Достоинства векторной графики

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 8Следующая ⇒

1. Использует все преимущества разрешающей способности любого устройства
вывода. Это позволяет изменять размеры векторного рисунка без потери его качества.
Векторные команды просто сообщают устройству вывода, что необходимо нарисовать
объект заданного размера, используя столько точек сколько возможно. Другими словами,
чем больше точек сможет использовать устройство вывода для создания объекта, тем
лучше он будет выглядеть. Растровый формат файла точно определяет, сколько
необходимо создать пикселов и это количество изменяется вместе с разрешающей
способностью устройства вывода.

2. Можно редактировать отдельные части рисунка не оказывая влияния на остальные, например, если нужно сделать больше или меньше только один объект на
некотором изображении, необходимо просто выбрать его и осуществить задуманное.

Объекты на рисунке могут перекрываться без всякого воздействия друг на друга. Векторное изображение, не содержащее растровых объектов, занимает относительно не большое место в памяти компьютера. Даже очень детализированные векторные рисунки, состоящие из 1000 объектов, редко превышают несколько сотен килобайт.

Недостатки векторной графики

Векторные рисунки состоят из различных команд посылаемых от компьютера к устройствам вывода (принтеру). Принтеры содержат свои собственные микропроцессоры, которые интерпретируют эти команды и пытаются их перевести в точки на листе бумаги. Иногда из-за проблем связи между двумя процессорами принтер не может распечатать отдельные детали рисунков. В зависимости от типов принтера случаются проблемы, и у вас может оказаться чистый лист бумаги, частично напечатанный рисунок или сообщение об ошибке.

8. Растровая графика

Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.

Основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.

Пиксель — это также наименьшая единица растрового изображения, получаемого с помощью графических систем. Каждый пиксель растрового изображения — объект, характеризуемый определённым цветом, яркостью и, возможно, прозрачностью. Один пиксель может хранить информацию только об одном цвете.

В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640x480, 800x600, 1024x768 и более пикселов.

С размером изображения непосредственно связано его разрешение. Этот параметр измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi). У монитора с диагональю 15 дюймов размер изображения на экране составляет примерно 28x21 см. Зная, что в одном дюйме 25.4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800x600 пикселов разрешение экранного изображения равно 72 dpi. При печати разрешение должно быть намного выше. Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения 200-300 dpi. Стандартный фотоснимок размером 10x15 см должен содержать примерно 1000x1500 пикселов.

Нетрудно также установить, что такое изображение будет иметь 1.5 млн. точек, а если изображение цветное и на кодирование каждой точки использованы три байта, то обычной цветной фотографии соответствует массив данных размером свыше 4 Мбайт.

Важными характеристиками изображения являются:

• количество пикселей — разрешение. Может указываться отдельно количество
пикселей по ширине и высоте (1024*768, 640*480,...) или же, редко, общее
количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);

• количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют
следующую зависимость: N- 2⁷, где N — количество цветов, а I — глубина цвета);

• цветовое пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.

Большие объемы данных - это основная проблема при использовании растровых изображений. Для активных работ с болыперазмерными иллюстрациями требуются компьютеры с большими размерами оперативной памяти. Разумеется, такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные процессоры.

Второй недостаток растровых изображений связан с невозможностью их увеличения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит к тому, что эти точки становятся крупнее. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается. Более того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой. Этот эффект называется пикселизацией.

9. Пиксели и координаты.

Пиксель, пиксел - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определённым цветом. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам.

Чем больше пикселей на единицу площади содержит изображение, тем более оно детально. Максимальная детализация растрового изображения задаётся при его создании и не может быть увеличена. Если увеличивается масштаб изображения, пиксели превращаются в крупные зёрна.

Каждый пиксель растрового изображения - объект, характеризуемый определённым цветом, яркостью и, возможно, прозрачностью. Один пиксель может хранить информацию только об одном цвете, который и ассоциируется с ним.

Пиксель - это также наименьшая единица растрового изображения, получаемого с помощью графических систем вывода информации (компьютерные мониторы, принтеры и т. д.). Разрешение такого устройства определяется горизонтальным и вертикальным размерами выводимого изображения в пикселях.

В компьютерной графике для указания местоположения графического объекта используются математические координаты, но поверхность отображения устройства вывода - это реальный физический объект. Следовательно, необходимо помнить о различии между физическими и логическими пикселями.

Физические пиксели

Физические пиксели — это реальные точки, отображаемые на устройстве вывода. Физические пиксели - наименьшие физические элементы поверхности отображения, которые можно обрабатывать аппаратным или программным способом. Так принято считать, хотя на практике устройства отображения могут формировать отдельный пиксель из нескольких более мелких элементов. Поскольку физические пиксели занимают определенную площадь поверхности отображения, то на расстояния между двумя соседними пикселями вводятся ограничения. Если вы зададите устройству отображения слишком высокую разрешающую способность (т.е. слишком большое количество пикселей на единицу поверхности отображения), то качество изображения снизится из-за наложения или слияния соседних пикселей.

Логические пиксели

В противоположность физическим пикселям, логические пиксели подобны математическим точкам: они имеют местоположение, но не занимают физического пространства. Таким образом, при отображении значений логических пикселей из растровых данных в физические пиксели экрана должны учитываться реальные размер и расположение физических пикселей. Иначе, например, плотный и ярко окрашенный растр при отображении на слишком большой монитор может утратить эти качества, поскольку пиксели окажутся разбросанными по всему экрану.

10. Аффинные преобразования.

