数字化图象的合成

软件导刊2019年

收稿日期：2019-05-09

基金项目：辽宁省大学生创新创业项目（201710165086）；辽宁师范大学教学改革项目（201810165036）

作者简介：杜锦绣（1997-），女，辽宁师范大学计算机与信息技术学院学生，研究方向为计算机图形学、计算机科学与技术；高伟

（1972-），男，硕士，辽宁师范大学计算机与信息技术学院副教授、硕士生导师，研究方向为计算机图形学、虚拟现实技术、动

画与游戏。0引言

虚拟人技术已成为当前研究热点，在医学、生物学、国

防军事、车辆设计、电影动画、游戏开发等领域得到广泛应

用。目前，最常用的虚拟人建模方式有参数化建模、二维

图像生成法［1］、使用3DMAX等造型软件绘制等。其中，参

数化建模方法通过给定的人体身高、三维、肩宽、性别等人

体特征参数，结合人体统计学，最终生成能够代表不同样

本基本特征的个性化三维虚拟人模型。该方法样本的群体覆盖率较高，并且模型细节更丰富，更接近真实人体情

况，适用于构建精确度要求较高的工效虚拟人［2］，但是该技

术需要大量人体数据作为基础，还需要提供外部约束条

件，所需时间长；二维图像生成法具有易用、低成本的优

势，可以实现迅速建模，但无法保证模型质量［3］；使用软件

绘制可以得到精确的人体模型，但操作复杂，必须有过硬

的专业建模能力［4］。随着三维数字化扫描技术的出现，利

用三维扫描仪自动获得真实人体表面的几何数据［5］成为可

能，构建虚拟人的建模方式开始得到运用。该技术提供了

一种高效率、主动式、覆盖式及高精度的三维空间信息获基于数字化扫描的虚拟人建模合成技术研究

杜锦绣，高伟

（辽宁师范大学计算机与信息技术学院，辽宁大连116000）

摘要：在数字化扫描技术支持下，虚拟人技术得到了进一步发展，被广泛应用于各行各业。对数字化扫描技

术、扫描原理、虚拟人技术及基于数字化扫描技术的建模方式进行分析，通过手部建模实例，利用PolyWorks软

件，以数据获取、模型拼接、空洞修补3个步骤为主介绍了虚拟人手部建模的具体流程。相较于传统方法，该方

中学教育　２０１５．０７　《数字化图像的简单合成》教学设计　又／刊、振　摘要：本课以教育科学出版社出版的高级中学课本《信息技术基础》第五章教材为蓝本进行教学设计。　本节教学设计主要分为教材分析、学情分析、教学目标、教学重点、教学难点、教学方法、教学过程、评价指　标八个部分。在进行详细的教材分析和学情分析的基础上设定教学目标、重难点和方法，在教学过程中有效实　施，最后通过评价方法让教师诊断学生的学习情况，并让学生对自己的学习效果心中有数，以更好的进行下一　堂课的学习。　关键词：分析；教学；探究；评价；图像合成　中图分类号：Ｇ６３３．６７　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５—９２１４（２０１５）０７—００３３一Ｏ１　一、教材分析　本课以教育科学出版社出版的高级中学课本《信息技术基础》　第五章教材为基础进行教学设计。本节课通过教师的有效教学让学　生掌握利用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ合成一些有意义的图像的技术。需要学生在适　当发挥自身的创造力和想象力的前提下，合理地运用信息技术，恰　当的通过图像表达出自己的思想。　基于本节课的内容特色，教师适宜采取任务驱动的方法教学，　让学生在任务探究的引导下不断地接近本节的教学目标。教师提供　相关的学习指导、学习资源，让学生通过老师设定的任务进行广泛　的交流与合作，增强学生的自主学习能力和协作能力。　二、学情分析　本节课是以高中一年级的学生为教学对象。虽然初中的信息技术教　学使他们已经具备了一定的图像操作处理能力，但是Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ的图形　处理软件功能特别强大，操作起来比较复杂，高一学生学习会有不少困　难。因此在课前就需要教师准备充足的学习资源，以使学生能够顺利的　完成任务，获得足够的成就感，增强学习信息技术的兴趣。　另外，网上的东西丰富而又复杂，既有积极的因素也有消极的　因素，在教学过程中，要注意防止单纯的中学生被网络上一些不良　的合成图像所迷惑，要注意加以引导。必要时可通过对反面例子的　批判，用以提高学生的信息道德素养。　三、教学目标　知识与技能：　（１）熟练掌握图像的变换命令的操作方法；（２）掌握魔棒工具、　移动工具、文本字的操作方法；（３）综合运用所学知识巧妙合成图像。　