Векторная графика: где, как и зачем использовать

Где используется растровая графика

Растровая графика чаще всего используется для создания фотореалистичных изображений и цифровых рисунков. Для ее создания большинство дизайнеров используют популярный графический редактор Adobe Photoshop. Самые распространенные форматы при этом такие:

• JPEG;
• PNG;
• GIF;
• TIF;
• PSD.

Используя растровую графику, можно создавать рисунки любой сложности. Причем цветопередача будет более естественной, что облегчает вывод изображения на печать, а переходы между оттенками можно сделать плавными. Растровые изображения широко используются в вебе, при создании интерфейсов и в оформлении сайтов.

Фундаментальные недостатки векторной графики

• Не каждая графическая сцена может быть легко изображена в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться описание очень большого количества примитивов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением и на время необходимое для преобразования его в растровый формат для графического вывода (отрисовки или растеризации).
• Перевод векторной графики в растровое изображение достаточно прост. Но обратный путь, как правило, сложен — этот процесс называют трассировкой растра, и зачастую требует значительных вычислительных мощностей и процессорного времени, и не всегда обеспечивает высокое качество полученного векторного рисунка.
• При этом спецификации векторных форматов (и, соответственно, рендереры векторной графики) намного сложнее таковых для растровой графики.
• Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда векторный формат отображается в растровое разрешение с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную. В векторных шрифтах TrueType есть довольно сложные коды хинтинга, позволяющие избавиться от пропущенных (и, наоборот, излишне толстых) линий.

Преимущества и недостатки векторной графики

Векторы имеют ряд преимуществ наряду с другими способами передачи графической информации. Они способны наиболее точно передать изображение и чаще всего используются для создания точных графиков и чертежей, которые не требуют фотореализм.

Достоинства векторной графики:

1. Основным положительным качеством данного способа передачи информации является его компактность. Файл, содержащий описание (формулы), может занимать мало места, независимо от того, какого размера будет сам объект.
2. Благодаря формульному описанию, сами объекты можно неограниченно увеличивать. При этом качество изображения не будет изменяться в худшую сторону.
3. Объекты можно форматировать, изменять их положение, группировать. Качество остается неизменным.
4. Над объектами можно производить математические преобразования, а также пересечения, дополнения.
5. Толщина контурной линии может быть постоянной, независимо от масштаба самого изображения.

Разница между векторной и растровой графикой

Однако, несмотря на большое количество положительных качеств, векторная графика обладает и недостатками:

1. В том случае, если детализация изображения сложная, размер исполнительного файла будет достаточно большим. Исходя из этого, может возникнуть трудность реалистичной передачи графики.
2. Обратный переход из растровой графики происходит достаточно сложно и влияет на качество вектора.
3. Сложности с совместимостью программного обеспечения.

Каковы достоинства векторной графики?

Во-первых, векторная графика – это сравнительно небольшой вес изображения. Кроме того, картинка обладает сравнительно несложной детализацией.

Во-вторых, векторная графика – это возможность неограниченно масштабировать изображение. При этом его качество не страдает.

В-третьих, векторная графика – это возможность неограниченного перемещения, растягивания, вращения, группировки и прочего. Качество изображения при этом, опять же, не страдает.

В-четвертых, программа для векторной графики позволяет управлять толщиной и цветом линии. Причем эта возможность не зависит от масштаба изображения.

В-пятых, векторная графика – это возможность выполнения таких преобразований над объектами, как вычитание, сложение, дополнения и пересечения.

Растровая графика

Данный тип графики представляет собой прямоугольную матрицу, которая состоит из большого числа мелких неделимых точек, называемых пикселями. Всякий пиксель может быть окрашен в всякий цвет. К примеру, у монитора с разрешением 1024Х768 получается матрица, которая содержит 786432 пикселя. У всякого пикселя свое призвание.У пикселей крайне малый размер. Если монитор имеет отменную разрешающую способность, человек легко не воспринимает изображение, как комплект пикселей.Когда возрастает растровое изображение, оно будто растягивается. В таком случае человек может уловить пиксели, которые выглядят как маленькие квадратики. В результате изображение как бы теряет стройность и гармоничность. Но растровые изображения занимают немного места в памяти компьютера, что в некоторых случаях становится решающим фактором.

Растровая графика

Растр в переводе с немецкого языка означает сетка. В информатике растром называется совокупность точек, расположенных по строкам и столбцам.

Точки, из которых строиться растр называются пикселями. Пиксели — минимальные компоненты растрового изображения. Пиксели настолько мелкие, что их невооруженному глазу не видно, и все изображение воспринимается как единая картина.

Для отдельного пикселя задается цвет из цветовой палитры, содержащей большое множество цветовых оттенков. Объем на растровой картинке передается за счет контрастности цветов соседних пикселей.

Основным достоинством растрового представления является высокая точность цветопередачи.

Обычно, растровый формат имеют фотографии и красочные иллюстрации. Растровые изображения имеют форматы: PNG, JPEG, GIF. С такой графикой работают приложения Adobe Photoshop, GIMP.

Растровые изображения имеют большой информационный объем за счет того, что приходится хранить информацию о цвете каждой точки. Уменьшение размеров такого изображения ведет к снижению качества. Существует прямая зависимость между качеством растрового изображения и числом пикселей и используемых цветовых оттенков. Чем мельче сетка растра, тем выше четкость.

Но с увеличением качества растрового рисунка растет и его объем. Это основной недостаток растровой графики.

Если потребуется увеличить растровое изображение, то в него будут добавляться новые пиксели одинакового с соседними точками цвета. Это будет создавать ступенчатый эффект, то есть рисунок будет выглядеть как мозаика из прямоугольников. Поэтому не рекомендуется увеличивать изначально маленькое по объему растровое изображение.

Рис. 1. Увеличенный фрагмент растрового изображения.

Характеристики растрового изображения

Цветовая схема RGB

Существует четыре основные характеристики, которые выражают свойства пиксельного изображения.

1. Размер выражается в количестве пикселей (обычно по высоте и ширине, реже — в общем количестве).
2. Разрешение — это количество точек на одну единицу площади или длины.
3. Глубина цвета отображает объём памяти, который используется для хранения и воспроизведения цвета одного пикселя.
4. Цветовая модель характеризует способ цветопередачи. На сегодняшний день используются четыре основные модели, но на самом деле их больше. Так, наиболее популярная для компьютерной графики модель – RGB (от англ. названий цветов: красный, зеленый, синий). В полиграфии используется схема формирования цветов CMY(K) (голубой, пурпурный, жёлтый).

Что такое векторная графика

Фотография и ее векторны аналог

В векторной графике создают изображения при помощи математических формул, которые представляют собой своего рода набор объектов, отрезков. Растровая графика – это изображения из пикселей, совокупностей точек.

Эти два подраздела неразрывно связаны между собой. К примеру, просматривая изображение, вы не увидите на мониторе набор формул. Вам будет показана непосредственно картинка. Векторная графика преобразуется в растровую перед выводом на экран. Этот процесс происходит автоматически посредством работы видеокарты.

В основе векторной графики лежит линия. Формулы задают ее координаты. Таким образом, создается контур изображения. Это понятие подразумевает собой 2D графику.

Свойства картинки (цвет заливки, толщина линий и т.д.) находятся в прерогативе растровой графики.

Примеры векторных изображений:

• Векторная карта России с регионами
• Векторная карта Украины
• Плоские иконки с изображениями бытовой техники
• Иконки животных в мималлистичном стиле

Растровая графика

Растровое изображение (в первую очередь черно-белое) может быть преобразовано в векторный формат при помощи программ векторизации.
В общем, можно говорить и о том, что сложное полутоновое или цветное изображение нерационально представлять в векторной форме, так как основные достоинства:
редактирование и масштабирование для такого файла становятся бессмысленными. См. также Векторизация.

Преимущества растровой графики.

• Простота получения для довольно сложных объектов (сканер, цифровая камера).
• «Фотореалистичность».
• Стандартизованность форматов файлов.
• Крайне широкая распространенность, как в компьютерных технологиях, так и в полиграфии.
• Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.
• Реализованы аппаратные механизмы ввода (оцифровки), в том числе и автоматические: сканер, фото- и видеокамера.
• Простота качественной и предсказуемой передачи градиентов.
• Разработано огромное количество алгоритмов для реализации специальных эффектов (спецэффектов).

