Два типа 2d графики: векторные и растровые изображения
Содержание:
- Форматы векторной графики
- Фундаментальные недостатки векторной графики
- Что такое векторные изображения
- Основные виды изображений
- Растровая графика
- Векторная графика
- Что такое растровая графика
- Какими бывают форматы векторной графики?
- Векторная графика
- Что такое векторная графика
- Растровая графика
- Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой
- Способ хранения изображения
- ⇡#Vector Paint — векторный редактор в Chrome, который может работать и без браузера
Форматы векторной графики
Созданные изображения хранятся в форматах. Привычные нам jpg (jpeg), png служат для хранения растровых изображений. Векторные картинки используют достаточно большое количество различных форматов. Среди них:
- AI. Данный формат создает программа Ad.Illustrator. Только она и может быть использована для открытия файлов с таким расширением. Документ, созданный в новой версии, не может быть воспроизведен старыми.
- CDR. Формат Corel Draw. Эта программа также может использовать и другие расширения, в зависимости от предназначения документа (cdt, cdx, cgm, clk, cmx, cpx, csl, des, dsf, drw).
- DXF. Поддерживается всеми программами автоматизированного проектирования. Однако некоторые способны лишь читать файлы и не допускают возможности редактирования.
- EPS. Универсальный формат, который используется наиболее часто. Он был совместно создан компаниями Adobe Systems и Altsys. Файлы с этим расширением доступны многим программам, в зависимости от их версий.
- FLA, FH. Формат компании Adobe Flash.
- PDF. Разработан компанией Adobe. Используется для передачи документов, которые содержат как текст, так и графические изображения.
- PICT. Используется на платформе Macintosh. Способен одновременно поддерживать как изображения векторной, так и растровой графики.
- TGA (Targa). Продукт компании AT&T, разработанный под видеокарту TrueVision. Его поддерживают более 200 приложений.
- SWG, SVGZ. Основан на XML-языке для векторных изображений. Поддерживается веб-браузерами. Его недостатком является относительно невысокое качество сложной графики.
- SWF. Формат для flash-анимаций. Доступен для чтения приложениями, поддерживающими технологию Flash.
- WMF. Аналог PICT для Windows. К нему часто прибегают при создании веб-страниц.
Фундаментальные недостатки векторной графики
- Не каждая графическая сцена может быть легко изображена в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться описание очень большого количества примитивов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением и на время необходимое для преобразования его в растровый формат для графического вывода (отрисовки или растеризации).
- Перевод векторной графики в растровое изображение достаточно прост. Но обратный путь, как правило, сложен — этот процесс называют трассировкой растра, и зачастую требует значительных вычислительных мощностей и процессорного времени, и не всегда обеспечивает высокое качество полученного векторного рисунка.
- При этом спецификации векторных форматов (и, соответственно, рендереры векторной графики) намного сложнее таковых для растровой графики.
- Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда векторный формат отображается в растровое разрешение с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную. В векторных шрифтах TrueType есть довольно сложные коды хинтинга, позволяющие избавиться от пропущенных (и, наоборот, излишне толстых) линий.
Что такое векторные изображения
Векторные это изображения, состоящие из множества отдельных, масштабируемых объектов (линий и кривых), которые определены с помощью математических уравнений.
Объекты могут состоять из линий, кривых и фигур. При этом изменение атрибутов векторного объекта не влияет на сам объект, т.е. Вы можете свободно менять любое количество атрибутов объекта, не разрушая при этом основной объект.
В векторной графике качество изображения не зависит от разрешения. Это все объясняется тем, что векторные объекты описываются математическими уравнениями, поэтому при масштабировании они пересчитываются и соответственно не теряют в качестве. Исходя из этого, Вы можете увеличивать или уменьшать размер до любой степени, и ваше изображение останется таким же четким и резким, это будет видно как на экране монитора, так и при печати. Таким образом, вектор – это лучший выбор для иллюстраций, выводимых на различные носители и размер которых приходится часто изменять, например логотипы.
