Графика: Изчисляване на цвета
В един дигитален свят приемаме цвета за даденост. Чрез дейности извън компютъра учениците научават разликата между адитивен и изваждащ се цвят и как изображенията се генерират на екрана и се прехвърлят на физически печат.
- Как се създава цвят на видеоекрани с помощта добавка цвят.
- Как се създава цвят в принтери с помощта изваждащ цвят.
- Разликата между адитивен и изваждащ се цвят.
- Как и защо цветът на добавката е представен като едно число.
Възрастови нива: 11-13
Строителни материали (за всеки екип)
Необходими материали
- Достъп до интернет за гледане на видеоклипове и за използване на онлайн избор на цветове в групи от 3-6. Ако имате на разположение само една учителска станция, учениците могат да я редуват, докато други извършват шестнадесетичната дейност. Вижте раздела Копаене по -дълбоко.
- Магента, жълта, циан и черна боя за пране.
- 1 четка за рисуване на човек.
- Елементи от стихове - достатъчно за всяка група да сподели 8.
- Художествена хартия за рисуване.
- Хартиени кърпи (за почистване).
- Вестник за покриване на работни повърхности.
- Купи за еднократна употреба, достатъчни за всяка група да има четири, за да държат боята.
- Червени, зелени и сини цветни гелове, в достатъчни количества, за да могат групи от 3-5 ученици да споделят по един от всеки цвят (гелове могат да бъдат закупени в цял свят за по -малко от $ 10. Търсете „гелове“ в Интернет)
- Три фенерчета на група от 3-5 ученици
- Гумени ленти за закрепване на гелове към фенерчета.
- Комплект използвани цветни принтерни касети CMYB (напр. Циан, магента, жълто, черно). Друга възможност е да отворите принтер, за да видите касетите, или да имате изображение на пакет с касети с мастило
Design Challenge
Вие сте екип от инженери, изправени пред предизвикателството да научите за адитивните и изваждащите се цветове и да научите как да представяте цвета в шестнадесетичен. Ще трябва да намерите цвета на обект, който сте избрали с помощта на уебсайт и след това да смесите боята заедно, за да съответства на цвета на вашия обект.
Ограничения
- Използвайте само предоставените материали
- Разбийте класа на екипи от 3-5.
- Раздайте работния лист Графика: Изчисляване на цвета, както и няколко листа хартия за скициране на дизайни.
- Задайте предсесийна домашна работа: Помолете учениците да донесат нещо цветно от природата. Това може да бъде цвете, лист, скала, плод или зеленчук. Той трябва да има плътен цвят, достатъчно голям, за да бъде съчетан с инструмент за избор на цвят. Ако преподавате в градска среда, където децата наистина нямат достъп до естествен цвят, проявете креативност в предложенията си за подходящи предмети или сами съберете проби предварително. Използвахме узряло манго. Целта на това упражнение е да получите възможно най -голямото разнообразие от естествени цветове. Имайте редица свои образци за ученици, които са склонни да забравят домашните.
- Обсъдете темите в раздела „Основни понятия“. Запознайте учениците с:
● Как се създава цвят на видеоекрани с помощта на допълнителен цвят.
● Как се създава цвят в принтери с помощта на изваждащ се цвят.
● Разликата между адитивен и изваждащ се цвят.
● Как и защо цветът на добавката е представен като едно число.
Този урок предоставя практически преживявания както с добавени, така и с изваждащи се цветове. Той също така излага учениците на шестнадесетични числа и как те се използват за представяне на адитивния цвят като двоично число. Въпреки това, поради ограничения във времето, акцентът е върху шестнадесетичното, а не върху двоичното представяне. Инструментите за компютърна графика за начинаещи са склонни да се фокусират върху адитивен цвят, но цветният печат също е компютърна технология. Следователно, тази дейност включва смесване на бои, като се използва уебсайт, посочен в раздела „Копаене по -дълбоко“ за преобразуване на допълнителен цвят в изваждащ се цвят.
