Розробка уроку — практичної роботи

Тема: побудова графіка функції з використанням мови PHP.

Мета уроку: після виконання роботи учень повинен:

Обладнання: комп’ютери зі встановленими ОС, браузером, середовищем програмування мовою PHP (наприклад, XAMPP), та описом вказівок формування зображення засобами бібліотеки GD.

Структура уроку

  1. Організаційний момент.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Інструктаж з ТБ.
  4. Вивчення нового матеріалу.
  5. Закріплення вивченого матеріалу.
  6. Підбиття підсумків уроку.
  7. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Організаційний момент
Вітання з класом. Перевірка присутності і готовності учнів до уроку. Перевірка виконання домашнього завдання.

2. Актуалізація опорних знань
Описати поняття, виділені жирним шрифтом, і порівняти з очікуваним.

Умовний оператор має такий вигляд:

if (умова) вказівка1;

або

if (умова) вказівка1 else вказівка2;

При справдженні умови буде виконано вказівку1. Для другої повної форми при хибності умови буде виконано вказівку2

Оператор циклу for використовують для багатократного виконання послідовності операторів поки певне вислов­лювання не стане хибним. Він має такий синтаксис:

for (ініціалізація; висловлювання; змiнa) вказівка;

Оператор for працює таким чином.

  1. Ініціалізація: лічильникам надають початкове значення.
  2. Встановлюють істинність висловлювання.
  3. При хибності переходять до наступної за for вказівки.
  4. Виконують вказівку.
  5. Виконують зміну лічильника.
  6. Переходять до пункту 2.

Наприклад,

for ($i = 0; $i < 10; $i++) echo "$i ";

виводить усі цифри у порядку зростання з пробілом між ними.

  • 3. Інструктаж з ТБ
    4. Вивчення нового матеріалу


    Cтворення і виведення зображень растрової графіки можна здійснити за допомогою бібліотеки GD — див. опис. Для виконання практичної роботи достатньо ознайомитися лише з такими вказівками: imagecreate, imagecolorallocate, imagedestroy, imagefilledpolygon, imagefttext, imageline, imagepng, imagesetthickness, imagedestroy.

    Використання бібліотеки GD проілюструємо таким кодом (замість вказаних числових значень можна використати інші значення або вирази).

    <?php
    header("Content-type: image/png");
    
    // створення зображення розміру 160 на 120 пікселів
    $img = imagecreate(160, 120);
    
    // задання (темно зеленого) кольору тла
    $background_color = imagecolorallocate($img,  0, 127, 0);
    
    // задання (жовтого) кольору тексту
    $text_color       = imagecolorallocate($img,255, 255, 0);
    
    putenv('GDFONTPATH='.realpath('.')); // вказання шляху для бібліотеки GD у поточну теку
    $font = 'Ubuntu-B.ttf';              // всказання назви файлу зі шрифтом
    
    /* виведення тексту: "Все гаразд!" жовтого кольору під кут нахилу 30 градусів
       з точки (лівий нижній кут першого символу) з координатами (30, 90)
       шрифтом Ubuntu-B, розташованим у тій самій теці, що й код PHP, розміром 18 pt
    */
    imagefttext ($img, 18, 30, 30, 90, $text_color, $font, "Все гаразд!");
    
    imagepng($img);     // виведення зображення на екран монітора
    imagedestroy($img); // знищення зображення у пам'яті
    ?>

    У результаті виконання цього коду можна отримати таке зображення.

    Затримка й встановлення часу виконання коду php можуть бути викликані дією таких вказівок:

    sleep (2);                 // Затримка на 2 секунди (аргумент - ціле число секунд)
    usleep (3000000);          // Затримка на 3 секунди (аргумент - ціле число мікросекунд)
    time_nanosleep (1, 500);   // Затримка на 1 секундe і 500 наносекунд
    time_sleep_until ($t);     // Затримка до часу $t (у секундах) з 1979 року
    $t=time();                 // Поточний час (у секундах) з 1979 року
    set_time_limit (4);        // Встановлення часу виконання коду 4 секунди 
    set_time_limit (0);        // Встановити необмежений час виконання коду
    exit("текст");             // припинення виконання коду з виведенням рядка "текст"

    Спрямування на іншу сторінку через певний час можна здійснити, викорис­тавши функцію header. Наприклад, вказівка:

    header('Refresh: 3; URL=new.html');

    спрямовує через 3 секунди на файл new.html поточної теки. Як значення URL можна вказати шлях на файл ПК чи ресурс мережі.

    5. Закріплення вивченого матеріалу

    Завдання 1. Використовуючи розв'язання завдання 1 наявної розробки уроку, створити сторінку html з формою такого вигляду:

    Для перемикачів типу функції використати назву curve (властивість name) і значення 1, 2, 3, 4. Для полів введення використати назви nx, ny, n, t0, t1, x0, x1, y0, y1 (перелічено згори донизу). Наприкінці форми вивести зображення, записане у файлі graph.png (його поки немає). Натискання на кнопку з написом: "Побудувати графік" має призводити до виклику коду graph.php. Записати у файл з назвою Ваше_прізвище.html у вказане вчителем місце. Порівняти з очікуваним.

    Завдання 2. Створити програму graph.php, яка працює згідно з таким алгоритмом.