Еще одно преимущество изображений является то, что они не ограничены прямоугольной формой, как растровые. Такие объекты могут быть размещены на других объектах (размещение на переднем или заднем плане выбирается лично Вами).
Для наглядности мной предоставлен рисунок, на котором нарисован круг в векторном и круг в растровом формате. Оба размещены на белых фонах. Но, когда вы размещаете растровый круг поверх другого такого же круга, то увидите, что этот круг имеет прямоугольную рамку, чего, как Вы видите на рисунке, нету в векторе.
На сегодняшний день векторные изображения становятся все более фотореалистичными, это происходит за счет постоянной разработки и внедрения в программы различных инструментов, например, таких как градиентная сетка.
Векторные изображения, как правило, создаются с помощью специальных программ. Вы не можете отсканировать изображение и сохранить его в виде векторного файла без использования преобразования путем трассировки изображения в программе Adobe Illustrator.
С другой стороны, векторное изображение может быть довольно легко преобразовано в растровое. Этот процесс называется растрированием. Также, при преобразовании Вы можете указать любое разрешение будущего растрового изображения.
Очень важно, перед растрированием, сохранить оригинал изображения в векторном формате, поскольку после преобразования его в растр оно потеряет все замечательные свойства, которыми обладает вектор
Векторные форматы
К самым распространенным форматам вектора относятся:
- AI (Adobe Illustrator);
- CDR (CorelDRAW);
- CMX (Corel валютный);
- SVG (масштабируемая векторная графика);
- CGM Computer Graphics Metafile;
- DXF AutoCAD.
Самые популярные программы для работы с векторамиAdobe Illustrator, CorelDRAW и Inkscape.
Основные виды изображений
Известно, что в сети интернет пользуются большим числом наглядных иллюстраций, позволяющих посетителю конкретного сайта подробнее изучить представленную информацию. Но все типы изображений можно разделить на два типа:
- Растровые, которые представляют собой привычные для нас картинки, состоящие из большого числа пикселов. Они могут быть созданы как фотоаппаратом, так и компьютерными программами.
- Векторные, состоящие из сложных и разнообразных геометрических фигур – окружностей, линий, квадратов. Создание подобного типа изображений возможно лишь средствами компьютерной визуализации.
Загружать на фотосток можно оба вида графической информации. Первые, чаще всего, используются для предоставления сведений о каком-либо объекте, происшествии, для описания инструкций. Векторная графика применяется для создания логотипов компаний, эмблем продукции, товарных знаков.
Растровая графика
Растр — это множество мелких точек, из которых может состоять изображение. В случае с компьютером растр — это пиксели, из которых состоит фотография.
Например, когда вы фотографируете на смартфон или цифровой фотоаппарат, вы получаете растровое изображение, которое состоит из множества отдельных точек. Если смотреть на экране телефона или компьютера, они не видны, но если сильно увеличить, то эти точки станут заметны.
Чем сильнее увеличим фотографию, тем больше видны пиксели
У растровой графики есть два главных параметра: размер изображения и глубина цвета.
Размер изображения — это количество пикселей по горизонтали и вертикали. Чем больше размер, тем сильнее можно увеличивать картинку без потери качества. Например, возьмём одну и ту же фотографию, но у одной будет размер 100 на 200 пикселей, а у другой — 1000 на 2000 пикселей:
В одном и том же масштабе вторая картинка смотрится гораздо лучше, потому что в ней больше пикселей, которые передают больше деталей
Общее правило такое: чем больше пикселей на фотографии, тем больше мелких деталей можно на ней разглядеть. Именно поэтому производители камер и смартфонов постоянно увеличивают количество пикселей у себя в устройствах.
