Векторные изображения

В отличие от растровой графики, в которой основным элементом изображения является точка, в векторной графике базовым элементом является линия – контур (при этом не важно, прямая это линия или кривая).

Разумеется, в растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации близкорасположенных точек, которые составляют линию. В векторной графике объем памяти, занимаемый линией (контуром), не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией (контуром), меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии (контура).

Итак, векторные изображения состоят из контуров.

Контур – это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из контуров. Из простейших объектов строятся сложные.

Контуром называется кривая, имеющая точное математическое описание. Контуры состоят из одного или нескольких криволинейных или прямолинейных сегментов, ограниченных узлами. Замкнутые (в некоторых случаях и открытые) контуры могут содержать заливку.

Заливкой называют заполнение цветом внутренней части контура. Программы иллюстрирования могут обеспечить не только однородную заливку контура, но и более сложные типы, например градиентную или узорную заливку. Все (и замкнутые, и незамкнутые) контуры могут иметь обводку.

Обводкой называют линию заданного типа, толщины и цвета, проведённую вдоль контура. С помощью контуров, заливок и обводок в программах иллюстрирования строится векторное изображение (рис. 2).

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур. Например, кривые второго порядка (эллипсы, параболы, гиперболы) представляются в памяти 5-ю параметрами, т. к. общая формула линии 2-го порядка имеет вид: x2 + a1y2 + a2xy + a3x + a4y + a5 = 0. Для кодирования кривой 3-го порядка используют 11 параметров. Как правило, для описания контуров в векторных редакторах применяются параметрические кривые третьего порядка, называемые кривыми Безье, которые описываются в памяти компьютера 8-ю параметрами.

В векторной графике легко решаются вопросы масштабирования. Если, к примеру, для контура задана обводка толщиной 0,15 мм, то при увеличении или уменьшении рисунка эта линия контура будет иметь заданную толщину, поскольку это свойство объекта, жестко за ним закрепленное. Распечатка чертежа на малом или на большом формате листа бумаги содержит линии одной и той же толщины. Это свойство векторной графики широко используется в картографии, в конструкторских системах автоматизированного проектирования (САПР) и в автоматизированных системах архитектурного проектирования.

Все компоненты векторного изображения описаны математически, а значит, абсолютно точно. При редактировании векторного изображения программа заново рассчитывает координаты узлов, кривизну сегментов, параметры заливок и обводок. Поскольку все эти действия выполняются с геометрическими объектами, любое их преобразование, например увеличение или уменьшение, выполняется точно и не ухудшает качества изображения. Чем больше контуров использовано при построении изображения, тем интереснее и богаче будет выглядеть рисунок. С другой стороны, большое количество контуров существенно увеличивает объём и время вычислений, необходимые для построения изображения на экране монитора или принтере, ведь графическая программа «вынуждена» строить заново всё изображение всякий раз, когда пользователь изменит масштаб отображения или прокрутит документ.

Ограничение на сложность векторных изображений накладывает не только объём требующихся вычислений, но и то, что построение детализированных векторных изображений требует кропотливого труда художника. Простые же векторные изображения, напротив, используются очень широко. Их можно встретить в макетах любого уровня сложности и на web-страницах.

Логотипы фирм, товарные знаки, как правило, являются векторными изображениями. К ним относятся и шрифты. Именно благодаря их векторной природе, компьютерные шрифты и логотипы не теряют качества независимо от размера.