Векторная графика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. акад. М.Д.Миллионщикова

 

 

Кафедра «Информационные технологии»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: « Информационные технологии»

на тему: «Векторная графика»

 

 

Выполнил студент

группы ВИСТ-12

Гайрбеков Зелимхан А.

Руководитель: Бисултанова А.А.

 

 

 

Допущен к защите                        «___»___________2014 г.                 Зав. кафедрой ИТ___________/                            Моисеенко Н.А.

«___»______________2014 г. ____________________ оценка ____________________ подпись

 

 

 

 

Грозный 2014 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им.акад. М.Д.Миллионщикова

 

Кафедра «Информационные технологии»

ЗАДАНИЕ:

На курсовую работу по дисциплине: «Информационные технологии»

студенту: Гайрбекову Зелимхану.

на тему: «Компьютерная графика»

Содержание

Введение         

Глава 1. Векторная графика

          1.1 Достоинства и недостатки векторной графики

          1.2 Применение векторной графики

          1.3 Основной принцип построения графических объектов

Глава 2. Программы и форматы векторной графики   

          1.1 Основные редакторы векторной графики:

          1.2 Основные форматы векторной графики:

Заключение

Литература:

1. Божко, А. Компьютерная графика. [Текст]/ А. Божко, Д.М. Жук, В.Б. Маничев.- Издательство «МГТУ им. Баумана», 2007. – 392 с.

2. Демин, А.Ю. Основы компьютерной графики. [Текст]: Учебник/ Ю.А Демин.- Издательство: «Томск», 2011.- 240 c.

3. Залогова, Л.А. Компьютерная графика. [Текст] : Учебник/.- Л.А. Залогова. Издательство «Бином», 2005.-232с.

 

Руководитель курсового работы: ______________/_____________

подпись  Ф.И.О.

Задание выдано «___» _____________2013 г.

Задание сдано на кафедру «___»________________2013 г.

 

Грозный 2014

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

 

 

 

Введение………………………………………………………………….….….4

Глава 1. Векторная графика………………………………………..…...…...6

1.1 Достоинства  и недостатки векторной графики…………………………..8

1.2 Применение  векторной графики…………………………………………10

1.3 Основной  принцип построения графических  объектов………………..13

Глава 2. Программы и форматы векторной графики   …16

1.1 Основные  редакторы векторной графики:………………………….…..18

1.2 Основные  форматы векторной графики:…………………………….….21

Заключение…………………………………………………………………….24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Векторная графика (другое название — геометрическое моделирование) — это использование геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и полигоны, для представления изображений в компьютерной графике. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображения как матрицу пикселей (точек).

Изначально человеческий глаз воспринимает изображение подобно растровому образу. Картинка проецируется на сетчатку, состоящую из отдельных, реагирующих на свет клеток. Далее система глаз-мозг распознаёт в изображении отдельные объекты, геометрические фигуры, которые уже легче обрабатывать и запоминать.

Растровые изображения плохо масштабируются, тогда как векторные изображения могут быть неограниченно увеличены без потери качества.

Почти с момента создания ЭВМ появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии. По началу это была лишь векторная графика – построение изображения с помощью так называемых «векторов» - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые.

С развитием компьютерной техники и технологий  появилось множество способов постройки графических объектов. Но для начала, определимся с термином "графический объект". Это либо само графическое изображение или его часть.  В зависимости от видов компьютерной графики под этим термином понимаются как и пиксели или спрайты  (в растровой графике), так и векторные объекты, такие как круг, квадрат, линия, кривая и т.д. (в векторной графике).

Векторный графический объект включает два элемента: контур и его внутреннюю область, которая может быть пустой или иметь заливку в виде цвета, цветового перехода (градиента). Контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым. В векторном объекте он выполняет двойную функцию. Во-первых, с помощью контура можно менять форму объекта. Во-вторых, контур векторного объекта можно оформлять (тогда он будет играть роль обводки), предварительно задав его цвет, толщину и стиль линии.

            В настоящее время векторная  графика применяется в компьютерной  полиграфии, для верстки изданий, при разработке дизайна, рекламы, анимации, декоративных композиций  создания логотипов. Как правило, логотипы не требуют сложных  полутонов, зато при создании  важно, чтобы не терялось качество  изображения. Логотип должен выглядеть  хорошо как на визитной карточек, так и плакате, поэтому векторная  графика в этом случае идеальный  вариант. Кроме того этот тип  графики используется для построения  чертежей, а также в программах  построения трехмерных графических  объектов и т.д.

                   Основное преимущество векторной  графики состоит в том, что  при изменении масштаба изображения  оно не теряет своего качества. Отсюда следует и другой вывод - при изменении размеров изображения  не изменяется размер файла. Ведь  формулы, описывающие изображение, остаются те же, меняется только  коэффициент пропорциональности. С  другой стороны, такой способ  хранения информации имеет и  свои недостатки. Например, если  делать очень сложную геометрическую  фигуру (особенно если их много), то размер "векторного" файла  может быть гораздо больше, чем  его "растровый" аналог из-за  сложности формул, описывающих такое  изображение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Глава 1. Векторная графика   

              Векторная графика описывает  изображения с использованием  прямых и изогнутых линий, называемых  векторами, а также параметров, описывающих  цвета и расположение. Например, изображение древесного листа  описывается точками, через которые  проходит линия, создавая тем  самым контур листа. Цвет листа  задается цветом контура и  области внутри этого контура.

