Векторная графика

Принципы задания векторной графики принципиально отли­чаются от растровой. Их основой является создание криволиней­ных контуров при помощи сегментов математических кривых. Об­щим видом таких кривых являются NURBS-кривые, а частным ви-

дом - кривые Безье, использующиеся в программах двухмерной векторной графики. Преимуществом таких кривых является изме­няемая кривизна линии за счет редактирования управляющих то­чек. Свое начало векторная графика берет в аналитической графи­ке - методе задания кривых при помощи математических формул (ах+Ьу+с=0 - прямая, х2+у2=г2 - окружность). Так как для произ­вольной кривой формулу подобрать сложно, то кривую разбивают на простые сегменты, соединяемые в узлах. Сегмент кривой Безье состоит из двух опорных точек, через которые проходит кривая, и двух управляющих, определяющих кривизну и форму. Отсюда сле­дует, что для описания 1-й точки необходимо всего два числа - ко­ординаты по осям х и у, а для описания сегмента - 8 чисел. Напри­мер, описание окружности, состоящей из 4-х замкнутых сегментов займет 24 числа - координаты 4-х узлов (опорных точек) и 8-ми уп­равляющих точек. Это значительно меньше, чем описание растро­вого изображения. Соединяясь в узлах, сегменты образуют сколь угодно сложную кривую, которая может быть замкнутой или разо­мкнутой. Узлы соединения сегментов делятся на узлы с непрерыв­ной кривизной и узлы с изломом, что позволяет создавать как плав­ные изгибы, так и углы. Так как кривая Безье по своей сути являет­ся вектором, то это означает, что у нее есть начальная точка, конеч­ная точка и направление (это касается и замкнутых контуров). В некоторых случаях направление кривой может иметь решающее значение. Редактирование кривых и объектов векторной графики состоит в перемещении опорных и управляющих точек. Основными атрибутами векторного объекта являются заливка и обводка. Набор объектов с определенными заливками, обводками, располагающих­ся в определенном порядке и образуют векторную иллюстрацию.

Преимущества и недостатки векторной графики. Явным преимуществом векторной графики перед растровой является очень малый объем файлов, при условии, что векторная иллюстра­ция не включает в себя растровые фрагменты. Объясняется это тем, что файл содержит в себе только математические описания объек­тов (опорных и управляющих точек) и их атрибуты. Другим поло­жительным моментом векторных объектов является простота их трансформации: для поворота или масштабирования векторного объекта достаточно пересчитать координаты опорных и управля-

ющих точек. При уменьшении не происходит потери информации об объекте, а при увеличении не нарушается плавность кривизны сегментов. Векторную графику не надо специально готовить для распечатки - вывод осуществится с максимальным для данного устройства качеством автоматически (при выводе растровых изо­бражений необходимо учитывать размер и разрешение изображе­ния и устройства вывода). Это достоинство векторной графики называется аппаратной независимостью.

К недостаткам векторной графики относят программную зави­симость и нефотореалистичность изображения. Векторную графику невозможно создать устройством оцифровки, подобным сканеру или цифровому фотоаппарату. Конечно, фотографию можно векторизо­вать при помощи программ трассировщиков, но это преобразование произойдет с большой степенью приближения и является программ­но-реализуемой функцией. Программная зависимость говорит о том, что каждая программа создает файлы векторной графики со своими особенностями и перевод из формата одной программы (например Corel Draw) в формат другой (Adobe Illustrator) будет всегда сопро­вождаться неточностями и погрешностями, в отличии от растрового файла - созданный в одной программе, он точно также откроется в другой. Особенно плохо конвертируются различные дополнительные эффекты, такие как динамически генерируемые тени, полупрозрач­ности, векторные фильтры, нестандартные атрибуты. Отсутствие реа­листичности можно назвать основным недостатком векторной гра­фики по сравнению с растровой. Векторные объекты точны и жест­ки. Именно поэтому программы векторной графики - основа для со­здания пиктограмм, знаков, логотипов и шрифтов.

Преобразование векторной графики в растровую является легко реализуемой процедурой, которая называется растеризацией, то есть математически описанн&е объекты превращаются в сетку пикселей. В большинстве программ реализуется командой экспорта или функцией rasterize image. Обратное преобразование пиксельной графики в векторную имеет некоторые математические затруднения, так как мы имеем набор пикселей, который надо превратить в упоря­доченные математические кривые с определенной заливкой. Такой процесс называется векторизацией или трассировкой. Трассировка может быть ручной и автоматической. Во время ручной трассировки, дизайнер по уже имеющемуся изображению строит нужные вектор-

ные объекты. Алгоритмы автоматической трассировки анализируют области ровных цветовых заливок, границы цвето-тоновых перепа­дов и на основе этой информации строят замкнутые векторные обла­сти, с определенной долей неточностей и приближений. ■ PostScript. Основой почти всех современных технологий пе­чати является язык Adobe PostScript. На нем базируются системы разработки и отображения графики, а также прикладные технологии, такие, как PDF. PostScript является языком описания страниц, создан­ный компанией Adobe в 80-х годах XX века. Он поддерживается прак­тически всеми промышленными устройствами отображения: лазер­ными и струйными принтерами, фотонаборными устройствами и так далее. Описание страницы на PostScript представляет собой про­грамму, выполнение которой управляет устройством вывода изобра­жения. Программный код описывает контурные шрифты, векторные и растровые объекты с их атрибутами, содержит переменные, кон­станты, операторы, логические конструкции. PostScript уровня 2 (PostScript Level 2), разработанный в 1990 году, содержит поддерж­ку шрифтов с двойным байтом (используемых для азиатских язы­ков, содержащих несколько тысяч базовых символов). PostScript Level 2 поддерживает цветоделение непосредственно в устройствах растрирования и вывода (RIP), а также позволяет использовать тех­нологии сжатия данных (JPEG, LZW, RLE). Существуют дальнейшие модификации языка PostScript которые называются PostScript 3 и PostScript Extreme.

Поиск по сайту: