Векторная
и
растровая графика
- Разработка учителя информатики Юрченко Светланы Данииловны
Компьютерная графика
- Область информатики, занимающуюся методами создания и редактирования изображений с помощью компьютера, называют
- компьютерной графикой
Применение
- Исследователи
- Художники
- Конструкторы
- Специалисты по компьютерной верстке
- Дизайнеры
- Разработчики рекламной продукции
- Web-мастера
- Медики
- Модельеры
- Фотографы
- Специалисты теле- и видеомонтажа
- Методы
- представления
- графических
- изображений
Растровое изображение
- [править] Достоинства
- Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому (в теории, конечно, возможно, но файл размером 1 МБ в формате BMP будет иметь размер 200 МБ в векторном формате).
- Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.
- [править] Недостатки
- Большой размер, занимаемый файлами — хотя сейчас достаточно часто применяют сжатие, размер все равно достаточно велик, особенно у больших изображений.
- Потери качества изображения (очень заметно при увеличении картинки).
- [править] Редакторы растровой графики
- Одним из самых популярных и известных редакторов является Adobe Photoshop, который позволяет эффективно использовать все преимущества растровой графики.
- Его конкурент из приложений разрабатываемых по лицензии GNU General Public License — GIMP.
- Microsoft Paint — один из простейших редакторов растровой графики; поставляется вместе с ОС Microsoft Windows.
- Растровое цифровое изображение — это файл данных или структура, представляющая прямоугольную сетку пикселей
- или точек цветов
- на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах или материалах.
ПИКСЕЛЬ
- Строго говоря, этот термин может обозначать разные понятия
- Наименьший элемент изображения на экране компьютера (ВИДЕОПИКСЕЛЬ)
- Отдельный элемент растрового изображения (ПИКСЕЛЬ)
- Точка изображения, напечатанного на принтере (ТОЧКА)
Достоинства растровой графики
- Каждому из видеопикселей можно придать любой из миллионов цветовых оттенков.
- Если размеры пикселей приближаются к размерам видеопикселей, то растровое изображение выглядит не хуже фотографии (то есть этот вид графики может эффективно представлять изображения фотографического качества
- Компьютер легко управляет устройствами вывода, которые используют точки для представления отдельных пикселей. Поэтому растровые изображения могут быть легко распечатаны на принтере.
Способ кодирования растрового изображения
- Для кодирования одного пикселя черно-белого изображения необходим только один бит памяти (0- черный, 1 – белый)
- Чтобы закодировать четыре цвета, нужно два бита памяти (22);
- Если для хранения информации о цвете каждого пикселя отведено 4 бита, то есть возможность представить 16 цветов (24),
- Увеличение объема памяти до 8 бит позволяет передать 256 цветов (28),
- А СКОЛЬКО ЦВЕТОВЫХ ОТТЕНКОВ МОЖНО ЗАКОДИРОВАТЬ ПРИ ВЫДЕЛЕНИИ 24 БИТ НА ОДИН ПИКСЕЛЬ ?
Глубина цвета
- Количество битов, используемых для кодирования цвета точки, называют глубиной цвета, всю совокупность используемых в наборе цветов – цветовой палитрой.
- Так, если размер изображения 150*350 пикселей, а глубина цвета – 8 бит, то размер графического файла, хранящего это изображения будет равен …
- 150*350*256 / 8 (в байты) / 1024 (в килобайты) / 1024 (в мегабайты)
Таким образом, для хранения растровых изображений требуется большой объем памяти.
- Таким образом, для хранения растровых изображений требуется большой объем памяти.
- Одним из способов решения проблемы является сжатие графических файлов
- Данный метод сжатия (RLE) лучше всего работает с изображениями, которые содержат большие области однотонной раскраски.
- Сильно насыщенные узорами изображения хорошо сжимаются методом LZW (здесь ведется поиск повторяющихся узоров)
- Метод JPEG используется при сжатии фотографии и основан на том, что человеческий глаз очень чувствителен к яркости отдельных точек изображения, но гораздо хуже замечает изменение цвета. (Вряд ли кто-то назовет более сотни цветов и оттенков). Поэтому здесь обилие цветов заменяется разнообразием яркости их значительно меньшего числа.
Масштабирование
- Растровые изображения очень чувствительны к увеличению и уменьшению. При уменьшении несколько соседних точек объединяются в одну, поэтому происходит потеря мелких деталей изображения.
- При увеличении же изображения увеличивается размер каждой точки, что приводит к проявлению ступенчатого эффекта, особенно заметного на изогнутых линиях.
- Растровые изображения могут потерять свою привлекательность и после поворота – становится заметной пилообразность линий, теряется четкость, а области однотонной окраски могут приобрести странный узор.
Итак, растровые изображения имеют ограниченные возможности при масштабировании, вращении и других преобразованиях.
- Итак, растровые изображения имеют ограниченные возможности при масштабировании, вращении и других преобразованиях.
- При этом они отличаются большим информационным объемом
- Но при наличии информационного пространства могут передавать изображения фотографического качества
- При этом легко поддаются печатной обработке
Векторная графика
- В векторной графике изображения строятся из простых объектов – прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, областей одного или разных цветов.
- Содержание
- [убрать]
- 1 Обзор
- 2 Способ хранения изображения
- 3 Типичные примитивные объекты
- 4 Векторные операции
- 5 См. также
- 6 Ссылки
|
- Эти элементы называются
- ГРАФИЧЕСКИМИ ПРИМИТИВАМИ.
- Комбинируя векторные объекты, можно получить довольно сложные рисунки
На самом деле человек, воспринимая предметы окружающего мира, сначала определяет их общие очертания и цветовую гамму.