Този урок предоставя инструкции, които предполагат минимални математически умения. В зависимост от вашия клас, може да решите да добавите някаква инструкция за връзката между двоични и шестнадесетични числа и евентуално да преминете през формулите за преобразуване на добавяне към изваждане. Това е напълно незадължително. Ресурс за двоично-шестнадесето преобразуване може да бъде намерен на адрес https://www.rapidtables.com/convert/number/how-binary-to-hex.html. Конвертирането на RGB в CMYK се появява тук: https://www.rapidtables.com/convert/color/rgb-to-cmyk.html
Най -скъпата инвестиция за този клас са адитивни източници на светлина. Въпреки че има налични комплекти, студентите да конструират цветен източник на светлина от много евтино фенерче и цветни гелове засилват идеята за източник на бяла светлина. В идеалния случай 4 до 6 ученици трябва да споделят три фенерчета и по един от червени, зелени и сини гелове. Ако цената е фактор, накарайте целия клас да се редува с един или два комплекта от три фенерчета и гелове. Експериментирайте с това преди сесията, за да разберете как яркостта се изразява в разстоянието от отразяващата светлината стена.
В част 2 учениците ще използват CMYK боя, за да създадат образец, съответстващ на цвета на намерения обект. Практикувайте това предварително, за да планирате логистиката на това с вашите ученици. - Прегледайте процеса на инженерно проектиране, предизвикателството при проектирането, критериите, ограниченията и материалите.
- Попълнете част 1
1. Изберете един от видеоклиповете, изброени в раздела „Копаене по -дълбоко“ за добавяне и изваждане на цвят. Прегледайте концепциите с учениците си. Когато погледнат намерения обект, попитайте ги дали виждат добавен или изваждащ се цвят. Помолете ги неофициално да предскажат кои цветове поглъщат обектите и кои цветове се отразяват.
2. Обяснете на учениците си, че когато изображение се конструира на видео екран, независимо дали е на телефон или филмов екран, светят милиони светлинни точки (пиксели), в зависимост от това кой цвят се съхранява в паметта на компютъра, съответстваща на тази позиция на екрана.
3. Покажете им набор от изразходвани касети за принтер. Обяснете, че когато цветът се прехвърля на отпечатана страница, цветовете се превеждат в комбинации от цветовете CMYK.
4. Насочете учениците към работен лист 1, отговарящ на естествените цветове. В екипи от 3-6 насочете учениците си към следния уебсайт: http://www.rapidtables.com/web/color/RGB_Color.htm Те трябва да се опитат да съчетаят цвета на всеки от намерените си обекти с цветова проба. Насочете ги да записват RGB числата и шестнадесетичното число (#). Игнорирайте номерата на HSV. Демонстрирайте как да конструирате трите цветни фенерчета и да създадете допълнителен цвят.
5. Насочете учениците към Цветове на работен лист 2 в шестнадесетична форма. Това задание не е толкова интересно, колкото избора на цвят, но обяснете, че е необходимо да се разбере как работят шестнадесетичните числа, за да се извърши последната дейност в част 2. Ако приключат рано, дайте им произволни шестнадесетични числа и накарайте ги да се опитат да предскажат какви цветове ще се появят. Накарайте ги да използват инструмента за избор на цвят, за да потвърдят предположенията си.
- Попълнете част 2
1. Съберете отново групи от ученици и ги накарайте да отидат на уебсайта на работен лист 3 Субтрактивен цвят.
2. Разпределете следните материали към всяка група:
а. Вестник за покриване на работни повърхности.
б. Четири купи за еднократна употреба, пълни с по един от цветовете CMYK.
° С. Две пръчици за сладкиши на купа, които да се използват за измерване на боята.
д. Едно парче художествена хартия на ученик (има екстри за рестартиране).
д. Една четка за рисуване на човек.
3. Кажете на учениците да използват художествените пособия, за да нарисуват образец приблизително 4 X 4 инча (10 X 10 cm) в цвета на техния намерен предмет. Обърнете се към работния лист 1. Демонстрирайте как да измервате приблизително точното количество от всеки цвят боя, използвайки пръчките за лак. (Вижте Работен лист 2 за изчисляване на частите.) Наблюдавайте тази дейност, защото това са ученици от средното училище с богато въображение.
