Основные инструменты векторных редакторов

• Кривые Безье — позволяют создавать прямые, ломаные и гладкиекривые, проходящие через узловые точки, с определённымикасательными в этих точках;

• Заливка — позволяет закрашивать ограниченные области определённым цветом или градиентом;

• Текст создаётся с помощью соответствующего инструмента, а потом часто преобразуется в кривые, чтобы обеспечить независимость изображения от шрифтов, имеющихся (или отсутствующих) на компьютере, используемом для просмотра;

• Набор геометрических примитивов;

• Карандаш — позволяет создавать линии «от руки». При создании таких линий возникает большое количество узловых точек, от которых в дальнейшем можно избавиться с помощью «упрощения кривой».

Сравнение векторных и растровых редакторов

Векторные редакторы часто противопоставляют растровым редакторам. В действительности, их возможности часто дополняют друг друга:

• Векторные редакторы обычно более пригодны для создания разметки страниц, типографики, логотипов, sharp-edged artistic иллюстраций (например, мультипликация, clip art, сложные геометрические шаблоны), технических иллюстраций, созданиядиаграмм и составления блок-схем.

• Растровые редакторы больше подходят для обработки и ретуширования фотографий, создания фотореалистичных иллюстраций, коллажей, и создания рисунков от руки с помощью графического планшета.

Последние версии растровых редакторов (таких, как GIMP или Photoshop) предоставляют пользователю и векторные инструменты (например, изменяемые кривые), а векторные редакторы (CorelDRAW, Adobe Illustrator, Xara Xtreme, Adobe Fireworks, Inkscape,SK1 и другие) реализуют и растровые эффекты (например, заливку), хотя иногда и несколько ограниченные по сравнению с растровыми редакторами.

22 Вопрос Сравнение растровой и векторной графики

Растровая графика	Векторная графика
Базовым элементом изображения является пиксел	Базовым элементом изображения является линия
Изображение хранится в виде простой таблицыпикселов, каждый из которых имеет свой цвет	Изображение хранится в виде набора линий, каждая из которых имеет координаты начала и конца, форму и цвет
Качество изображения определяется разрешением оригинала (см. рис. 9 и 10) и глубиной цвета (см. рис. 13-16)	Качество изображения определяется чёткостьюконтуров объектов
Масштабирование изображения может привести кухудшению качества, т.к. при увеличении наблюдаетсяпикселизация (см. рис. 8, 20, 23)	Масштабирование изображения происходит без потери качества и практически без увеличенияразмеров исходного графического файла (см. рис. 21 и 24)
Изображение плохо поддается трансформации (поворот, искривление и т.п.). Процедуры, которые применяются для трансформации рисунка, проходят с искажениями. Например, вертикальные или горизонтальные линии при повороте приобретают «ступенчатый» вид (см. рис. 19)	Объекты векторной графики легкотрансформируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения
Изображение выглядит вполне реально (см. рис. 8, 9, 16), т.к. каждый пиксел передаёт цвет. Можно получать живописные эффекты, скажем, туман или дымку, добиваться тончайшей настройки цвета, создавать глубину, размытость, акварельность и т.п.	Поскольку в природе прямых линий почти не существует, то векторное изображение выглядит не совсем естественно. Это хорошо подходит для искусственных объектов инженерной графики и не годится для фотореалистичных изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий, аэрофото- и космических снимков)
Хранение изображения требует больших ресурсов памяти компьютера, т.к. размер растрового файла - это произведение площади изображения на разрешение и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности)	Для хранения изображения требуется небольшойобъём памяти. Размер файла не зависит от размера изображения, т.к. сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные (координаты узлов, форма, цвет и т.п.)
Простота и техническая реализуемость автоматизации ввода (цифрования) графической информации. Существует развитая система устройств для ввода изображений - сканеров, видеокамер, цифровых фотоаппаратов	Сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации и сконструировать устройство, подобное сканеру для растровой графики
Устройства вывода, такие как мониторы, принтеры, плоттеры и прочие, для создания изображений используют наборы точек, т.е. также имеют растровый формат. Поэтому растровые изображения легко ибыстро выводятся на такие устройства, так как компьютерам легко управлять устройством вывода для представления отдельных пикселов с помощью точек	Векторные изображения долго выводятся на экран и на принтер. Устройства вывода выводят изображение по точкам, поэтому программе вывода необходимо проделать специальные процедуры расчёта по переводу векторного формата в растровый (растеризация изображения)
Качество изображения при выводе на монитор, принтер и прочие устройства зависит от соотношения разрешения оригинала изображения и разрешения печатающего устройства. Если разрешающая способность устройства вывода гораздо ниже, чем разрешение оригинала, то может наблюдаться пикселизация изображения. Если разрешающая способность устройства вывода намного выше, чем разрешение оригинала, то устройство вывода использует больше точек для любого пиксела изображения, т.е. опять наблюдается пикселизация	Векторная графика даёт прекрасное качество печати. Она максимально использует возможности разрешения печатающего устройства: изображение всегда будет настолько качественным, насколько способно данное устройство. Другими словами, чем больше точек сможет использовать устройство вывода для создания объекта, тем лучше он будет выглядеть
В географии используется для отображения и работы с ДДЗ. Также растры (топооснова, космический снимок и т.п.) часто используются как визуальный фон для слоёв географических данных в ГИС. При этом следует помнить, что в большинстве ГИС-пакетов невозможно увидеть слои, лежащие под растром. Также в ГИС значения ячеек растра могут представлять измеренную величину какого-либо показателя, плавно изменяющегося в пространстве (высота, температура, осадки, концентрация загрязнения и т.п.)	Благодаря качественному масштабированию и трансформации хорошо подходит для отображения картографической информации. Позволяет производить проекционные преобразования практически без потери качества. Хорошо подходит для послойного отображения информации в ГИС. Используется в основном для отображения линейных объектов или географических объектов и явлений, имеющих ярко выраженные границы (береговые линии, гидросеть, дороги, здания, границы государств и т.п.)

