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.