Основные недостатки растровой графики.

• Большой размер файла, тесно связанный с качеством и никак не зависящий от изображенных объектов.
• Полная «необратимость» редактирования.
• Фиксированность качества, определяемая разрешением.
• Слишком сложно рисование от руки.
• Относительная невозможность масштабирования (без потерь).
• Невозможность поворота без искажений на угол, отличающийся от 90°.
• Сложность редактирования деталей.
• Ограниченность использования текста и векторных объектов.
• Крайняя сложность векторизации. Условные исключения: OCR и векторизация чертежей.

Способ хранения изображения

Рассмотрим, к примеру, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:

1. координаты центра окружности;
2. значение радиуса r;
3. цвет заполнения (если окружность не прозрачная);
4. цвет и толщина контура (в случае наличия контура);
5. порядок плана (передний план, задний план).

Координаты центра и радиус являются обязательными параметрами, остальные данные из описания окружности часто называют атрибутами и в некоторых графических векторных редакторах опускаются. В этом случае при графическом выводе они заменяются атрибутами по умолчанию или текущими атрибутами.

Простые геометрические формы

Речь о квадрате, круге, линиях, многоугольниках — чаще всего, конечно, они используются не сами по себе, а в сочетании с пентулом. Рисование с помощью геометрических фигур подходит тем, кто любит геометричность в картинках, кайфует от четких форм и минимума точек на путях

Посмотрев курс Illustration for Designers: Create Your Own Geometric Animal (Иллюстрация для дизайнеров: Создайте свое собственное геометричное животное) на Skillshare я переосмыслила роль форм в картинках и мне стало интересно научиться видеть формы в объектах. Так родилась серия животных, которую я скоро планирую продолжить:

Плюсы и минусы рисования формами:

+ Линии получаются идеальными, не нужно думать о том, куда поставить точку и как потянуть за ручку

– Перестроиться на «мышление формами» большинству людей очень сложно – Все равно придется использовать дополнительные инструменты — пентул, панель пасфайндер или шейп билдер тул

Примерно 80% моих текущих картинок нарисованы плагином InkScribe — тот самый аналог пентула от Astute Graphics, о котором я уже говорила (я, кстати, планирую написать отдельный пост про астутовские плагины, как только меня перестанет пугать потенциальный размер этого поста).

Остальные 20% — это трейс, простые формы и иногда — Dynamic Sketch Tool. Это что-то вроде карандаша, только более аккуратный и с большим количеством настроек (опять же, астутовский).

Каким инструментом будет удобнее/быстрее рисовать лично вам кроме вас никто решить не сможет. Поэтому мой главный совет — пробуйте их все, применяйте для разных картинок, разных стилей, в разных ситуациях и не позволяйте чужому мнению на вас влиять. Потому что для кого-то блоб браш всех прекраснее и милее, а кому-то, чтобы рисовать крутые картинки, и планшет не нужен — справляются мышкой и пентулом.

Фото на обложке: ShutterStock

Векторные графические форматы файлов

Векторный формат файлов, создаваемых программой Adobe Illustrator. У Adobe Illustrator большое число версий — Adobe Illustrator 3, Adobe Illustrator 4, Adobe Illustrator 5 и т.д. Формат ai каждой новой версии несовместим с более старыми версиями, что означает, например, файл, сохраненный в версии Adobe Illustrator 9 может быть открыт в более новой версии программы (Adobe Illustrator 10, CS, CS2 и т.д.), но не может быть открыт в более старой версии программы (Adobe Illustrator 8, 7, 6 и т.д.), хотя с версии Adobe Illustrator 10 поддерживается возможность импорта файлов более новых версий. Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с другими программами (например, различные эффекты Adobe Illustrator и градиентная заливка могут не передаваться в другие форматы).

cdr

Векторный формат файлов, создаваемых программой CorelDraw. У CorelDraw большое число версий — CorelDraw 3, CorelDraw 4, CorelDraw 5 и т.д. Формат cdr каждой новой версии несовместим с более старыми версиями, что означает, например, файл, сохраненный в версии CorelDraw 9 может быть открыт в более новой версии программы (CorelDraw 10, 11, 12 и т.д.), но не может быть открыт в более старой версии программы (CorelDraw 8, 7, 6 и т.д.). Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с другими программами (например, различные эффекты CorelDraw и градиентная заливка могут не передаваться в другие форматы).