Давайте поговорим о растяжениях и сжатиях плоских фигур.

Если растянуть вдоль какого-то направления круг, то получится лекальная кривая -эллипс.

Если растянуть квадрат в направлении, параллельном одной паре сторон, то получится прямоугольник. Если же квадрат растянуть или сжать в направлении его диагонали, то получится параллелограмм.

Но что такое растяжение и сжатие? Как их строго определить?

Растяжения и сжатия, о которых мы будем говорить, в определенном смысле, равномерные.

Эта равномерность означает, что все кусочки плоскости будут растягиваться (сжиматься) одинаково.

Кроме того, когда мы растягиваем (сжимаем) квадрат, его стороны — отрезки остаются отрезками.

Такие равномерные растяжения (сжатия) называются аффинными преобразованиями.

Преобразование плоскости называется аффинным, если оно взаимно однозначно и образом любой прямой является прямая.

Примеры аффинных преобразований.

Частным случаем аффинных преобразований являются просто движения (без какого-либо сжатия или растяжения). Движения — это параллельные переносы, повороты, различные симметрии и их комбинации.

• Эквиаффинное преобразование — аффинное преобразование, сохраняющее
площадь (также, сохраняется аффинная длина).

• Центроаффинное преобразование — аффинное преобразование, сохраняющее
начало координат.

11. Достоинства и недостатки растровой и векторной графики

Текст ответа в 7 и 8 вопросе.

12. Метафайлы в Компьютерной графике

Стандарты обмена графическими данными можно условно разделить на следующие группы:

- графические метафайлы,

- проблемно-ориентированные протоколы,

- графические файлы.

Метафайл (metafile) - файл, который содержит элементы изображения, выполненный с использованием как растровой, так и векторной графики. Соответствующие форматы записи называют «метафайловыми». Их отличает облегченный перенос с одной системы на другую; меньший размер по отношению к растровой версии того же изображения; обычно метафайлы хорошо сжимаются. Однако работа с метафайлами сложна и требует специальной подготовки.

Графический метафайл представляет собой описание изображения в функциях виртуального графического устройства (в терминах примитивов и атрибутов). Он обеспечивает возможность запоминать графическую информацию единым образом, передавать ее между различными системами и интерпретировать для вывода на различные устройства. Таким образом, метафайл структура данных, которая содержит различные информационные записи: информацию об изображении, об устройстве, создавшем изображение, и об устройстве, на котором изображение должно быть восстановлено. Характеристики метафайла определяются его функциональными возможностями и способом кодирования информации.

Метафайл обычно разрабатывается как составная часть какой либо графической системы. При этом его функциональные возможности однозначно соответствуют возможностям этой системы. Метафайл Windows представляет собой набор команд Windows GDI (интерфейс графических устройств graphics device interface набор функций, которые управляют вьюодом на монитор компьютера и другие устройства), которые участвуют в создании изображения. Эти команды описания векторов, информация о цвете, растровые и текстовые данные записываются в виде инструкций, используемых для создания рисунка в Windows.

Способ кодирования выбирается по одному из следующих критериев:

- минимальность объема кодированной информации,

- минимальность времени для кодирования и декодирования,

- наглядность (возможность чтения и редактирования).

В зависимости от выбранного способа кодирования метафайл может использоваться в качестве средства хранения и передачи изображений.

GKSM - GKS Metafile;

CGM - Computer Graphics Metafile;

NAPLPS - North American Presentation Level Protocol Syntax;

HPG - Hewlett Packard Graphics Language;

PostScript - Adobe Systems Language;

WMF - Microsoft Windows MetaFile;

GEM - GEM Draw File Format;

PIC - Lotus Graphics File Format;

SLD - AutoCad Slide File Format.

Как видно, наименование большинства из них происходит от соответствующих графических стандартов.

Например, CGM - стандарт ISO на графический метафайл. Функционально CGM соответствует стандарту CGI. В CGM предусмотрены три способа кодирования -символьное, двоичное и текстовое. Символьное кодирование наиболее компактно и предназначено для хранения и транспортировки информации. Двоичное кодирование требует минимальных усилий по кодированию/декодированию и предназначено для внутрисистемного использования. Текстовое кодирование наиболее наглядно и обеспечивает возможность визуального просмотра и редактирования графических файлов.

13. Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная – вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменение коэффициентов в уравнении позволяет получать совершенно другую картину.

Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Попробуем построить обычный равносторонний треугольник со стороной а. Разделим каждую из его сторон на три отрезка. На среднем отрезке стороны построим равносторонний треугольник со стороной, равной 1/3 стороны исходного треугольника, а на других отрезках построим равносторонние треугольники со стороной, равной (1/9)*a. С полученными треугольниками повторим те же операции. Можно заметить, что треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур. Так рождается фрактальная фигура.

Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Взяв такой бесконечный фрактальный объект и рассмотрев его в лупу или микроскоп, можно найти в нем все новые и новые детали, повторяющие свойства исходной структуры.

Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка, многократно увеличенная, оказывается фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений. Взгляните на ветку папоротникового растения, и вы увидите, что каждая дочерняя ветка во многом повторяет свойства ветки более высокого уровня.

В отдельных ветках деревьев чисто математическими методами можно проследить свойства всего дерева. А если ветку поставить в воду, то вскоре можно получить саженец, который со временем разовьется в полноценное дерево (это легко удается сделать с веткой тополя).

Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

14. Система цветов RGB.

15. Система цветов CMYK.

16. Цветовые модели.

17. Индексированные цвета.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 Следующая ⇒