Grafică vectorială

Grafica vectorială  este o modalitate de reprezentare a obiectelor și imaginilor grafice (format de descriere) în grafica computerizată , bazată pe descrierea matematică a obiectelor geometrice elementare, numite de obicei primitive , precum: puncte, linii, spline , curbe Bezier , cercuri, cercuri, elipse. , poligoane .

Obiectele de grafică vectorială sunt descrise printr-un set de coordonate , parametri și atribute .

Termenul „grafică vectorială” este folosit pentru a o diferenția de grafica raster , în care o imagine este reprezentată ca o matrice grafică de pixeli .

La ieșirea către dispozitive de afișare matrice (monitoare, dispozitive mecanice - imprimante etc.), grafica vectorială este mai întâi convertită în grafică raster, conversia este efectuată de software sau hardware de plăci video moderne . Pentru plotere și monitoare vectoriale , nu este necesară conversia din format vectorial în format raster, deoarece în astfel de dispozitive primitivele sunt construite prin mișcarea unui stilou sau a unui fascicul de electroni.

Metoda de stocare a imaginii

Din punct de vedere matematic, grafica vectorială se bazează pe geometria analitică . În grafica vectorială, primitivele sunt descrise printr-un set de coordonate ale punctelor de control, parametrii primitivi, care includ, de exemplu, coordonatele inițiale, factorii de scalare, rotațiile, factorii de întindere de-a lungul axelor. Atributele includ culoarea și tipul umplerii de culoare a zonelor, grosimea și culoarea liniilor.

În grafica vectorială animată, atunci când sunt afișate pe un dispozitiv de ieșire, coordonatele, atributele și parametrii se pot schimba dinamic în timp în funcție de funcțiile date ale timpului, creând o imagine în mișcare.

Luați în considerare, de exemplu, descrierea unei astfel de primitive grafice ca un cerc cu raza r . Pentru a-l construi, trebuie să specificați următoarele date inițiale:

1. Coordonatele centrului cercului .
2. Valoarea razei .
3. Culoarea și/sau textura umplerii (dacă cercul este construit pentru a afișa un cerc ).
4. Culoarea și grosimea liniei de contur în cazul definirii unui contur.
5. Completați și conturați transparența.
6. Ordinea planului față de alte primitive față, spate (prim-plan, fundal). Când sunt afișate, primitivele și obiectele sunt afișate secvenţial pe dispozitivul de afișare, iar obiectele afișate ulterior sunt acoperite sau suprapuse pe obiectele afișate anterior.

Coordonatele centrului și raza sunt parametri solicitați, restul datelor din descrierea cercului sunt adesea numite atribute și pot fi omise. În acest caz, ele sunt înlocuite cu atributele implicite sau curente atunci când sunt reprezentate.

Un exemplu de descriere a unui cerc roșu cu coordonatele centrale 79; 77, raza 20 cu un contur negru de grosime 1 în XML (utilizat în formatul SVG recomandat de Wikipedia ):

Avantajele modului vectorial de descriere a graficelor față de grafica raster

• Cantitatea de date ocupată de descrierea primitivelor nu depinde de valoarea liniară reală a obiectului descris, ceea ce permite descrierea unui obiect arbitrar de mare cu un fișier de dimensiune minimă. De exemplu, pentru a descrie un cerc de rază arbitrară, sunt necesare doar 3 numere dacă atributele sunt excluse.
• Deoarece informațiile despre obiect sunt stocate în formă numerică, este posibil să se mărească imaginea la nesfârșit atunci când este transmisă pe dispozitivul de afișare, de exemplu, arcul de cerc va rămâne neted la orice mărire. Pe de altă parte, dacă curba este descrisă ca o linie întreruptă , constând dintr-un număr mare de segmente, atunci la o mărire mică poate părea netedă, dar la o mărire mare puteți vedea că este de fapt o linie întreruptă.
• Descrierea obiectelor este stocată în formă numerică și poate fi ușor modificată. Prin urmare, mutarea , scalarea , rotirea , umplerea etc. nu degradează calitatea imaginii. În formatele de grafică vectorială, dimensiunile sunt de obicei specificate în unități independente de dispozitiv , ceea ce îmbunătățește calitatea imaginii în timpul rasterizării pentru dispozitivele de afișare raster . 

