EFT Puglia
Equipe Formativa Territoriale della Puglia

Le immagini sono ovunque su computer e altri dispositivi digitali. Se pensi a tutti i diversi dispositivi che usi ea cosa fai con essi, è probabile che quasi tutti coinvolgano uno schermo o un display di qualche tipo! Tutto ciò che vedi sugli schermi dei computer, che si tratti di fotografie, video, siti Web, persino testo, è un'immagine che un dispositivo digitale è stato programmato per visualizzare. Poiché i computer memorizzano i dati come cifre, le immagini del computer vengono in definitiva rappresentate all'interno di un computer utilizzando solo 0 e 1.

Gli schermi dei computer sono divisi in una griglia di piccoli quadrati chiamati pixel . Ciascuno di questi pixel può mostrare un colore diverso e, poiché sono così piccoli, non vediamo i singoli pixel su uno schermo, ma li vediamo fondersi insieme in un'immagine. Se guardi molto, molto da vicino lo schermo di un computer o di una TV (specialmente quelli più vecchi), potresti essere in grado di vedere questi singoli pixel.

Le cifre memorizzate nel computer dicono a ciascuno di questi pixel di che colore dovrebbero essere e quando dovrebbero cambiare colore, il che significa che i computer possono trasformare un mucchio di cifre binarie (bit) dall'aspetto casuale in tutte le bellissime immagini che vediamo sui nostri schermi.

Esistono molti metodi diversi che possiamo utilizzare per convertire le immagini in dati digitali e viceversa. Il metodo che scegliamo dipende dal tipo di immagini in cui i dati devono essere convertiti. Un'immagine in bianco e nero, in cui ogni pixel può essere solo bianco o nero, è molto più semplice da rappresentare utilizzando le cifre rispetto a una pellicola a lunghezza intera, a colori e ad alta definizione! In questa unità gli studenti vengono introdotti a semplici esempi di come possono usare le cifre per creare immagini, come il numero di colori che un'immagine può includere si basa sul numero di bit usati per memorizzarla e come le immagini possono essere compresse in modo che occupino meno spazio di memoria.

Tecnologie digitali | Rappresentazione dei dati

Tutti i dati sui computer sono rappresentati con cifre e l'utilizzo di queste cifre per rappresentare altri tipi di dati e informazioni è un concetto fondamentale dell'informatica. A questo punto avrai probabilmente notato che le parole rappresentano e rappresentazione vengono usate molto, quindi diamo un'occhiata a cosa intendiamo esattamente con questo.

Il modo in cui un insieme di cifre rappresenta le informazioni cambia il modo in cui le interpretiamo. Ad esempio, se un insieme di cifre rappresenta un'immagine, interpretiamo quelle cifre come i colori di pixel diversi. Se invece è inteso come testo, lo interpretiamo come caratteri. La capacità dei computer di rappresentare più tipi di informazioni utilizzando solo cifre binarie è una delle cose che li rende così potenti. I computer utilizzano informazioni aggiuntive, come estensioni di file come .txto .gifper mostrare come i dati devono essere interpretati ed elaborati.

Proprio come l'apprendimento del sistema numerico binario, esplorare la rappresentazione dell'immagine espone gli studenti ai concetti di astrazione e decomposizione del pensiero computazionale. Gli studenti imparano a suddividere le immagini in pixel e poi in cifre, e come tornare indietro da cifre, pixel, immagini.

Tecnologie digitali | Algoritmi

Quando i pixel vengono utilizzati per rappresentare le immagini, il processo che eseguiamo per convertire le cifre in questi pixel è un tipo di algoritmo. Se un'immagine è stata compressa per risparmiare spazio, sono necessari algoritmi per decomprimere ... Ci sono molti algoritmi diversi che i computer usano per farlo, e quello che usano dipende da cose come il tipo di file delle immagini visualizzate, ad esempio se è un'immagine come un .pngor .jpeg, o un file video come un .mp4or .avi, o la risoluzione dell'immagine. Utilizziamo anche algoritmi per comprimere le immagini in file di dimensioni inferiori, il che significa che utilizzano meno memoria e sono più veloci da scaricare e copiare. Attraverso l'apprendimento della rappresentazione delle immagini, gli studenti praticano il pensiero algoritmico, la corrispondenza di modelli e il pensiero astratto.

Vocabolario spiegato

Pixel

Gli schermi dei computer sono divisi in una griglia di minuscoli quadrati colorati, chiamati pixel. Il colore di ogni pixel può essere impostato da un computer e vengono utilizzati per visualizzare le immagini sullo schermo di un computer. La parola pixel è un'abbreviazione di elemento immagine .

Risoluzione dello schermo

La risoluzione di uno schermo si riferisce al numero, o densità, di pixel sullo schermo. Di solito è definito come il numero di pixel per pollice sullo schermo o la larghezza e l'altezza dello schermo misurate in pixel. Ad esempio, una risoluzione dello schermo comune è 1920 x 1080 pixel (indicata come 1080p), il che significa che ha 2.073.600 pixel, poco più di 2 milioni!

Implicazioni nel mondo reale

Il modo in cui le immagini sono rappresentate digitalmente influenza il modo in cui vengono visualizzate, create, archiviate e manipolate. Più bit (cifre binarie) utilizziamo per memorizzare il colore di un pixel, maggiore è la varietà di colori che possiamo creare. Se usiamo un bit per memorizzare il colore di un pixel, abbiamo solo due opzioni per ciò che quel colore può essere (ricorda, con un bit possiamo rappresentare solo due valori diversi, perché possiamo usare solo 0 o 1). Se usiamo 8 bit (1 byte) per pixel possiamo invece visualizzare 256 colori diversi e se usiamo 24 bit (3 byte) possiamo visualizzare oltre 16 milioni di colori diversi, che è più di quanto l'occhio umano possa distinguere.

Tuttavia, l'utilizzo di più bit per rappresentare un colore aumenterà le dimensioni di un file immagine. Ciò significa che occuperà più spazio in memoria, impiegherà più tempo per l'elaborazione e la visualizzazione di un computer e impiegherà più tempo per essere trasmesso tra computer e su Internet. I registi devono utilizzare computer potenti e archiviare grandi quantità di dati quando modificano i loro video, altrimenti impiegherebbero troppo tempo per farlo o dovrebbero diminuire la qualità dell'immagine dei loro film. Questo è anche il motivo per cui i vecchi computer non possono sempre eseguire giochi più recenti; i computer più vecchi semplicemente non sono in grado di elaborare la grafica del gioco abbastanza velocemente da visualizzarla.

Per alcuni tipi di immagini possiamo utilizzare un algoritmo di compressione per diminuire la dimensione del file. Gli algoritmi di compressione possono farlo senza perdere, o perdere solo una piccola quantità, la qualità dell'immagine. Gli algoritmi di compressione delle immagini ci consentono di archiviare, elaborare, trasmettere e creare immagini più rapidamente.

Domande di riflessione

• Cosa è stato più sorprendente nell'apprendimento derivante dall'insegnamento di questa unità?
• Chi erano gli studenti che erano molto sistematici nelle loro attività?
• Chi erano gli studenti che erano molto dettagliati nelle loro attività?
• Cosa cambierò nella consegna di questa unità?