4. Докато учениците завършват своя образец, започнете да организирате цветно колело, като наблюдавате съседни цветове. Уверете се, че всеки образец включва шестнадесетичния номер на цвета.
5. Когато всеки завърши своя образец, обсъдете връзката между позицията на цветното колело и шестнадесетичното число. Напомнете на учениците, че двете цифри от висок ред са червени, средните две цифри са зелени, а двете ниски цифри са сини. Обсъдете връзката между номерата RGB и CMYK и тяхната позиция на колелото.
- За повече съдържание по темата вижте раздела „Копаене по -дълбоко“.
Модификация на времето
Урокът може да бъде направен само за 1 клас за по -големите ученици. Въпреки това, за да помогнете на учениците да не се чувстват прибързани и да осигурят успех на учениците (особено за по -малките ученици), разделете урока на два периода, като дадете на учениците повече време за мозъчна атака, тестване на идеи и финализиране на техния дизайн. Проведете тестването и разбора през следващия учебен период.
Адитивно и изваждащо цветно и шестнадесетично кодиране
Предизвикайте начина, по който мислите за цвета
Още в детската градина научихте, че има три основни цвята (червено, синьо, жълто) и три вторични цвята, които могат да се смесват от основните. Помните ли какви са те? Ако сте правили кодиране или уеб дизайн, може би сте забелязали, че видео графиките използват червено и синьо, но вместо жълто, те използват зелено (RGB).
Ако някога сте сменяли касетите на принтера в цветен принтер, може би сте забелязали, че основните цветове са пурпурен, циан, жълт и черен (CMYK). Какво става тук? Кой набор от цветове е правилният набор? Оказва се, че всички те имат цел. Художниците използват червено/жълто/синьо от векове, за да улавят цветовете в природата. Съвсем наскоро в професионалния печат те бяха заменени от CMYK, което дава по -точно цветово съвпадение със съвременното печатащо оборудване. RGB се използва за създаване на цветове на видео екрани, вариращи от мобилни телефони до огромни телевизори с висока разделителна способност.
В този урок ще видите, че компютърната графика използва RGB, когато цветът се показва на екрана, и използва CMYK, когато цветът се отпечатва върху повърхност като хартия. Някои определения ще помогнат.
Допълнителен цвят
RGB произвежда допълнителен цвят. Видео екранът има милиони малки светлинни точки, наречени пиксели. Всеки пиксел може да бъде осветен с комбинация от червена, зелена и синя светлина. Добавяте цвят и яркост, за да създадете цвят. За да се осветят тези пиксели по -бързо, отколкото окото вижда, информацията за всеки пиксел се съхранява в паметта на компютъра. Кодът, който изпълва екрана с цвят, преминава през тази памет, улавяйки един цвят наведнъж.
Представяне на цвят в шестнадесетично число
Съвременните компютри, включително смартфони като iPhone, имат 64-битова памет. Представете си ред от 64 единици и нули, за да следите един цвят. Тези 64 бита съдържат двоично число (1 или 0). Тъй като човешкият мозък има проблеми с двоичните числа, цветът RGB е представен в база 16. Използвайки логиката, компютърът може бързо да вземе това число и да го преобразува в червени, зелени или сини части. Това ще има повече смисъл, докато изпълнявате дейностите в този урок.
Изваждащ се цвят
Цветът CYMK се използва, когато смесвате пигменти заедно върху повърхност, например хартия. Ще имате възможност да изпитате и това. Цветът, който нанасяте върху повърхността, абсорбира част от цвета и отразява само цвета, който виждате. Той изважда цвета, който не виждате. Това също ще има повече смисъл, докато извършвате дейностите.