方法与过程：在学案任务驱动下，学生通过探究和讨论方式获　得新知识，体验图像处理的操作过程，培养创新能力和表达能力。　情感态度与价值观：　（１）培养热爱祖国、关心自然的意识；　（２）提升网络道德　素养。　四、教学重点：图像合成的步骤及操作方法　五、教学难点：图层的概念　六、教学方法：小组竞争、协作学习、任务探究法　七、教学过程：　教学环节　教，覃活动　学生括动　设计意图　１、展示几张图片．提问（脑筋　急转弯）：如何将大象赦进冰　创设情景导　箱里？　学生思考，了解合成　通过问题的提出造成悬念，　人新课（１分　２、引人课题：展示两幅看似简　图像的作用。明确学　引发学生思考。激发学习　单的图片，经过巧妙的加工后，　钟）　习目标。　欲望。　就戚了具有一定趣味含义的作　品．这就是合成图像带蛤我们　的奇妙之处。板书本谭课题。　１、通过展示遗明塑料薄膜上的　字，讲解图像合成原理——图　１、通过观察，了解图　１、培养学生自主学习的　层的概念。　像的原理；　能力。　知识铺垫（９　２、￣ｏ，ｈｏｐ工具箱中常用工具　２、通过自主学习．掌　２、了解图像合成的原理　分钟）　的功能及使用方法。　握Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ常用工具　——图层的概念。　３、任务一：抠取并移动圆环　的功雠及使甩方法　３、掌握魔棒工具的使用　演示操作魔棒工具的属性及操　３、通过观察。学习掌　方法。　握魔棒工具的使用。　作方法。　１、任务二：‘将大象裴进冰箱）　１、根据学案．自主练　１、让学生通过观寨分析别　学生自主练习．教师巡视指导；　习操作完成任务二；　的同学的操作，并对照自己　探索新知自　２、观察学生操作步骤　２、一学生上台演示操　的操作．及时纠正自己的　主学习（７分　３、讲解学生操作过程中出现的　作图像合成过程；其　话误。　钟）　问题及解决方法。　他同学观察学习。　２　掌担图像合成的操作方　４、引导学生思考总结合成图像　３、观察教师操作过程　法．培养学生自学能力厦实　４、共同总结合成图像　基本步骤：抠——移——合。　践动手能力。　的步骤　１、综合练习的给出．旨在　１、任务三：完成作品‘中国梦　１、学生根据所有已学　培养学生宴践动手能力．井　任务　强国梦）或（珍惜每一滴水）　的内容，做好练习。　在此基础上提升学生的御新　探究　综合练习　２、拓展任务：根据供选择的图　２、练习完成的．做拓　能力。　自主　（２ｏ分钟）　像素材，制作出具有一定意义　展任务。　２、有序的分层教学的展开。　学习　的作品，　３、作品完成后上传。　目的是使不同层次的学生都　３、指导学生进行操作。　有所提高。　小组内进行讨论交流，归纳　小结　通过观看同学的操作。　使学生通过观察分析同学的　知识归纳　请一位学生演示任务三的操作．　分清正误，完成知识　操作的同时．对照自己的操　（４分钟）　要求操作的同时说出操作步骤。　归纳。教师予以适当　作。及时纠正错误。从而正　在此基础上教师需对学生容易　补充。　确理解操作难点。　忽略的操作加以强调纠正。　１、发布完成操作的同学的作品　通过让学生赏析优秀作品使　２、请几十思路有特色的学生陈　他们学习他人作品的优点。　任务反馈　述其作品的创作过程。　１、欣赏其他同学作品　对优秀作品进行评价采用通　学习评价　３、教师给出详细的评价指标．　２、投票评选全班最优　过投票的形式，有利于在提　（２分钟）　指导学生欣赏他人作品。并根　的作品　高学生的欣赏能力的同时，　据评价指标进行投果，得累最　培养学生公正公平、实事求　多的为最优作品。　是的精神。　课堂总结　教师用多蝶体展示本节知识点　学生针对反面例子说　帮助学生形成系统的知识体　情感升华　举反面例子．提醒学生注意提　出自己的看法　系．从正反两面培养学生良　（２分钟）　高信息道德素养．防般杜淅。　思考反馈本节内容　好的信息道德素养。　八、评价指标　本节课学习效果评价分三个等级：欠佳、一般、优秀，分别从　内容（３０）、技术（３０％）、创造性（３０％）、道德价值（１０％）　等方面评价。　内容方面根据所合成图像表现主题是否明确恰当、画面是否美　观协调来评价，技术方面要考虑到是否将本节所讲的工具都用到并　达到较好的效果，创造性要通过素材之间的搭配是否有新意和创　意、能否创造出特殊的效果、主题构思是否独特来评定，道德价值　方面要看是否符合道德规范。基于以上要求可制定出恰当的表格便　于打分评比。　。　（作者单位：微山县第一中学）　作者简介：孙振（１９８１．１２一），男，汉，中学二级，大学本科，微山县第一中学，研究方向：教学教法。　