23 вопрос Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.

Фрактальная компьютерная графика позволяет создавать абстрактные композиции, где можно реализовать такие композиционные приёмы как, горизонтали и вертикали, диагональные направления, симметрию и асимметрию и др Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников. 

Понятия фрактал, фрактальная геометрия и фрактальная графика, появившиеся в конце 70-х, сегодня прочно вошли в обиход математиков и компьютерных художников. Слово фрактал образовано от латинскогоfractus и в переводе означает «состоящий из фрагментов». Оно было предложено математиком Бенуа Мандель-Бротом в 1975 году для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур, которыми он занимался. 

В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент — равносторонний треугольник, который получил название «фрактальный». Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника. 

Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Полученный объект носит название «фрактальной фигуры». Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Таким образом, можно описать и такой графический элемент, как прямую. 

Изменяя и комбинирую окраску фрактальных фигур можно моделировать образы живой и неживой природы (например, ветви дерева или снежинки), а также, составлять из полученных фигур «фрактальную композицию». Фрактальная графика, также как векторная и трёхмерная, является вычисляемой. Её главное отличие в том, что изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений, ничего кроме формулы хранить не требуется. 

24 вопрос Среди всех картинок, которые может создавать компьютер, лишь немногие могут поспорить с фрактальными изображениями, когда идет речь о подлинной красоте. У большинства из нас слово "фрактал" вызывает в памяти цветные завитушки, формирующие сложный, тонкий и составной узор. Но на самом деле этот термин имеет гораздо более широкий смысл. Фрактал - объект, обладающий бесконечной сложностью, позволяющий рассмотреть столько же своих деталей вблизи, как и издалека. Для построения математической модели и ее визуализации служат многочисленные утилиты, самые первые из которых появились более четверти века назад. Из всех существующих сегодня пакетов можно выделить Ultra Fractal 3 — мощную, полнофункциональную и вместе с тем простую и удобную в работе программу.

Итак, давайте выясним, как работать в Ultra Fractal 3. Впервые открыв окно программы, вы увидите, что в нее уже загружено изображение— известный график создателя фрактальных множеств Мандельброта. Довольно часто именно эта структура берется за основу для дальнейших трансформаций, но сейчас нам интересней овладеть принципами работы программы, чем экспериментировать наугад. Поэтому мы закрываем исходную картинку и задаем команду на открытие нового изображения (File > New > Fractal). В ответ программа выводит диалоговое окно со списком доступных математических формул; из перечня файлов слева выбираем один (по умолчанию это standart.ufm, в дальнейшем можно добавить другие модули), и справа будет показано его содержимое (как правило, для удобства пользования однотипные уравнения помещаются в один файл). Внизу слева приводится исходный текст формул расчета графиков, который нас не интересует, а вот справа от него в уменьшенном масштабе показывается изображение выбранного множества. Выбираем из списка приглянувшийся фрактал, например Slope (Julia), и подтверждаем выбор.