Интернет връзки
- http://www.worqx.com
- http://www.w3schools.com
- https://www.youtube.com
- http://www.rapidtables.com
- http://www.rapidtables.com
Препоръчителна четене
- https://en.wikipedia.org/wiki/RGB_color_model (За учителите)
- http://munsell.com/color-blog/history-of-color-systems/
- https://en.wikipedia.org/wiki/RYB_color_model
- https://en.wikipedia.org/wiki/Color_wheel
Писателска дейност
Когато сте били много малки, научихте за основните цветове „червено“, „жълто“, „синьо“ и вторичните цветове „оранжево“, „зелено“, „лилаво“. Обяснете как те се сравняват с адитивни и изваждащи се цветове. Направете случай дали те са по -скоро като добавени или изваждащи се цветове. Посочете източниците си, ако проучите отговора.
Привеждане в съответствие с учебните програми
Забележка: Всички учебни планове от тази поредица са приведени в съответствие със Стандартите за компютърни науки на Асоциацията на учителите по компютърни науки K-12, а ако е приложимо и с Общите основни държавни стандарти на САЩ по математика, Принципите и стандартите за училища на Националния съвет на учителите по математика на САЩ Математика, Стандартите на Международната технологична образователна асоциация за технологична грамотност, Националните стандарти за образование в областта на науката на САЩ и Научните стандарти на САЩ от следващо поколение.
Национални стандарти за научно образование 5-8 клас (на възраст 10-14)
СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Д: Наука и технологии
В резултат на дейностите всички ученици трябва да се развиват
- Разбиране за науката и технологиите
Научни стандарти и практики от следващо поколение 6-8 клас (на възраст 11-14)
Практика 2: Генериране и използване на модели
- Разработете и/или използвайте модел за генериране на данни за тестване на идеи за явления в естествени или проектирани системи, включително тези, които представляват входове и изходи, и тези в незабележими мащаби.
Практика 5: Използване на математика и изчислително мислене
- Използвайте математически представи, за да опишете и/или подкрепите научните заключения и дизайнерските решения.
Практика 6: Изграждане на обяснения и проектиране на решения
- Изградете обяснение, използвайки модели или представления
Принципи и стандарти за училищна математика (за всички възрасти)
Стандарти за решаване на проблеми
- Решаване на проблеми, които възникват в математиката и други контексти
Стандарти за комуникация
- Предайте последователното и ясно своето математическо мислене на връстници, учители и други
Представителства
- Използвайте представи за моделиране и интерпретиране на физически, социални и математически явления
Общи основни държавни практики и стандарти за училищна математика
- CCSS.MATH.PRACTICE.MP1 Осмислете проблемите и продължете да ги решавате.
- CCSS.MATH.PRACTICE.MP4 Модел с математика.
- CCSS.MATH.PRACTICE.MP5 Използвайте подходящи инструменти стратегически.
Стандарти за технологична грамотност - всички възрасти
Същност на технологиите
- Стандарт 2: Студентите ще развият разбиране за основните концепции на технологията
Проектираният свят
- Стандарт 17: Студентите ще развият разбиране и ще могат да избират и използват информационни и комуникационни технологии
CSTA K-12 стандарти за компютърни науки 6-9 клас (на възраст 11-14)
- 2 Ниво 2: Компютърни науки и общност (L2)
- Изчислително мислене: (CT)
- Разгледайте връзките между елементите на математиката и компютърните науки, включително двоични числа, логика, множества и функции.
- Сътрудничество (CL)
- Сътрудничество с връстници, експерти и други, като се използват съвместни практики, като програмиране по двойки, работа в екипи по проекти и участие в групови активни учебни дейности.
- Изчислителна практика и програмиране (CPP)
- Изберете подходящи инструменти и технологични ресурси за изпълнение на различни задачи и решаване на проблеми.
- Използвайте разнообразни мултимедийни инструменти и периферни устройства, за да поддържате личната производителност и обучение в цялата учебна програма.
Адитивно и изваждащо цветно и шестнадесетично кодиране
Предизвикайте начина, по който мислите за цвета
Още в детската градина научихте, че има три основни цвята (червено, синьо, жълто) и три вторични цвята, които могат да се смесват от основните. Помните ли какви са те? Ако сте правили кодиране или уеб дизайн, може би сте забелязали, че видео графиката използва червено и синьо, но вместо жълто, те използват зелено (RGB).
