I. Растровая, векторная, фрактальная графика
КГ можно разделить на двухмерную и трёхмерную (3D-графику).
Трёхмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве (имеет ширину, высоту и глубину). Широко используется в кино, компьютерных играх, САПР.
Двумерную графику разделяют по способу представления информации в компьютере и соответствующим алгоритмам её обработки. В этом смысле двумерную графику разделяют на векторную и растровую.
Растровая графика(точечная) состоит из мельчайших точек – пикселов. Т.е. растровое изображение – это прямоугольный массив разноцветных точек, оно напоминает мозаику. Каждому пикселю придаётся значение яркости, цвета. Пиксели настолько малы, что сливаются, и мы видим обычное изображение.
Пример растрового изображения – цифровое фото. На рисунке рис.1 показано растровое фото (слева) и рядом - его увеличенный фрагмент (в котором видны пиксели-квадратики, составляющие фото)
Учитывая специфику строения растровой графики, отметим её недостатки:
1) При увеличении масштаба отображения изображения пиксели становятся крупнее, поэтому изображение становится мозаичным, зернистым, его четкость (качество) теряется. При уменьшении качество тоже теряется (удаляются лишние пиксели, т.е. удаляются мелкие детали).
2) Компьютер хранит параметры каждого мельчайшего пикселя, поэтому объём файла рисунка (в байтах) большой (сравнено с векторной графикой)
От чего зависит, насколько четким является растровый рисунок? Чем мельче точки-пиксели (чем их больше приходится на 1 см рисунка), тем точнее прорисованы мельчайшие детали рисунка – тем он четче, качественнее.
Четкость, качество рисунка описывают таким параметром как разрешение изображения – сколько точек приходится на 1 см (или дюйм) рисунка; измеряется в dpi (dots per inch - количество точек на 1 дюйм). Чем выше разрешение (чем мельче точки и их больше приходится на 1 см), тем четче, качественнее рисунок (см. п.II).
Так, если распечатать фото в 2 вариантах – с разрешением 600 dpi и 200 dpi, то распечатка фото с 600 dpi будет выглядеть намного четче, качественнее.
Но чем выше разрешение, тем больше объём файла, в байтах (т.к. при более высоком разрешении в памяти ПК нужно хранить больше точек, их характеристик)
Векторная графика – кардинально отличается от растровой.Векторный рисунок представляет собой набор простых геометрических фигур: прямых, кривых, окружностей, прямоугольников определенного цвета.
Известно: любую геометрическую фигуру можно описать уравнением, поэтому векторный рисунок хранится в памяти компьютера как набор уравнений.
Для этого в памяти компьютера (в файле рисунка) хранятся только основные точки рисунка, а все промежуточные достраиваются по математическим законам.
Так, для описания отрезка прямой хранятся только координаты его концов и формула прямой; для описания окружности – только ее центр, радиус и уравнение окружности (а в растровой графике хранятся параметры всех точек рисунка). Цифрами кодируется и цвет объекта, толщина линий. Эта информация хранится в файле рисунка
| Когда нужно отобразить рисунок, устройство вывода прорисовывает элементы по заданным уравнениям. Простейшие кривые, из которых состоят векторные объекты, называются кривые Безье. Инженер Пьер Безье (1910-1999) доказал: любую кривую можно задать двумя векторами (отрезками), выходящих из точек начала и конца кривой (из узлов 1). Поэтому внешний вид кривой - её изогнутость, кривизну можно регулировать этими отрезками (а), выходящими из крайних узлов кривой (точнее, крайними точками этих отрезков – точками 2,3). Эти отрезки (а) называют направляющие или манипуляторы кривизны. Наклон манипулятора кривизны и задаёт наклон кривой. Так, контур зайца на рис. 2 состоит из фрагментов – кривых Безье. Каждый начинается и заканчивается узлом 1 - точкой зацепления. Из точек1 выходят вспомогательные направляющие отрезки (а – манипуляторы кривизны). Каждая направляющая (а) заканчивается точками (2, 3) – точками изменения кривизны. Чтобы изменить |   Рис. 2. Контур из кривых Безье |
кривизну сегмента, достаточно потянуть за точку нужной направляющей (за точку 2 или 3).
В файле задаются координаты точек зацепления, и 1я и 2я производная выходящего из них отрезка.
Примеры векторных изображений – рисунки, созданные на компьютере `с нуля`, например, логотип, персонаж мультфильма, деловая графика (диаграмма, чертеж).
Т.к. векторный рисунок хранится в памяти ПК в виде нескольких уравнений, то:
1) файл рисунка имеет небольшой объём (в байтах);
2) векторный рисунок можно сколь угодно увеличивать или уменьшать без потери качества (четкости)! Ведь при этом в уравнения (описывающие фигуры) просто подставляются коэффициенты увеличения /уменьшения и рисунок прорисовывается по тем же уравнениям, только с другими коэффициентами.
Это достоинства векторной графики. Недостаток – рисунки выглядят не так натурально, реалистично (как растровые фото), видно – они контурные, нарисованные.
Фрактальная графика – разновидность векторной графики. Пример – геометрические узоры наподобие тех, что создаются в детской подзорной трубе. Фрактал- объект, элементы которого наследуют свойства родительского объекта, его структур. Поэтому более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими уравнениями.
Растрирование и векторизация.Векторные рисунки можно преобразовывать в растровые, и наоборот. Процесс перевода векторной картинки в растровую называется растрированием, обратный – векторизацией (или трассировкой, отрисовкой).
Так, в CorelDraw в меню `Растровое изображение` есть операции: Преобразовать в растровое изображение (чтоб векторный рисунок сделать растровым), Трассировать растровое изображение (чтоб получить из растрового изображения векторное).
Но нельзя получить точно такое же растровое изображение из векторного, и наоборот, без потери качества, поэтому к смене вида графики надо подходить осторожно.