Появившееся изображение — не более чем базовая заготовка для дальнейшей работы. Как уже говорилось, визуализируемое изображение определяется системой параметрических уравнений. С настройки этих параметров и начинается видоизменение графика: справа находится панель Layer Properties, на которой под закладкой Formula собраны все доступные модификаторы. Те, которые расположены в начале списка, интересуют нас на данном этапе лишь постольку, поскольку они определяют точность и детализацию прорисовки фрактального растра. А вот дальше следуют текстовые окна со значениями параметров, заданными по умолчанию (в нашем случае первым из них будет Julia Seed, но их количество и названия зависят от выбранной в начале работы формулы). Процесс подбора значений в основном интуитивен, и далеко не все изменения дают положительный эффект; напротив, если ошибиться в допустимом диапазоне, то все изображение может превратиться в пустое черное поле.

На панели Fractal Mode выбираем инструмент Select Mode и выделяем в основном окне прямоугольный участок изображения. Если теперь нажать клавишу ввода или дважды кликнуть по выделенной зоне курсором, программа увеличит ее до размеров экрана. При этом количество деталей нисколько не уменьшится, а вот внешний вид графика может в очередной раз кардинально измениться.

 В таком виде фрактал уже годится для использования в качестве элемента оформления, однако основная работа еще впе­реди.

Некоторые фракталы описываются таким набором уравнений, что каждая точка создаваемого ими пространства является указателем на новое множество функций другого типа. В качестве примера можно открыть новый файл на основе формулы Phoenix (Mandelbrot), а затем переключиться в режим Switch Mode на той же панели Fractal Mode. Теперь нужно поводить курсором над графиком фрактала, и во вспомогательном окне начнут отражаться возможные формы «подчиненного» изображения. Достаточно одного щелчка мыши, чтобы это изобретение открылось в новом окне.

Ultra Fractal 3 по умолчанию использует для визуализации единственный градиентный набор сине-желто-красной гаммы, которая хороша на этапе построения и модификации благодаря высокой контрастности, но вряд ли замысел художника ограничится ею. Чтобы приступить к изменению цвета графика, сначала нужно задать формулу расчета градиентов. Для этого мы выбираем закладку Outside на панели Layer Properties и щелкаем на ней по кнопке Browse. Программа открывает уже знакомое нам окно загрузки формул, однако на этот раз она ищет файлы с расширением .ucl, содержащие алгоритмы цвета. Мы можем воспользоваться стандартным набором и выбрать из него функцию Decomposition. Этот интересный эффект не имеет настраиваемых параметров и создает иллюзию объемности изображения Если же взять более сложную методику расчета, например Orbit Traps, то в нашем распоряжении окажется около десяти переменных величин, влияющих на итоговое изображение

Следующий шаг — непосредственно подбор цвета. Панель градиентов вызывается клавишей F4 и включает хорошо знакомые дизайнерам ползунки настройки параметров RGB и HSL, а также прозрачности. Главный из них служит для вращения вектора градиента. Используя имеющиеся опорные точки, а также добавляя новые, мы можем менять не только составляющие его цвета, но и резкость перехода между ними.

Можно постараться подобрать комбинацию цветов вручную, но есть более простой, хотя и менее предсказуемый путь: нажатие клавиш F6 и F7 запускает генерацию случайных сочетаний оттенков. Кроме того, существует полезная функция Randomize Color, которая позволяет произвольным образом изменять базовый цвет композиции. Если после этого включить функцию Link Color and Opacity (комбинация клавиш Ctrl + L), то прозрачность будет привязана к градиенту. Смысл этой операции прост: Ultra Fractal 3 поддерживает запись изображений в форматах PNG, TIFF и Photoshop PSD с сохранением прозрачности. Именно эта возможность и важна для дальнейшего использования созданных фрактальных графиков в других графических программах. Впрочем, в Ultra Fractal 3 заложена собственная поддержка слоев, поэтому мы можем комбинировать элементы изображения, не прибегая к помощи других пакетов.

После того как фрактальный график приведен в соответствие с замыслом художника, можно запускать процедуру окончательного рендеринга в файл (комбинация клавиш Ctrl + R). При этом мы задаем формат для сохранения, размеры и разрешение изображения, а также, при необходимости, и качество сглаживания. Разумеется, результаты работы сохраняются и во внутреннем формате Ultra Fractal 3, что позволяет использовать созданную версию фрактального множества еще не раз.