Ако някога сте сменяли касетите на принтера в цветен принтер, може би сте забелязали, че основните цветове са пурпурен, циан, жълт и черен (CMYK). Какво става тук? Кой набор от цветове е правилният набор? Оказва се, че всички те имат цел. Художниците използват червено/жълто/синьо от векове, за да улавят цветовете в природата. Съвсем наскоро в професионалния печат те бяха заменени от CMYK, което дава по -точно цветово съвпадение със съвременното печатно оборудване. RGB се използва за създаване на цветове на видео екрани, вариращи от мобилни телефони до огромни телевизори с висока разделителна способност.
В този урок ще видите, че компютърната графика използва RGB, когато цветът се показва на екрана, и използва CMYK, когато цветът се отпечатва върху повърхност като хартия. Някои определения ще помогнат.
Допълнителен цвят
RGB произвежда допълнителен цвят. Видео екранът има милиони малки светлинни точки, наречени пиксели. Всеки пиксел може да бъде осветен с комбинация от червена, зелена и синя светлина. Вие добавете цвят и яркост, за да се получи цвят. За да се осветят тези пиксели по -бързо, отколкото окото вижда, информацията за всеки пиксел се съхранява в паметта на компютъра. Кодът, който изпълва екрана с цвят, преминава през тази памет, улавяйки един цвят наведнъж.
Представяне на цвят в шестнадесетично число
Съвременните компютри, включително смартфони като iPhone, имат 64-битова памет. Представете си ред от 64 единици и нули, за да следите един цвят. Тези 64 бита съдържат двоично число (1 или 0). Тъй като човешкият мозък има проблеми с двоичните числа, цветът RGB е представен в база 16. Използвайки логиката, компютърът може бързо да вземе това число и да го преобразува в червени, зелени или сини части. Това ще има повече смисъл, докато извършвате дейностите в този урок.
Изваждащ се цвят
Цветът CYMK се използва, когато смесвате пигменти заедно върху повърхност, например хартия. Ще имате възможност да изпитате и това. Цветът, който нанасяте върху повърхността, абсорбира част от цвета и отразява само цвета, който виждате. То изважда изчертайте цвета, който не виждате. Това също ще има повече смисъл, докато извършвате дейностите.
Учебен работен лист 1: Съчетаване на естествени цветове
Намерете цвета на цвета на намерения обект
С екипа, към който ви е назначил учителят, отидете на този уебсайт:
Ако не сте внесли намерен предмет, помолете учителя си да ви заеме такъв. Използвайки инструмента за избор на цвят, който изглежда по следния начин, преместете курсора, докато можете да съответствате на цвета на вашия обект доста близо. (Това е цветът, който идентифицирахме за слайд от манго.) Запишете намерения обект, неговите RGB и шестнадесетични числа. Помогнете на целия си екип да изпълни тази задача.
ПРЕДМЕТ:
_______________
ЧЕРВЕН: __________ ЗЕЛЕН: _______ СИН: _________
# (шестнадесетичен) _______________ |
Създаване на допълнителен цвят със светлина
Вашият учител ще ви даде фенерче, червени, зелени и сини гелове и гумени ленти. Покрийте всяко фенерче с гел и го закрепете на място с гумена лента.
Осветете фенерчетата на бяла повърхност и се опитайте да съобразите цвета на намерения обект. Номерата RGB трябва да ви подскажат как да комбинирате цветовете. Високите числа означават, че светлината на определен цвят е ярка. Ниските цветове означават, че е неясен или не е включен. Нашето манго има много ярко червено и зелено, но много тъмно синьо. За да постигнете това с фенерчетата, червените и зелените фенерчета трябва да са много близо до стената, за да създадат ярък цвят, а синьото фенерче трябва да е по -назад. Опишете тук какво трябваше да направите, за да създадете своя цвят, или нещо близко до него. Как съчетахте светлината от фенерчетата си?
