Векторная графика

В компьютерной графике используется еще один тип графических объектов, построенных в программах векторной графики. Это не копии реальных объектов (нарисованных или сфотографированных), а синтезированные изображения. Любое изображение можно разложить на графические примитивы – отрезки прямых линий или окружностей, прямоугольники, кривые – и описать их математическими формулами, т.е. создать векторную модель изображения. Такая модель будет удобна для представления графиков, чертежей и достаточно простых линейных рисунков (рисунок 2.1.6). Так, для описания окружности требуется лишь указать ее радиус, координаты центра, толщину и цвет линии. Для описания любого многоугольника нужно указать координаты его вершин и параметры соединяющих линий. Любая контурная фигура может быть представлена отрезками прямых линий и кривых. Таким образом, векторная модель позволяет представить изображение в цифровой форме.

Рисунок 2.1.6 – Увеличение фрагмента векторного изображения

При изменении масштаба векторного изображения количество точек на единицу площади (разрешение изображения) остается постоянным, поэтому его можно увеличивать без потери качества (рисунок 2.1.6). При сохранении векторного графического изображения в файле хранятся лишь параметры составляющих изображение примитивов, поэтому файл получается очень компактный. При обратном преобразовании числовых значений в изображение на экране монитора (визуализации) координаты точек, составляющие изображение каждого объекта, вычисляются на основании уравнений (линии, окружности и т.п.) с учетом конкретных значений, хранящихся в модели параметров.

Развитие средств векторного представления образов привело к возможности построения фотореалистических изображений, учитывающих возможность изменения ракурса точки зрения на объект, его перемещения относительно фона и т.д. В результате векторная графика широко используется не только для создания чертежей любой сложности (от загородного дома до космических кораблей), без нее не обходится создание виртуальных миров, в которых живут герои современных мультфильмов и компьютерных игр.

Практически все современные шрифты, используемые в полиграфии, основаны на векторной модели.

Векторная графика применяется в программах автоматизированного проектирования, подготовки графических печатных материалов (плакатов, например), для подготовки анимационных роликов к публикации в сети Интернет, презентаций.

Примеры программных средств: CorelDraw, Adobe Illustrator, OpenOffice Draw.

Фрактальная графика является одной разновидностью векторной графики. Однако изображения фрактальной графики получаются путем математических расчетов (формул) построения изображения. Основное отличие фрактальных изображений от векторных заключается в том, что в памяти компьютера хранятся не координаты отдельных примитивных объектов, образующих изображение, а готовые образы, которые могут соединяться в различных комбинациях, проекциях и т.д. Изображение фрактальной графики строится по уравнению или системе уравнений. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картинку.

Достоинства векторной графики:

- Векторная графика – очень экономичный способ кодирования т.к. для хранения изображений и описания цветовых характеристик используется минимальный размер файла.

- Свобода трансформации. Векторное изображение можно вращать, масштабировать без потери качества изображения. Объекты векторной графики просто трансформируются и ими легко манипулировать, что не оказывает влияния на качество изображения.

- Аппаратная независимость. Векторная графика легко обрабатывается любым устройсвом, предназначенным для обработки графической информации, и максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства: изображение всегда будет настолько качественным, насколько способно данное устройство.

Недостатки векторной графики:

- Программная зависимость. Каждая программа строит кривые Безье по своим алгоритмам и сохраняет данные в своем собственном формате, поэтому изображение, созданное в одном векторном редакторе может не конвертироватся в формат другой программы без погрешностей. Некоторые эффекты, примененные в одном редакторе, не всегда будут поддерживаться другими.

- Сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, хотя эта проблема активно и весьма успешно разрабатывается.

- Векторная графика действительно ограничена в чисто живописных средствах и не предназначена для создания фотореалистичных изображений.

Подведем итоги вышесказанного и представим схему отображающую видыграфических редакторов для обработки графической информации (рисунок 1.

Рисунок 1 – Виды графических редакторов