кәсіптік растрлық қосымшалар: CorelPhoto, AdobePhotoshop, PhotoFinish. Кез-келген бағдарламалардың артықшылығы оның әрбір жеке элементтеріне өзгерістер енгізе алуының мүмкіндігі болуы. Ал растрлық бейненің кемшілігі масштабтылық жолмен өзгерістер енгізген кезде сурет сапасын жоғалтады.