Глубина цвета. Представьте, что ваша камера в телефоне может различать только 16 цветов. В этом случае фотографии получались бы такими:
В целом понятно, что тут изображено, но выглядит странно
Это и есть глубина цвета — сколько разных оттенков присутствует на изображении. В нашем примере 16 цветов — это 4 бита, потому что 2 в 4 степени = 16. Сравните, как выглядит та же фотография с глубиной цвета 16 и 8 бит:
Чем больше глубина цвета, тем плавнее цветовые переходы на фото
Главное применение растровой графики — фотографии и изображения с большой глубиной цвета и множеством деталей. Фотографии — это растр. Рисунки от руки — чаще всего растр. Если на изображении природа, люди, водичка или что угодно со множеством деталей, скорее всего, такое изображение будет растровым.
Компьютеры классно справляются с растровыми изображениями, потому что растр довольно прост в обработке. Компьютер ставит подряд нужное количество пикселей и красит их в нужные цвета. Операция простая, математика минимальная, просто нужно повторить её много раз. Компьютеры в этом сильны.
Векторная графика
В отличие от растровых, векторные изображения состоят уже не из пикселей, а из множества опорных точек и соединяющих их кривых. Векторное изображение описывается математическими формулами и, соответственно, не требует наличия информации о каждом пикселе. Сколько ни увеличивай масштаб векторного изображения, вы никогда не увидите пикселей.
Самые популярные векторные форматы: SVG, AI.
Векторное изображение и его увеличенный фрагмент
Применение
Векторная графика используется для иллюстраций, иконок, логотипов и технических чертежей, но сложна для воспроизведения фотореалистичных изображений. Самый популярный редактор векторной графики — Adobe Illustrator.
Пример использования векторной графики: социальные иконки (источник изображения: MacKenzie www.freevector.com/social-websites-icons)
Пример использования векторной графики: иллюстрация (автор изображения: Катя Климович)
Преимущества
- Малый объём занимаемой памяти — векторные изображения имеют меньший размер, так как содержат в себе малое количество информации.
- Векторные изображения отлично масштабируются — можно бесконечно изменять размер изображения без потерь качества.
Недостатки
- Чтобы отобразить векторное изображение требуется произвести ряд вычислений, соответственно, сложные изображения могут требовать повышенных вычислительных мощностей.
- Не каждая графическая сцена может быть представлена в векторном виде: для сложного изображения с широкой цветовой гаммой может потребоваться огромное количество точек и кривых, что сведёт «на нет» все преимущества векторной графики.
- Процесс создания и редактирования векторной графики отличается от привычной многим модели — для работы с вектором потребуются дополнительные знания.
Что такое растровая графика
Растровая графика (растр) — это изображение/я построенные из пикселей разного цвета, или по-другому, точек, расположенных в определенной последовательности в виде сетки / сот. Примерно это выглядит так — есть сетка на которой расположено множество точек самых разных цветов, при удалении от нее будет складываться целая картинка.
На скриншоте снизу можно четко увидеть, как растровое изображение формируется из пикселей и представлено в виде графической сетки.
К такой графике также относится и видео, так, как это просто множество растровых картинок, которые идут в определенной последовательности. Все, что отображается не вашем мониторе — представляется в виде растра, даже векторная графика трансформируется в него. Так, как на мониторах устанавливается графическая матрица, которая выводит картинку по пикселям.
Растровое изображение — это набор пикселей, представленных в виде сетки пикселей разных цветов из которых и формируется картинка. Можно дать и такое определение.
Характеристики растровой графики:
- Разрешение изображения — количество пикселей по вертикали и горизонтали. Чем выше разрешение, тем качественнее и более детализированной будет картинка. Это относится ко всему контенту: видео, фото, игры.
- Глубина цвета — количество используемых цветов. Может быть: 4бита (16 цветов), 8бит (256 цветов), 24 бита (16 млн. цветов) и т.д.
- Цветовая модель/пространство. RGB, CMYK, YIQ, HSB, HLS и т.д.
Растровые изображения создаются любым фотоаппаратом, камерой, когда вы делаете скриншот или просто в редакторе для компьютера, например, в GIMP.
