Лекции / Введение. Растровая и векторная графика

Введение

Векторная графика

Векторные изображения состоят из контуров. Для описания контуров в программах редактирования векторной графики применяют кривые Безье – параметрические кривые третьего порядка. Замкнутые контуры (многоугольники, эллипсы и т.д.) могут иметь заливку, т.е. их внутреннее пространство заполнено произвольным цветом. Заливка может быть сплошной, градиентной (плавный переход от одного цвета к другому) или узорной (заливка повторяющимся рисунком). Контуры могут иметь обводку. Контур – понятие математическое, и толщины он не имеет. Чтобы сделать контур видимым, ему придают обводку – линию заданной толщины и цвета, проведенную строго по контуру.

Векторные изображения, как правило, создаются вручную, однако они могут быть получены из растровых с помощью программ трассировки. При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов.

Достоинства векторной графики

• Размер файла не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколь угодно большой объект.

• В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой.

• Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка.

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

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.

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

• Векторное изображение может напечататься не в том виде, в каком ожидает пользователь или не напечатается вообще, если принтер неправильно интерпретирует или не понимает векторные команды.

Растровая графика

Растровые изображения состоят из прямоугольных точек, называемых растром. Растровыми являются изображения на экране монитора и телевизора (состоят из пикселей), а также напечатанные изображения. Точки растра достаточно малы для того, чтобы человеческий глаз воспринимал совокупность разноцветных точек как единую картину, а не каждую из них в отдельности.

Цифровое изображение – это совокупность пикселей. Каждый пиксел растрового изображения характеризуется координатами x и y и яркостью V(x,y) (для черно–белых изображений). Поскольку пикселы имеют дискретный характер, то их координаты – это дискретные величины, обычно целые или рациональные числа. В случае цветного изображения, каждый пиксел характеризуется координатами x и y, и тремя яркостями: яркостью красного, яркостью синего и яркостью зеленого цветов (V_R, V_B, V_G). Комбинируя данные три цвета можно получить большое количество различных оттенков.

Достоинства:

• Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности.

• Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

• Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

• Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Недостатки:

• Большой размер файлов с простыми изображениями.

• Невозможность идеального масштабирования.

• Невозможность вывода на печать на плоттер.

Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику