2.2. Основные виды компьютерной графики

Множество способов представления графических объектов в памяти вычис­лительной системы можно разбить на два больших класса, существенно отли­чающихся базовыми принципами моделирования геометрии:

• объект разбивается на множество элементарных об­ластей (точек или объемов), а каждый объект представляется как множество за­нимаемых им областей дискретного пространства;

• объект представляется посредством координат характе­ристических точек и математических моделей кривых и поверхностей.

Модель первого класса называется векторной графикой, а модель второго класса - растровой.

2.2.1. Векторная графика

Векторное представление графических данных осуществляется с помощью простых геометрических элементов, называемых примитивами, для которых известны математические модели, задающие их форму, положение и габаритные размеры. К плоским примитивам относятся прямые линии, прямоугольники, треугольники и овалы. К трехмерным — кубы, параллелепипеды, сферы, эллипсоиды, конусы и др. Кривые линии также составлены из прямых, размеры которых очень малы и не распознаются наблюдателем как прямые. Звенья ломаных линий называются векторами. Векторы задаются координатами начала, длиной и направлением (или координатами начальной и конечной точек). В векторном файле хранятся также оформительские атрибуты примитивов: цвет, тип заливки, толщина линии.

К достоинствам векторной графики относятся следующие свойства. Векторные редакторы позволяют задавать достаточно сложные изображения с высокой точностью, что делает их незаменимыми в проектно-конструкторской деятельности. Векторные объекты можно масштабировать в очень широких пределах без потерь визуального качества и точности формы модели. Как пра­вило, векторное описание намного компактнее, чем растровое. Это особенно заметно при работе с текстом, поэтому не случайно, что известный текстовой редактор Microsoft Word использует векторный способ представления информации.

К недостаткам векторной графики относятся ограниченные возможно­сти по созданию фотореалистичных изображений.

2.2.2. Растровая графика

Растровое представление графической информации получило наибольшее распространение. В классическом растровом формате понятия объекта не существует. Для об­рабатывающей программы нет овалов, линий, треугольников, а существуют только точки, которые совершенно независимы друг от друга. Таким образом, описываемое пространство покрыто сетью одинаковых элементов. Элементы сетки имеют форму квадрата. Их принято называть пикселами, а саму сеть — растром.

Вся совокупность элементов растра и задает изображение, заполняя всю область про­странства, которое этот объект занимает. Элементы растра (пиксели) могут принимать разные значения цвета и яркости. Если размеры пикселов невелики и их достаточно много, то наблюдатель воспринима­ет растровую картинку (фотографию или рисунок) как целостный образ.

Достоинством растровой графики является то, что только в таком виде можно получить образ, который соответствует категории фотореалистичного. Растровая графика к тому же поддерживает способы создания цифровых рисунков, которые близ­ки классическому рисованию и живописи.

Простота растровой формы хране­ния данных обусловила широкое распространение растровых картинок в сети Интернет. Основным массивом графики, циркулирующим в сети, являются именно двухмерные растровые образы.

Недостатком растровой графики является то, что растровые изображения могут искажаться при изменении их размеров, вращении и других преобразованиях. Кроме того, растровая форма графических файлов требует большего объема дискового пространства и для его уменьшения требуется сжатие, что также ведет к потере качества.