Важно! Существует и другой вид — векторный, о том, что такое векторная графика, можете прочитать в соответствующей статье
Достоинства растровой графики — плюсы
1. Можно создать абсолютно любое изображение, какой сложности бы оно не было. Полностью передать цветовую гамму, переходы — градиенты. В отличие от той же векторной графики.
2. Благодаря простоте создания может использоваться везде — в фотоаппаратах, печати, видео и т.д.
3. Быстрая скорость обработки и масштабирования.
4. Поддерживается всеми современными устройствами вывода информации на дисплее.
Недостатки — минусы
1. Может занимать много места если изображение сложное и используется высокая глубина цвета. Еще это зависит от его формата: PMG, JPG, BMP и т.д. Подробнее об этом написано ниже.
2. При масштабировании теряется четкость
Поэтому разрешение так важно
3. Не вывести на печать на плоттер или это сделать довольно сложно.
Многие думают, что векторная графика намного лучше и занимает куда меньше места — это действует только на несложные изображения, где используется мало деталей. Правильно сохраненный растр тоже занимает немного места. Есть множество различных форматов картинок, которые хорошо сжимают исходник без сильной потери качества. О том, как уменьшить размер фото написано в соответствующей статье.
Какими бывают форматы векторной графики?
На сегодняшний день, существует более десяти разнообразных векторных форматов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Большинство из них были разработаны компаниями-производителями популярных графических редакторов непосредственно для своих продуктов. Наиболее востребованными среди современных векторных форматов для логотипов являются:
PDF. Популярный формат для отображения различных полиграфических материалов (векторные логотипы), презентаций и документов, разработанный корпорацией Adobe. Оптимально подходит для сохранения файлов, которые содержат в себе не только графику, но и текст. Логотип в PDF имеет встроенный набор шрифтов, позволяет добавлять ссылки, анимацию, звуковые файлы, благодаря инструментам языка PostScript. Графика в PDF не занимает много места, корректно отображается на любых системах, формат предоставляет широкие возможности для печати;
SVG. Предназначен для двумерной векторной графики, чаще всего используется при графическом сопровождении веб-страниц. Разработан на основе языка разметки XML (свободный стандарт), может включать в себя изображения, текст, анимацию, такие файлы можно редактировать не только в графических, но и в некоторых текстовых редакторах. Графика в SVG прекрасно масштабируется, сохраняя высокое качество, поэтому формат идеально подходит для создания веб-иллюстраций и редактирования файлов;
EPS. Разработан компанией Adobe, однако доступен для всех популярных редакторов (Illustrator, Photoshop, CorelDraw, GIMP и десятком других). Поддерживает множество инструментов для редактирования и обработки векторных логотипов и иных изображений, без ухудшения их качества. Активно используется в профессиональной полиграфии, так как оптимально подходит для печати в больших объемах;
AI. Формат закрытого типа, создан специально для программы Adobe Illustrator, но также подходит и для других редакторов (с ограничениями). AI обладает высокой стабильностью, обеспечивает достойное качество картинки даже при существенном изменении ее масштаба. При этом строго привязан к «родной» версии Illustrator;
CDR. Разработан для файлов Corel Draw, не поддерживается практически никакими другими программами. Файлы, созданные в новых версиях редактора, не могут быть открыты в старых. Хорошо сохраняет спецэффекты и параметры объектов, обеспечивает многослойность, раздельное сжатие векторных и растровых объектов.
Из всех перечисленных форматов, для стандартных иллюстраций и полиграфии (например, логотипов) лучше всего подходят расширения SVG и PDF. А современные сервисы помогут вам легко и быстро создавать графику в режиме онлайн и затем использовать данные файлы для любых целей (оформление сайтов, печать и т.д.).
Векторная графика
В векторной графике изображение состоит из простых элементов, называемых примитивами: линий, окружностей, прямоугольников, закрашенных областей. Границы областей задаются кривыми.
Файл, отображающий векторное изображение, содержит начальные координаты и параметры примитивов – векторные команды.
Самым близким аналогом векторной графики является графическое представление математических функций. Например, для описания отрезка прямой достаточно указать координаты его концов, а окружность можно описать, задав координаты центра и радиус.
