2. Векторные модели изображений.

Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами.

Как правило, векторное изображение представляет собой набор геометрических примитивов, описываемых их основными параметрами.

Сферы применения векторной графики очень широки. Широко используется векторное представление шрифтов. Векторные модели широко применяются в САПР. Они строятся на векторах, занимающих часть пространства в отличие от занимающих все пространство растровых моделей. Это определяет их основное преимущество – требование на порядки меньшей памяти для хранения и меньших затрат времени на обработку и представление, а главное – высокую точность позиционирования и представления данных.

Векторным можно назвать только способ описания изображения, а само изображение для нашего глаза всегда растровое. Таким образом, задачами векторного графического редактора являются растровая прорисовка графических примитивов и предоставление пользователю сервиса по изменению параметров этих примитивов. Все изображение представляет собой базу данных примитивов и параметров макета (размеры холста, единицы измерения и т. д.).

Преимущества векторной модели изображений:

1. Размер, занимаемой описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера;

2. В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив;

3. Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка;

4. При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.

Фундаментальные недостатки векторной графики.

• Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов и их сложности, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения

• Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — векторизация растра требует значительных вычислительных мощностей и времени и не всегда обеспечивает высокое качества векторного рисунка.

Сначала рассмотрим стандарт DXF (AutoDesk). Он представляет собой текстовый файл, хранящий описание геометрических примитивов. Файл состоит из четырех частей:

1. общее описание

2. описание таблиц

3. описание блоков

4. непосредственное описание геометрических примитивов

В первой части записывается информация о платформе, системе, в которой был спроектирован DXFформат; угловые точки носителя, на которой будет выводиться графическое изображение; минимальная и максимальная точки фактического размера изображения. И еще более 100 параметров.

Во второй части описываются типы линий, используемые шрифты, цвета, точки зрения (камеры), система координат и т.д.

В третьей части – блоки, состоящие из нескольких геометрических примитивов, в том числе с атрибутивными описаниями. Так как AutoCADпостроен на основе функционального языкаAutoLisp, то блоки задаются рекурсивно, т.е. описание подблоков идет после описания блока, включающего подблоки.

В большинстве систем считывается следующая информация:

размеры листа и габариты из 1-ой части

4-ая часть

Следовательно, при обмене информацией следует соблюдать следующие правила:

изображение должно по возможности состоять только из сплошных линий;

тексты должны быть определены по типу STANDART;

блоков не должно быть;

Другой векторный стандарт – PLT. Это стандарт вывода информации для графопостроителей фирмыHP. Он представляет собой символьный файл, описывающий черепашью графику (черепашья графика – простейшее построение векторного изображения, состоящее из трех команд: поднять перо, опустить перо и переместить перо). Также есть команда “выбрать перо” (для смены цвета) и начальные команды для инициализации графопостроителя (причем, они могут быть разные для разных моделей) и конечные команды для выключения графопостроителя.

Достоинство данного стандарта – это наиболее простой стандарт для обмена векторными моделями. Недостаток в том, что уничтожается топология геометрических объектов.

Еще один векторный стандарт – EPS. Это стандарт - ПостСкрипт языка для принтера фирмыAdobe. В отличие от других стандартов, здесь может храниться и растровая информация, но качество вывода растра не гарантируется. СтандартEPSможет храниться как в виде текстовой информации, так и в виде двоичного файла (наиболее часто).

Достоинство стандарта – здесь самые низкие объемы получаемой векторной модели.

Недостаток – качество выводимого изображения зависит от типа принтера. Наиболее часто при выводе проявляется эффект муара (повторение с определенным шагом некоторых графических фрагментов). Он может быть полезен (при печати денег, например), но вреден при выводе реалистичных растровых изображений.