    1. Заповнити змінні $curve, $nx, $ny, $n, $t0, $t1, $x0, $x1, $y0, $y1 значеннями з глобального масиву $_REQUEST, що містить як POST-, так і GET-змінні. Для цього використати вказівки такого вигляду:

      $a = (тип) trim($_REQUEST['a']);

      • a — назва змінної без символу $;
      • тип — int — для цілих значень $curve, $nx, $ny, $n,
        тип float — для дійсних значень $t0, $t1, $x0, $x1, $y0, $y1.
    2. Створити зображення розміру $nx × $ny.

    3. Задати білий колір тла, червоний колір кривих і чорний колір осей і написів.

    4. Вказати шлях до шрифту Times New Roman при ОС Windows або FreeSerif при ОС Linux. В останньому випадку це може бути /usr/share/fonts/truetype/freefont/FreeSerif.ttf.

    5. При справдженні нерівностей ($x0 < 0) і (0 < $x1):

      • зобразити вертикальну вісь ординат зі стрілкою вгору, що вказує додатний напрям на осі. Стрілка має вигляд рівнобедреного трикутника з основою 7 і висотою 12 пікселів;

      • підписати вісь ординат.

    6. При справдженні нерівностей ($y0 < 0) і (0 < $y1):

      • зобразити горизонтальну вісь абсцис зі стрілкою праворуч, що вказує додатний напрям на осі. Стрілка має такий вигляд стрілки для осі ординат, повернутої на 90° за рухом годинникової стрілки;

      • підписати вісь абсцис.

    7. Описати функції параметра t ∈ [t0; t1], що задають координати x, y точки кривої залежно від виду кривої таким чином:

      function   x($t,$c) { if ($c==4) return cos(5*$t); 
                            else       return $t;
                          }
      function def($t,$c) { if ($c==3) return ($t!=0.5);
                            else       return true;
                          }
      function   y($t,$c) { switch ($c)
                            { case 1: return $t/2+0.75;
                              case 2: return $t*$t/4 + $t/3 - 0.25;
                              case 3: if (def($t)) return ($t/8+0.0625)/(2*$t-1);
                                      else         return 0;
                              case 4: return sin(7*$t);
                            }
                          }
    8. Встановити ширину лінії 3 пікселя.

    9. Побудувати ламану лінію червоного кольору з вершинами на кривій, що відповідають значенням параметра, що розбивають діапазон значень параметра на $n рівних відрізків.

    10. Встановити час виконання коду 3 секунди.
    11. Вивести зображення на екран монітора й у файл graph.png.
    12. Знищити зображення в оперативній пам'яті.
    13. Через 3 секунди перенаправити на сторінку HTML початкової форми.

    Таким чином, протягом 3 секунд користувач має можливість спостерігати результат виведення зображення у браузер, а потім — у файл graph.png. Файл буде відображено у місці напису: "Тут буде відображено графік функції".

    Для квадрата, декартові координати точок якого лежать у межах від –1 до 1, отримати такі зображення:







    Отриманий код записати з назвою Ваше прізвище у теку, вказану вчителем.

    Порівняти створену програму з демонстраційним розв'язанням.

    6. Підбиття підсумків уроку
    Виставлення оцінок.

    7. Домашнє завдання

    Використавши створену форму форму, створити код для запису зображення у форматі векторної графіки SVG.

    SVG — Scalable Vector Graphics (англійською: масштабована векторна графіка) — специфікація мови розмітки на основі XML або формат файлу двовимірної векторної графіки (статичної, анімованої, інтерактивної).

    Ця специфікація є відкритим стандартом, розробленим робочою групою SVG Working Group організації World Wide Web Consortium.

    Файл svg можна створити і редагувати:

    Потрібно використати останній варіант. Інакше кажучи, створити програму (мовою PHP), яка створить іншу програму (мовою розмітки) для зображення кривої, у тому числі графіка функції: лінійної, квадратичної, раціональної. Для цього немає необхідності вивчати детальний опис (англійською) з прикладами. Достатньо використати лише такі відомості.

    <svg>…</svg>контейнер, всередині якого (замість трьох крапок) записують всі інші вказівки svg (при створення статичного малюнку у файлі формату svg). Наприклад, контейнер:

    <svg width="600" height="400" xmlns:sodipodi="http://sodipodi.sourceforge.net/DTD/sodipodi-0.dtd" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
    </svg>

    передбачає створення малюнку розміру 600×600 пікселів.

    <line />вказівка для побудови зображення відрізка прямої.

    Наприклад, вказівка:

    <line x1="12" y1="34" x2="56" y2="78" style="stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:2" />

    передбачає створення зображення відрізка прямої:

    <text>…</text>контейнер, що описує форматування символів тексту і всередині якого записуєть контейнери для виведення послідовностей символів.

    <tspan>…</tspan>контейнер, що вказує яку послідовність символів і у якому місці потрібно розташувати.

    Наприклад, вказівка:

    <text style="font-size:12px;font-style:italic;font-weight:normal;font-family:Ubuntu,Calibri"><tspan x="12" y="34">текст для виведення</tspan></text>

    передбачає таке виведення тексту:

    Примітка. У разі потреби можна використати демонстраційне розв'язання мовою Ruby наявної розробки уроку.


    Текст упорядкував Олександр Рудик.