Информация о цвете объекта сохраняется как часть его описания, т.е. тоже в векторной команде.
Векторные команды сообщают устройству вывода о том, что необходимо нарисовать объект, используя заложенное число элементов-примитивов. Чем больше элементов используется, тем лучше этот объект выглядит.
Приложения для создания векторной графики широко используются в области дизайна, технического рисования, оформительских работ. Элементы векторной графики имеются также в текстовых процессорах. В этих программах одновременно с инструментами рисования и командами предусмотрено специальное программное обеспечение, формирующее векторные команды, соответствующие объектам, из которых состоит рисунок.
Файлы векторной графики могут содержать растровые объекты.
Достоинства векторной графики
- Векторные изображения занимают относительно небольшой объем памяти.
- Векторные объекты могут легко масштабироваться без потери качества
Недостатки векторной графики
- Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.
- Векторные изображения описываются тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (принтеру). Чаще всего изображение на бумаге выглядит не так как на экране монитора.
Что такое векторная графика
Векторная графика — это изображение, которое строится по указанным координатам, которые были заданы в векторной программе. Это простые геометрические объекты: линии, точки, кривые, круги и т.д. Т.е. векторные изображения формируются из указанных координат — установленных точек, того, какая им дана форма (линии, круги, кривые, квадраты и т.д.), и какие к ним применены различные эффекты: цвета, заливки и т.д.
В самом файле хранится информация о местоположении этих координат и какие эффекты были применены. Поэтому векторные файлы занимают меньше места, в отличие от растровых, в которых хранится информация о множестве пикселей, их цвете, координатах, используемой цветовой схеме и другой информации.
Такой способ формирования графики позволяет добиться наивысшего качества и гибкости в работе с полиграфическими материалами. Созданные изображения можно бесконечно редактировать, менять их масштаб — качество от этого теряться не будет, т.к. работа происходит с объектами в виде координат моделей, а отрисовка делается в зависимости от необходимого размера.
Чтобы создать такое изображение нужно нарисовать фигуру — начертить линии, поставить где нужно точки, дать им обводку или заливку. Смотрите скриншот, как это выглядит.
Так, как дисплеи различных девайсов и монитор, за которым вы читаете этот материал предназначены для вывода растровой графики, векторная преобразуется в нее на программном или аппаратном уровне. Поэтому, все, что вы видите на дисплеях своих устройств, показывается в растровом формате: изображения, видео, игры и т.д.
Где и как используется векторная графика
Такой вид графики используется во всех сферах, где требуется печать создаваемых материалов. Т.е. если компания создает, например, логотип — то лучше его сделать в векторе, ведь в независимости от того, где вы его в дальнейшем будете использовать, он будет одинаково качественно выглядеть.
Поэтому вектором пользуются: полиграфические фирмы, рекламные агентства, газеты и журналы, печатные издания, архитекторы и многие другие, кому важно, чтобы создаваемый материал был масштабируемым. Самыми качественными и популярными программами являются:
Самыми качественными и популярными программами являются:
- Adobe Illustrator
- Adobe InDesign
- Adobe FreeHand
- Corel Draw
- AutoCAD
- ArhiCAD
Достоинства векторной графики — плюсы
1. Небольшой размер несложных изображений. Но, если деталей будет много — их вес соответственно будет сильно расти.
2. Масштабируемость и редактирование без изменения качества в худшую сторону.
3. Один раз создав материал в таком формате — его можно без сильных изменений использовать, где угодно, хоть на огромном баннере, хоть, как маленькую картинку на сайте — качество будет одно и тоже. Т.е. не нужно отрисовывать его заново в отличие от растрового.
4. Легко перевести в растр причем любого разрешения, но из растра в вектор — сложно.
5. Легко научится создавать и работать с графикой такого формата если у вас есть хотя бы базовые знания о том, как нужно чертить.