Dezavantaje fundamentale ale graficii vectoriale

Dezavantajele graficelor vectoriale sunt [1] :

• Nu orice imagine poate fi descrisă în mod compact sub formă de vector - o asemănare mare cu imaginea originală poate necesita descrierea unui număr foarte mare de primitive, ceea ce necesită cantitatea de memorie ocupată de imagine și timpul necesar pentru a o converti în un format raster pentru ieșirea grafică către dispozitivele de afișare raster.
• Convertirea graficelor vectoriale într-o imagine raster este destul de simplă din punct de vedere algoritmic. Dar transformarea inversă este de obicei dificilă - această transformare se numește urmărire bitmap și necesită adesea o putere de calcul semnificativă și un timp de procesor și nu oferă întotdeauna o calitate înaltă a imaginii vectoriale rezultate.
• Specificațiile de format vectorial (și, prin urmare, redarea graficelor vectoriale) sunt mult mai complicate decât cele pentru grafica raster.
• Avantajul unei imagini vectoriale - scalabilitate - dispare atunci când o imagine în format vectorial este afișată într-un raster cu rezoluție scăzută (de exemplu, ca o pictogramă 32x32 sau 16x16). Pentru a evita „murdăria”, imaginea pentru astfel de rezoluții trebuie editată manual. În rasterizatoarele de fonturi vectoriale, de exemplu, TrueType , algoritmi de indicare destul de complexi sunt utilizați pentru a scăpa de liniile lipsă (și, dimpotrivă, excesiv de groase) din imaginile de caractere atunci când sunt reduse.

Obiecte primitive tipice

• Linii și linii întrerupte .
• Poligoane .
• Cercuri și elipse .
• curbele Bezier .
• Bezigon.
• Text (în fonturile de computer, cum ar fi TrueType , imaginea fiecărei litere este generată din descrierea sa matematică sub formă de curbe Bezier ).

Această listă de primitive este incompletă. Există diferite tipuri de curbe (Catmull-Rom spline, NURBS etc.) care sunt utilizate în diferite aplicații. De asemenea, este posibil să ne gândim la un bitmap ca la un obiect primitiv, descris ca un dreptunghi cu o textură complexă.

Operații vectoriale

Editorii de grafică vectorială vă permit de obicei să rotiți, să mutați, să reflectați, să întindeți, să înclinați, adică să efectuați toate transformările afine asupra obiectelor, să schimbați ordinea și să combinați primitivele în obiecte compuse.

De asemenea, sunt utilizate transformări mai sofisticate , de exemplu, operații booleene aplicate figurilor închise ca seturi de puncte aparținând acestor figuri: unire , adunare , intersecție așa cum se arată în figură etc.

Grafica vectorială este preferată pentru desenele simple sau compuse care trebuie să fie independente de dispozitiv sau nu necesită fotorealism . De exemplu, formatele precum PostScript și PDF utilizează un model de grafică vectorială.

Câteva editori de grafică vectorială

• AB Viewer
• Adobe Animate
• Adobe Fireworks
• Adobe Illustrator
• Corel Draw
• inkscape
• SK1
• Scribus
• Xara Xtreme

Unele formate

• SVG  este formatul recomandat pentru Wikipedia.
• EMF .
• CDR .
• cgm .
• dxf .
• openvg .
• GXL este un format rar folosit.
• WMF .
• EPS .
• PDF .
• AI .
• SWF  - ( S mall W eb Format ; anterior înseamnă Shock wave Flash , care a provocat confuzie cu ShockWave ) este o extensie standard pentru fișierele flash compilate (animații, jocuri și aplicații interactive). Fișierele SWF pot fi vizualizate folosind playerele gratuite Gnash sau swfdec . Puteți utiliza pachetul gratuit de linie de comandă SWFTools pentru a crea și a lucra cu fișiere SWF .
• DXE.
• FLA.

Note

1. ↑ Andy Harris. Grafică vectorială . wally.cs.iupui.edu . Preluat la 16 iunie 2014. Arhivat din original la 18 mai 2012. (nedefinit)

Vezi și

• Rasterizare
• Grafică 3D
• Editor de grafică vectorială

Link -uri

• Kariev Ch. A. , Scalable Vector Graphics Arhiva copie din 13 august 2010 la Wayback Machine (curs gratuit), 07.11.2007
• Andy Harris. Grafică vectorială . wally.cs.iupui.edu . Preluat la 16 iunie 2014. Arhivat din original la 18 mai 2012. (nedefinit)