Векторная графика

Компьютерная графика бывает двух видов: растровая и векторная. Это два основных подхода к созданию изображений, которые различаются в способе хранения информации. Обычно мы имеем дело с растровыми изображениям. Снимки, сделанные цифровым фотоаппаратом — классический пример растровой графики. Растровые изображения можно сравнить с мозаикой, где рисунок формируется из мелких одноцветных элементов: стекол, камней и т.д. Если отойти от мозаичного панно на расстояние, то отдельные стекла становятся неразличимо малы, сливаясь в красочную картину. По этому же принципу создаются растровые изображения в компьютерной графике. Рисунок разбивается на отдельные прямоугольные элементы, каждый из которых получает усредненный по занимаемой площади цвет. Таким образом, растровое изображение — это набор отдельных точек. Чем больше элементов в составе мозаики, тем однороднее выглядит изображение. Растровые изображения тоже характеризуются количеством составляющих их точек — пикселей. На увеличенном фрагменте растрового изображения можно различить квадраты разного цвета. Это и есть пиксели, из которых состоит рисунок. Пиксели, из которых состоят точечные изображения, имеют фиксированный размер. При изменении размера таких изображений их качество становится значительно ниже.

Совершенно иной принцип заложен в основу векторных изображений. Самой простой аналогией векторного изображения может служить аппликация. Все изображение состоит из отдельных кусочков различной формы и цвета (даже части растра), «склеенных» между собой. Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул. Например, графический примитив точка задается своими координатами, линия — координатами начала и конца, окружность — координатами центра и радиусом, прямоугольник — координатами левого верхнего угла и правого нижнего угла и так далее. Для каждого примитива задается также цвет. Важной деталью является то, что объекты задаются независимо друг от друга и, следовательно, могут перекрываться между собой.

Векторные изображения — чистая математика. Качество таких рисунков всегда будет одинаково хорошим вне зависимости от изменения их размеров. Вектор можно увеличивать или уменьшать неограниченное количество раз. Формула останется формулой, а значит, и рисунок останется таким же четким.

К достоинства векторной графики также можно отнести: небольшой информационный объем файлов по сравнению с объемом файлов, содержащих растровые изображения; независимое редактирование частей рисунка; высокую точность прорисовки (до 1 000 000 точек на дюйм). Недостатком векторной графики является ограниченность в живописных средствах - векторные изображения выглядят искусственно.

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 (отрисовки). 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 высокое качество векторного рисунка.

Сферы применения векторной графики очень широки. Она применяется в компьютерной полиграфии, системе компьютерного проектирования, компьютерном дизайне и рекламе. Все, что мы называем машинной графикой, 3D-графикой, графическими средствами компьютерного моделирования– все это сферы приоритета векторной графики. Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы — графические редакторы. Графические редакторы также можно разделить на две категории: растровые и векторные. Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространена CorelDRAW и Adobe Illustrator.