Векторная и растровая графика

МИНОБРНАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный технический университет»

(ФГБОУ  ВПО “ТвГТУ”)

 

 

 

 

Реферат

Тема: " Векторная и растровая графика "

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Группа:

 

 

 

 

Тверь 2013 г.

Содержание

 

Введение             3 стр.

1. Векторная графика           4 стр.

2. Растровая графика           7 стр.

Заключение           10 стр.

Список использованной литературы       12 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

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.

Совокупность таких "векторов" и есть векторное изображения.

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).

Для дальнейшего рассмотрения проблемы постройки объектов с помощью  векторной графики, необходимо уяснить  разницу между двумя основными  видами компьютерной графики - растровой  и векторной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Векторная графика

Основным логическим элементом  векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются  простые геометрические фигуры (так  называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные  фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том  числе градиенты.

Преимущество векторной  графики заключается в том, что  форму, цвет и пространственное положение  составляющих ее объектов можно описывать  с помощью математических формул.

Важным объектом векторной  графики является сплайн. Сплайн - это  кривая, посредством которой описывается  та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены современные  шрифты TryeType и PostScript.

У векторной графики много  достоинств. Она экономна в плане  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 размер файла.

Объекты векторной графики  легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически  никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление  могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами.

В тех областях графики, где  важное значение имеет сохранение ясных  и четких контуров, например, в шрифтовых  композициях, в создании логотипов  и прочее, векторные программы  незаменимы.

Векторная графика может  включать в себя и фрагменты растровой  графики: фрагмент становится таким  же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями  в обработке).

Важным преимуществом  программ векторной графики является развитые средства интеграции изображений  и текста, единый подход к ним. Поэтому  программы векторной графики  незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических  и оформительских работ.

Однако, с другой стороны, векторная графика может показаться чрезмерно жесткой, "фанерной". Она действительно ограничена в  чисто живописных средствах: в программах векторной графики практически  невозможно создавать фотореалистические изображения.

А кроме того, векторный  принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической  информации, как это делает сканер для точечной графики.

В последнее время все  большее распространение получают программы 3-мерного моделирования, также имеющие векторную природу.

Обладая изощренными методами отрисовки (метод трассировки лучей, метод излучательности), эти программы  позволяют создавать фотореалистичные растровые изображения с произвольным разрешением из векторных объектов при умеренных затратах сил и  времени.

В любом случае, если вы работаете  с графикой, то неизбежно будете иметь дело с обеими ее формами - векторной и растровой. Понимание  их сильных и слабых сторон позволит вам выполнить свою работу максимально  эффективно.

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.

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.

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.).

2. Растровая графика

Растровая графика описывает  изображения с использованием цветных  точек, называемых пикселями, расположенных  на сетке. Например, изображение древесного листа описывается конкретным расположением  и цветом каждой точки сетки, что  создает изображение примерно также  как в мозаике.

При редактировании растровой  графики Вы редактируете пиксели, а  не линии. Растровая графика зависит  от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена  к сетке определенного размера. При редактировании растровой графики, качество ее представления может  измениться. В частности, изменение  размеров растровой графики может  привести к "разлохмачиванию" краев  изображения, поскольку пиксели  будут перераспределяться на сетке. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем  разрешение самого изображения, понизит  его качество.

Основой растрового представления  графики является пиксель (точка) с  указанием ее цвета. При описании, например, красного эллипса на белом  фоне приходится указывать цвет каждой точки как эллипса, так и фона. Изображение представляется в виде большого количества точек - чем их больше, тем визуально качественнее изображение и больше размер файла. То есть, одна и даже картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в соответствии с количеством точек на единицу длины - разрешением (обычно, точек на дюйм - dpi или пикселей на дюйм - ppi).

Кроме того, качество характеризуется  еще и количеством цветов и  оттенков, которые может принимать  каждая точка изображения. Чем большим  количеством оттенков характеризуется  изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и - 00000001. Таким образом, чем качественнее изображение, тем больше размер файла.

Растровое представление  обычно используют для изображений  фотографического типа с большим  количеством деталей или оттенков. К сожалению, масштабирование таких  картинок в любую сторону обычно ухудшает качество. При уменьшении количества точек теряются мелкие детали и деформируются надписи (правда, это может быть не так заметно  при уменьшении визуальных размеров самой картинки - т.е. сохранении разрешения). Добавление пикселей приводит к ухудшению  резкости и яркости изображения, т.к новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя  и более граничащими цветами. Распространены форматы: tif, gif, jpg, png, bmp, pcx и др.

Таким образом, выбор растрового или векторного формата зависит  от целей и задач работы с изображением. Если нужна фотографическая точность цветопередачи, то предпочтительнее растр. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном  формате. Понятно, что и в растровом  и в векторном представлении  графика (как и текст) выводятся  на экран монитора или печатное устройство в виде совокупности точек. В Интернете  графика представляется в одном  из растровых форматов, понимаемых броузерами без установки дополнительных модулей - GIF, JPG, PNG.

Без дополнительных плагинов (дополнений) наиболее распространенные броузеры понимают только растровые  форматы -. gif,. jpg и. png (последний пока мало распространен). На первый взгляд, использование векторных редакторов становится неактуальным. Однако большинство  таких редакторов обеспечивают экспорт  в. gif или. jpg с выбираемым Вами разрешением. А рисовать начинающим художникам проще  именно в векторных средах - если рука дрогнула и линия пошла не туда, получившийся элемент легко редактируется. При рисование в растровом режиме Вы рискуете непоправимо испортить фон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Из-за описанных выше особенностей представления изображения, для  каждого типа приходится использовать отдельный графический редактор - растровый или векторный. Разумеется, у них есть общие черты - возможность  открывать и сохранять файлы  в различных форматах, использование  инструментов с одинаковыми названиями (карандаш, перо и т.д.) или функциями (выделение, перемещение, масштабирование  и т.д.), выбирать нужный цвет или  оттенок... Однако принципы реализации процессов рисования и редактирования различны и обусловлены природой соответствующего формата. Так, если в  растровых редакторах говорят о  выделении объекта, то имеют в  виду совокупность точек в виде области  сложной формы. Процесс выделения  очень часто является трудоемкой и кропотливой работой. При перемещении  такого выделения появляется “дырка". В векторном же редакторе объект представляет совокупность графических  примитивов и для его выделения  достаточно выбрать мышкой каждый из них. А если эти примитивы были сгруппированы соответствующей  командой, то достаточно “щелкнуть" один раз в любой из точек сгруппированного объекта. Перемещение выделенного  объекта обнажает нижележащие элементы.

Тем не менее, существует тенденция  к сближению. Большинство современных  векторных редакторов способны использовать растровые картинки в качестве фона, а то и переводить в векторный  формат части изображения встроенными  средствами (трассировка). Причем обычно имеются средства редактирования загруженного фонового изображения хотя бы на уровне различных встроенных или устанавливаемых  фильтров.8-я версия Illustrator'a способна загружать. psd-файлы Photoshop'a и использовать каждый из полученных слоев. Кроме того, для использования тех же фильтров, может осуществляться непосредственный перевод сформированного векторного изображения в растровый формат и дальнейшее использование как нередактируемого растрового элемента. Причем, все это помимо обычно имеющихся конвертеров из векторного формата в растровый с получением соответствующего файла.

Некоторые растровые редакторы  способны грузить один из векторных  форматов (обычно. wmf) в качестве фона или сразу переводить их в растр  с возможностью непосредственного  редактирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

Лавров С.М. Excel: сб. примеров и задачи М.: Финансы и статистика, 2003. - 332с.