Ученически работен лист 2: Цветове в шестнадесетичен формат
Изчисляване на # (шестнадесетично) число.
Ние броим до 10, защото ние (повечето от нас) имаме 10 цифри (пръсти) на двете си ръце. В компютрите е по -удобно да броите в шестнадесетична или основа 16. Представете си, ако имате осем пръста на всяка ръка. За да броим в шестнадесетичен, имаме нужда от повече от 10 цифри. Нуждаем се от общо 16. Тъй като сме хора, използваме западната азбука за добавяне на цифри. Сравнете количествата, представени в десетична и шестнадесетична:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | A | B | C | D | E | F |
| | | | | | | | | | | | | | |
Можем да броим повече от 9 в десетична запетая. Можем да броим по -високо от 15 в шестнадесетично число.
Помислете за това: в десетичен знак:
Числото 13 означава 10 + 3 или 1 X 10 + 3.
Числото 25 означава 20 + 5 или 2 X 10 + 5.
Това работи в шестнадесетичен код:
FA означава FX 16 + A.
CA означава CX 16 + A.
0B означава 0 X 16 + B.
Цветът на манго беше #FACA0B. В десетичен знак е 16435723. Няма да се притесняваме как да го преобразуваме. Можете да Google „шестнадесетичен до десетичен“, за да направите преобразуването. Компютърът прави логически трик, за да раздели това число на червени, зелени и сини части. Отново няма да се притесняваме как да направим това в десетичен знак, но ако сте любопитни, можете да го намерите в интернет.
FA = (FX 16) + A = (15 X 16) + 10 = 240 + 10 = 250 в десетичен знак.
CA = (CX 16) + A = (12 X 16) + 10 = 192 + 10 = 202 в десетичен знак.
0B = (0 X 16) + B = (0 X 16) + 11 = 0 + 11 = 11 в десетичен знак.
Изчислете вашите RGB стойности от шестнадесетичното число в задната част на страницата.
Като група използвайте празен лист хартия, за да докладвате следното:
- Избройте шестнадесетичните числа за всички във вашата група. Подредете ги в ред от най -малкия до най -големия. Например #3F4251 е по -малък от #FACA0B.
- Какви цветове се съхраняват като малки числа като #00FFAA? Защо?
- Какви цветове се съхраняват като големи числа като #FFAACC? Защо?
- Какви цветове се съхраняват като числа в средата и защо?
Учебен работен лист 1: Изваждащ се цвят
С екипа, назначен от вашия учител, отидете на този уебсайт:
Използвайки RGB цветовете на намерения обект, използвайте конвертора RGB в CMYK, за да определите процентите на синя, пурпурна, жълта и черна боя, които ще ви трябват, за да създадете цветен образец с размери 4 X 4 инча (10 X 10 cm) от вашия цвят.
Например, ето резултата от нашия цвят манго:
Закръгляване на сумите, от които се нуждаем:
0 части циан 2 части Magenta (закръгляване 1.9 нагоре) 10 части жълто (закръгляване отново) Само щипка черно. (1/10 част). |
Изчислете частите си тук:
_____ Циан _____ Магента ______ Жълто ______ Черно
Използвайте пръчките от Popsicle, за да оцените мярката на боята. (Вашият учител ще демонстрира това.) Пуснете прогнозните части от боята върху вашата художествена хартия; като се внимава да не се смесват цветовете на боята в купичките или върху пръчките за попски. Ако пръчките се замърсят, вземете повече.
Когато разполагате с правилното количество от всеки цвят боя, смесете ги заедно в 4 ”X4” инчова област на вашата художествена хартия и сравнете с цвета на намерения обект. Съвпадение ли е? Ако не, какъв цвят (цветове) трябва да добавите, за да се получи правилно? Трябва да започнете отначало? Заемете друго място на хартията си или поискайте друг лист.
Напишете намерения обект, шестнадесетичното число на страницата си и частите CMYK на страницата и ги добавете към цветното колело на класа.