Векторная графика (вг)

Векторная графика обычно используется не для создания художественных композиций, а для оформительских, чертежных и проектно-конструкторских работ. Элементарным объектом векторного изображения является не точка, а линия (контур).

Каждый контур имеет две или более опорных точек, также именуемых узлами. Элемент контура, заключенный между двумя смежными опорными точками, называют сегментом контура. Контур может быть открытым или замкнутым – когда последняя опорная точка одновременно является и первой.

Как и все объекты, линии имеют свойства: форму (прямая, кривая 2-го или 3-го порядка), толщину, цвет, характер (сплошная, пунктирная) и др. Замкнутые контуры имеют еще свойства заполнения (заливки), а открытые – свойства узлов (вершин). Линия описывается математической формулой, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике. Простейшие объекты объединяются в более сложные, в результате изображение представляет собой совокупность простых элементов, называемых графическими примитивами (прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников и др.). Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной.

Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в левом верхнем углу экрана.

Примеры фигур, полученных из графических примитивов:

Векторное представление намного компактнее, чем растровое, однако построение любого объекта сопровождается непрерывным пересчетом параметров линий, в связи с чем работа с векторной графикой требует более производительных вычислительных систем.

Наиболее распространенные редакторы векторной графики – Microsoft Draw (в Office), Adobe Illustrator, CorelDraw, форматы векторной графики – .wmf, .eps, .dxf, .cgm и др.

Существуют так называемые векторизаторы (трассировщики) – специализированные пакеты преобразования растровых изображений, например, Adobe StreamLine, CorelTrace.

Сравнение растровой и векторной графики

Растровая графика Векторная графика

Достоинства растровой графики:

можно отразить множество мелких деталей, плавные переходы цветов, нечеткие границы или размытые края объектов, так как каждый пиксель имеет незначительный размер по сравнению со всем изображением и собствен- ный цвет;

высокое качество фотореалистичных изображений;

в силу независимости пикселей легко редактировать определенные детали изображения или все изображение в целом (менять цвет, яркость, использовать визуальные эффекты);

проще ввести в компьютер растровую графику, она является «родной» для многих устройств ввода-вывода: монитора, принтера, сканера, цифровых фото- и видеокамер. Любое изображение, выводимое на монитор или принтер, должно быть представлено в растровом виде.

Недостатки растровой графики:

растровые изображения занимают большой объем памяти, так как растровое изображение состоит из нескольких тысяч, а порой и миллионов пикселей, для каждого из которых необходимо хранить информацию о цвете;

растровое изображение плохо поддается масштабированию. При уменьшении растрового изображения несколько соседних пикселей превращаются в один, что приводит к потере информации, а следовательно, и к потере качества. При увеличении растрового изображения возникает «ступенчатый» эффект, называемый пикселизацией.

Достоинства векторной графики:

координаты объектов могут быть заданы в любых единицах измерения. Векторные изображения хорошо поддаются редактированию. Если необходимо изменить форму объекта, то достаточно изменить координаты одного или нескольких узлов элемента изображения;

при масштабировании и других трансформациях не возникает потеря качества. Для того чтобы увеличить фигуру в два раза, достаточно умножить координаты каждой точки на два. Нет никакой привязки к пикселям, поэтому векторное изображение не зависит от разрешения;

изображения, представленные в векторном виде, занимают намного меньший объем памяти, чем растровые, потому что нет необходимости сохранять информацию о каждом пикселе изображения, для построения изображения нужны только формы и характеристики графических объектов;

содержится описание внешнего вида объектов и взаимосвязи между ними, что значительно упрощает процесс редактирования изображения и позволяет автоматизировать процесс изменения объектов. В частности, автоматизация используется в анимации: задав начальное и конечное изображение (правильно указав связи между объектами), можно запрограммировать компьютер так, чтобы он сам вычислил все промежуточные кадры.

Недостатки векторной графики:

прежде чем вывести векторное изображение на экран монитора или принтер, необходимо выполнить процесс растеризации. В настоящее время алгоритмы растеризации хорошо проработаны и активно используются во многих приложениях, однако для вывода векторной графики могут потребоваться дополнительные затраты процессорного времени;

сложно автоматизируется ввод векторной графической информации в компьютер. Зачастую изображение сначала вводится в растровом виде, а затем преобразуется в векторный вид при участии человека;

векторная графика не годится для хранения изображений фотореалистичного качества, так как они могут содержать множество мелких деталей, смазанных или расплывчатых границ и т. д., а хранение таких аспектов изображения в векторном виде крайне затруднительно. Например, фотография облаков на фоне синевы неба имеет очень много полутонов и нечетких границ, поэтому создать подобное изображение в векторном виде крайне сложно;

разработано большое количество форматов и стандартов векторной графики. Каждый разработчик имеет собственное мнение о том, какие возможности должны быть у формата или стандарта. Таким образом, разные форматы могут иметь индивидуальные возможности и разнообразные формы представления информации. По этой причине полноценный перевод из одного формата векторной графики в другой зачастую невозможен: в процессе перевода неизбежны потери части информации.