Недостатки — минусы
1. Не все можно сделать в векторе — просто формат не позволит сделать сложные изображения с градиентами и большим количеством деталей. Хотя сделать то можно, но весить это дело будет очень много. Бессмысленная и ненужная затея.
2. Нет автоматического ввода/создания в векторе — у тех же сканеров, фотоаппаратов. Камеры, сканеры и т.д. создают изображения в растровом формате по пикселям.
3. Нет нормальной совместимости между программами для работы с такой графикой. Они конкурируют, а мы получаем кривое отображение если не используем тот же софт, в котором создавался материал.
4. Требует хорошего компьютера для отрисовки сложных материалов. Ведь в файле хранятся, только координаты, а отрисовка происходит уже после открытия.
5. Трудоемкий и довольно нелегкий процесс создания качественных изображений.
Растровая графика
Растровое изображение представляет картину, состоящую из массива точек на экране, имеющих такие атрибуты как координаты и цвет.
Пиксель – наименьший элемент изображения на экране компьютера. Размер экранного пикселя приблизительно 0,0018 дюйма.
Растровый рисунок похож на мозаику, в которой каждый элемент (пиксель) закрашен определенным цветом. Этот цвет закрепляется за определенным местом экрана. Перемещение фрагмента изображения «снимает» краску с электронного холста и разрушает рисунок.
Информация о текущем состоянии экрана хранится в памяти видеокарты. Информация может храниться и в памяти компьютера — в графическом файле данных.
Самыми близкими аналогами растровой графики является живопись, фотография.
Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой
- Объём данных, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколь угодно большой объект файлом минимального размера. Например, описание окружности произвольного радиуса требует задания только 3 чисел, не считая атрибутов.
- В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив при выводе на графическое устройство, например, дугу окружности, и она останется при любом увеличении гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.
- Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.
- При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимой от реальной площади изображаемой фигуры.
Способ хранения изображения
Рассмотрим, к примеру, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:
- координаты центра окружности;
- значение радиуса r;
- цвет заполнения (если окружность не прозрачная);
- цвет и толщина контура (в случае наличия контура);
- порядок плана (передний план, задний план).
Координаты центра и радиус являются обязательными параметрами, остальные данные из описания окружности часто называют атрибутами и в некоторых графических векторных редакторах опускаются. В этом случае при графическом выводе они заменяются атрибутами по умолчанию или текущими атрибутами.
⇡#Vector Paint — векторный редактор в Chrome, который может работать и без браузера
Vector Paint содержит достаточно большую коллекцию различных предустановленных форм, которые можно использовать в проектах: тут и часы, и тучки, и стрелочки, и животные, и нотки, и многое другое. Формы можно создавать и вручную, используя прямые и ломаные линии, инструмент для рисования произвольных форм, прямоугольник, эллипс. Для каждого элемента есть возможность выбрать цвет, толщину и тип обводки, а также цвет заливки, сделать его частично прозрачным, добавить один из множества эффектов (искажения, тени, текстуры, псевдо-3D и прочее). Предусмотрены и инструменты для управления элементами в проекте: их можно перемещать на передний план или переносить назад. Для более точной расстановки элементов имеются многочисленные средства для выравнивания, также можно включить отображение линейки.
По умолчанию работа ведется на одном слое, но при необходимости можно добавить возможность работы с несколькими слоями. Эта возможность реализована в виде дополнения. Для его установки не нужно ничего скачивать, достаточно просто выбрать плагин в одноименном меню. Работа со слоями включает возможности объединения выбранных слоев, скрытия некоторых из них, переноса выбранных элементов на отдельный слой.
В Vector Paint предусмотрены и другие дополнения, которые могут быть с легкостью добавлены в приложение. Это расширенные возможности для работы с текстом (дополнительные шрифты, настройки интервалов, отдельных элементов надписей), добавление маркеров, использование изображений для создания повторяющихся рисунков на формах. Из меню Plugins также включаются дополнительные параметры обводки и заливки.
Готовые проекты сохраняются в формате SVG, а также могут быть экспортированы в PNG и JPEG.