- На самом деле человек, воспринимая предметы окружающего мира, сначала определяет их общие очертания и цветовую гамму.
- Изображение строится на сетчатке глаза, передается в мозг, а там уже происходит анализ
- Сначала все изображение расчленяется на отдельные простые элементы, а затем, из них формируется картинка «понятная» для восприятия.
- Точка – координатами,
- Линия – координатами начала и конца
- Окружность – координатами центра и радиусом
- Прямоугольник – координатами верхнего левого угла и правого нижнего угла.
- Для каждого примитива задается также цвет
- Векторные примитивы задаются с помощью описаний
Для компьютера подобные описания представляются в виде команд, каждая из которых определяет некую функцию и ее параметры
|
|
- Установить текущую позицию в точке
- с координатами (Х1, Y1)
|
|
|
- Нарисовать линию от текущей позиции до позиции
- с координатами (Х2, Y2)
|
|
|
- Нарисовать эллипс, ограниченный прямоугольником,
- где (Х3, Y3) – координаты верхнего левого угла,
- а (Х4, Y4) – правого нижнего угла
- этого прямоугольника
|
- Векторные команды сообщают устройству вывода о том, что необходимо нарисовать объект, используя максимально возможное число элементов (видеопикселей или точек). Чем больше элементов используется устройством вывода для создания объекта, тем лучше этот объект выглядит.
Достоинства
- Векторные изображения 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.
Для экономии места при сохранении векторных изображений тоже применяют различные способы сжатия графической информации, при этом размер файлов еще больше уменьшается
Бесспорным недостатком векторной графики является невозможность получить изображение, совершенно точно передающее окружающую реальность
- Бесспорным недостатком векторной графики является невозможность получить изображение, совершенно точно передающее окружающую реальность
Векторные изображения описываются десятками, а иногда и тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (например, лазерному принтеру).
- 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, но понятным принтеру.
- Таким образом, векторные изображения иногда не печатаются
- или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.
Особенности растровых и векторных программ
- Графические программы — это инструменты компьютерного художника, с помощью которых он создаёт и редактирует изображения.
- В настоящее время существует много различных графических программ.
- Поэтому важно знать, какая программа наилучшим образом подходит для решения конкретной задачи.
|
|
- Улучшение качества изображений, а также монтаж фотографий выполняются в растровых программах
|
- Для создания иллюстраций обычно используются векторные программы, которые также называют программами рисования.
|
- В растровых программах работают с областями (наборы пикселей).
- Так как основное понятие растровой графики — пиксель, большинство инструментов и команд растровых программ изменяют яркость и цветовые оттенки отдельных пикселей. Это даёт возможность улучшать резкость изображений, осветлять или затемнять отдельные его фрагменты, а также удалять небольшие дефекты (морщинки, царапины и т. д.).
|
- В векторных программах работают с объектами (векторные примитивы).
- Поэтому векторные программы содержат команды упорядочивания, взаимного выравнивания, пересечения объектов, исключения одних объектов из других. Таким образом, можно создавать новые объекты сложной формы из более простых
|
Программы растровой и векторной графики
- Paint
- Adobe
- PhotoShop
-
- Corel Paint
- Shop Pro
|
- Corel Draw
- Adobe
- Illustrator
- Macromedia
- Freehand
|
В ряде случаев возможно преобразование растровых изображений в векторные . Этот процесс называется
трассировкой. Программа трассировки растровых изображений отыскивает группы пикселей с одинаковым цветом, а затем создаёт соответствующие им векторные объекты. Однако получаемые результаты чаще всего нуждаются в дополнительной обработке.
- Каждая линия состоит или из большого количества точек и линий, их соединяющих, или из небольшого количества точек, соединенных кривыми, описываемыми функциями. Этот метод трансформации и используется в большинстве программ для конвертированию файлов из одного вида графики в другой
Сравнение
растровой и векторной графики
|
|
|
|
- Способ представления изображения
|
|
|
- Представление объектов реального мира
|
|
|
- Качество редактирования изображения
|
|
|
- Особенности печати изображения
|
|
|
Сравнение
растровой и векторной графики
|
|
|
|
- Способ представления изображения
|
- Растровое изображение строится из множества пикселей
|
- Векторное изображение описывается в виде последовательности команд
|
- Представление объектов реального мира
|
- Растровые рисунки эффективно используются для представления реальных образов
|
- Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества
|
Сравнение
растровой и векторной графики
|
|
|
|
- Качество редактирования изображения
|
- При масштабировании и вращении растровых картинок возникают искажения
|
- Векторные изображения могут быть легко преобразованы без потери качества
|
- Особенности печати изображения
|
- Растровые рисунки могут быть легко распечатаны на принтерах
|
- Векторные рисунки иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы
|
Задания
- 1. В чём состоит принцип растровой графики?
- 2. Что обозначают понятия пиксель, видеопиксель , точка?
- 3. Почему растровая графика эффективно представляет изображения фотографического качества?
- 4. Почему для хранения растровых изображений требуется большой объём памяти?
- 5. Почему растровое изображение искажается при масштабировании?
- 6. Как хранится описание векторных изображений?
- 7. Кто составляет последовательность векторных команд?
- 8. Почему векторные изображения могут быть легко масштабированы без потери качества?
- 9. Почему векторная графика не позволяет получать изображений фотографического качества?
- 10. Для решения каких задач используются растровые программы?
- 11. Почему векторные программы называют программами рисования?
- 12. Почему в растровых и векторных программах выделение фрагментов изображения выполняется по-разному?