Принцип кодирования графической информации в векторной графике принципиально отличается от растровой. В векторной графике все изображения описываются в виде математических объектов - контуров. Каждый контур представляет собой независимый объект, который можно перемещать, масштабировать, изменять множество раз. Все линии определяются начальными точками и формулами, описывающими сами линии. Поэтому при изменении размера рисунка пропорции и очертания всегда точно выдерживаются. Векторную графику часто называют также объектно-ориентированной графикой, так как изображение состоит из отдельных объектов - прямых и кривых линий, замкнутых и разомкнутых фигур, прямоугольников, эллипсов и т.п., каждый из которых имеет свои характеристики цвета, толщины контура, стиля линии и т.д 

              При редактировании элементов  векторной графики Вы изменяете  параметры прямых и изогнутых  линий, описывающих форму этих  элементов. Вы можете переносить  элементы, менять их размер, форму  и цвет, но это не отразится  на качестве их визуального  представления. Векторная графика  не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных  выходных устройствах с различным  разрешением без потери качества.

          Векторная графика описывает  изображение с помощью математических  формул. По своей сути любое  изображение можно разложить  на множество простых объектов, как то - контуры, графические примитивы  и т.д. Любой такой простой объект  состоит из контура (на рисунке  изображен красным цветом) и заливки (синий цвет).

Векторное представление заключается в описании элементов изображения математическими кривыми с указанием их цветов и заполняемости (вспомните, круг и окружность - разные фигуры). Красный эллипс на белом фоне будет описан всего двумя математическими формулами - прямоугольника и эллипса соответствующих цветов, размеров и местоположения. Очевидно, такое описание займет значительно меньше места, чем в первом случае. Еще одно преимущество - качественное масштабирование в любую сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. К сожалению векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий). Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является формулой. Это приводит к утяжелению файла. Кроме того, перевод изображения из растрового в векторный формат (например, программой Adobe Strime Line или Corel OCR-TRACE) приводит к наследованию последним невозможности корректного масштабирования в большую сторону. От увеличения линейных размеров количество деталей или оттенков на единицу площади больше не становится. Это ограничение накладывается разрешением вводных устройств (сканеров, цифровых фотокамер и др.).

Векторное изображение

           Векторное изображение представляет  собой совокупность отрезков  кривых линий, которые описывают  математическими выражениями, и  цветных заливок. Иначе говоря, чтобы  компьютер нарисовал прямую линию, нужны координаты двух точек, которые соединяются по кратчайшему  пути; для дуги задаются координаты  центра окружности и радиус, и  т. д. Таким образом, векторная иллюстрация  — это набор геометрических  примитивов (простейших объектов, таких, как линии, окружности, многогранники  и т. п.) — сплайнов, используемых для создания более сложных изображений. Отсюда и основное достоинство векторных форматов — компактность получаемых файлов и высокое качество изображений, причем независимо от разрешающей способности устройства отображения. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Достоинства и недостатки векторной графики

Достоинства.

            К достоинствам векторной графики, относится то, что она экономна  в плане объемов дискового  пространства, необходимого для  хранения изображений. Это связано  с тем, что сохраняется не само  изображение, а только некоторые  основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает  изображение заново.  Кроме того, описание цветовых характеристик  почти не увеличивает размера файла. Объекты векторной графики легко трансформируются, причем практически без ущерба для качества изображения.

          Векторные изображения, не содержащие  растровых объектов, занимают относительно небольшой объем памяти компьютера. Даже векторные рисунки, состоящие из тысяч примитивов, требуют память, объем которой не превышает нескольких сотен килобайтов. Для аналогичного растрового рисунка необходима в 10-1000 раз большая память. 
Векторные объекты задаются с помощью описаний. Поэтому, чтобы изменить размер векторного рисунка, нужно исправить его описание. Например, для увеличения или уменьшения эллипса достаточно изменить координаты левого верхнего и правого нижнего углов прямоугольника, ограничивающего этот эллипс. И снова для рисования объекта будет использоваться максимально возможное число элементов (видеопикселей или точек). Следовательно, векторные изображения могут быть легко масштабированы без потери качества.

 

Недостатки.

Прямые линии, окружности,эллипсы и дуги являются основными компонентами векторных рисунков. Поэтому до недавнего времени векторная графика использовалась для построения чертежей, диаграмм, графиков, а также для создания технических иллюстраций. С развитием компьютерных технологий ситуация несколько изменилась: сегодняшние векторные изображения по качеству приближаются к реалистическим. Однако векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества. Дело в том, что фотография — мозаика с очень сложным распределением цветов и яркостей пикселей и представление такой мозаики в виде совокупности векторных примитивов — достаточно сложная задача. 
             Векторные изображения описываются десятками, а иногда и тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (например, лазерному принтеру). При этом может случиться так, что на бумаге изображение будет выглядеть совсем иначе, чем хотелось пользователю, или вообще не распечатается. Дело в том, что принтеры содержат свои собственные процессоры, которые интерпретируют переданные им команды. Поэтому сначала нужно проверить, понимает ли принтер векторные команды данного стандарта, напечатав какой-нибудь простой векторный рисунок. После успешного завершения его печати можно уже печатать сложное изображение. Если же принтер не может распознать какой-либо примитив, то следует заменить его другим — похожим, понятным принтеру. Таким образом, векторные изображения иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.