1 《数字化图象的简单合成》教学设计

教材分析：

“数字化图像的简单合成”，是教科版高中教材《信息技术基础》第五章“图像信息的采集加工”的最后一节内容。本节内容主要是介绍使用Photoshop进行图像的简单合成。在本节中有一个新的概念“图层”，如何让学生很好的理解“图层”的概念是这一节课的关键，因为正确理解图层的概念与作用对图像合成起着至关重要的作用。本节内容要求学生了解多媒体应用的基础上进行对图像进行理解和加工，初步体验图像的独特魅力，尝试合理、有效地选择相应工具对图像进行加工处理，让学生合理利用图像合成技术为我们生活服务，培养学生良好的信息素养。其课型属于“实验操作课”，同时也是一节“新授课”。由于本节只进行图象合成及修饰的基本操作，故教学课时为“1课时”。

学情分析:

大部分学生对于计算机中的常用操作和基本概念都很熟悉，具备良好的操作基础；很多学生在初中学习过画图、金山画王等图像制作工具，具备一定的图像编辑能力；通过对“图像的加工”一节的学习，掌握了Photoshop的打开、选择、移动、等操作；学生还具备一些基本的美术素养。

教学目标：

1.知识与技能:学会使用 Photoshop进行简单的图象合成和修饰。

2.过程与方法:通过自学指导与导学案自主学习和小组互助相结合获得新知识,任务驱动与评价贯穿整个学习过程。

3.情感态度、价值观：培养发现美、欣赏美的能力, 团结互助的精神,以及合理利用信息技术的态度，养成良好的价值观。

教学重点:掌握Photoshop中抠图及合成图象的一般方法

教学难点:图层概念的理解

2 教学方法：

采用有趣的情境“怀念世博”导入课题，激发学生的学习兴趣，课堂教学过程中，贯穿任务驱动与评价相结合的互动模式；采取“幻灯演示”方法介绍图层的概念；在指导巡视过程中注意发现问题并及时解决，同时要发掘典型便于评价；采用对具体案例的评价分析，进行情感价值观教育。

学习方法：

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《数字化图像的简单合成》教学设计

作者：贾 宇

来源：《中小学信息技术教育》2009年第10期

一、教材分析

本课选自教育科学出版社《信息技术基础(高中必修)》第五章。教材通过一个实例对图像的加工和合成进行了简单介绍,虽然篇幅较短,但其中所涉及的知识和技能却不少。

二、问题提出及解决方式

本节课主要利用图像处理软件Photoshop,以实例形式(两张图片的合成)完成课堂教学。

问题提出:(1)如何将技术学习与实际生活相结合。(2)针对不同学习层次和需求的学生,如何设计课堂任务。(3)如何引导学生根据需要合理运用各种技术来表达创意。

图像的合成是指把多幅图像通过图像处理软件合成一幅图像,突出表达或展示某个主题。教材中对图层的概念叙述较为简洁,此前应该把某一图像处理软件的基本操作作为复习或预习内容布置。有能力的学生对最终合成图像的期望值很高,这些学生课下可继续巩固提高图层的复制、隐藏和移动操作等内容。

问题解决:(1)以生活中照片处理的例子为导线,将知识与技能的学习串联起来。(2)针对不同学习层次和需求的学生,设计不同梯度的任务。(3)以实例分析为突破口,培养学生制作前善于思考的好习惯,并进行技术运用原则的指导。

三、教学目标

知识与技能:认识、理解图像合成的概念,做好图像合成前图片素材的收集;了解图层的概念和作用、图层合成的含义和使用图层的优点;掌握羽化及羽化半径的相关知识。

过程与方法:了解常用的图像处理软件,如Photoshop、Flash、ImageReady等。掌握Photoshop软件的使用,了解Photoshop中图层样式的使用,能合理设置Photoshop羽化半径命令,使多图层图片较好地融合。

情感、态度与价值观:在学习教材的基础上,适当拓展和延伸知识点,培养发现和解决问题的能力;通过小组协作和主题研究活动,增强协作学习的意识和探索精神;通过欣赏宣传海报,增强美感和鉴赏能力。