cmx

Corel Presentation Exchange — формат графических программ корпорации Corel, предназначенный для передачи рисунков между разными программами. Формат поддерживается, начиная с версии CorelDraw 6.

eps

Относительно универсальный векторный формат файлов, поддерживаемый большинством векторных редакторов — CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand и различными узкоспециализированными программами (для плоттерной резки, гравировки, выжигания на дереве и т.д.). Формат имеет много версий и, но каждая программа поддерживает его только до опеределенной версии (например, CorelDraw поддерживает только версии до EPS 7). Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков.

fla, fh

Исходные Flash-файлы, создаются в Adobe Flash .

svg

Сокращение от англ. Scalable Vector Graphics. Основан на XML язык разметки, предназначенный для описания двухмерной векторной графики. Формат поддерживается многими веб-браузерами и может быть использован при оформлении веб-страниц. Но, формат не обеспечивается высокого качества в отношении сложных рисунков и имеет ограничения по сфере своего использования.

swf

Flash-формат, который может просматриваются с помощью Flash Player, устанавливамый как plugin в браузер.

wmf

Windows Metafile — графический формат файла в системе Microsoft Windows. Универсальный векторный формат, поддерживаемый большинством векторных редакторов. Но, формат не обеспечивает высокое качество для сложных рисунков и имеет очень ограниченное число поддерживаемых эффектов, поэтому для профессионального использования не подходит и используется преимущественно частными пользователями. Формат поддерживается рядом веб-браузеров и может быть использован при оформлении веб-страниц.

Достоинства и недостатки растровой графики

Одно из наиболее важных достоинств, благодаря которым, мы встречаем растровые изображения на каждом шагу, — это максимальная реалистичность картинки. Растровая графика позволяет создавать изображения с очень точной детализацией без явных цветовых переходов. Пиксельные изображения встречаются повсеместно: от фотографий в вашем домашнем альбоме, до концертных афиш и плакатов.

К недостаткам этого вида графики можно отнести, в первую очередь, немаленький размер файлов, даже если говорить о самых простых изображениях. Это связано с тем, что в памяти хранятся данные о каждом из пикселей. Поэтому чем больше размер картинки, тем больше она «весит». Также такие файлы плохо поддаются масштабированию: их трудно увеличить или уменьшить без потери качества. Так, при уменьшении растрового изображения, соседние пиксели «сливаются» в один и ухудшается точность передачи цветов.

Объекты векторной графики

Необходимо подробнее рассмотреть отличительные черты растровых и векторных изображений – объектов. Каждая такая иллюстрация может включать в себя один или несколько объектов соответствующего типа.

Любой векторный графический элемент состоит из двух частей: контура и внутренней области. Последняя может иметь заливку или быть пустой. Заливка внутренней области может быть в виде цвета, мозаичного рисунка или же цветового перехода.

Контур, в свою очередь, может быть разомкнутым или, наоборот, замкнутым. В векторном объекте он выполняет двойную функцию:

1) С помощью контура возможно изменять форму объекта на рисунке.

2) Контур векторного объекта можно оформить – в этом случае он будет играть роль обводки. Можно задать его ширину, цвет и стиль линии.

Разновидности векторных диаграмм

Для корректного отображения переменных величин, которые определяют функциональность радиотехнических устройств, хорошо подходит векторная графика. Подразумевается соответствующее изменение основных параметров сигнала по стандартной синусоидальной (косинусоидальной) кривой. Для наглядного представления процесса гармоническое колебание представляют, как проекцию вектора на координатную ось.

С применением типовых формул несложно рассчитать длину, которая получится равной амплитуде в определенный момент времени. Угол наклона будет показывать фазу. Суммарные влияния и соответствующие изменения векторов подчиняются обычным правилам геометрии.

Различают качественные и точные диаграммы. Первые применяют для учета взаимных связей. Они помогают сделать предварительную оценку либо используются для полноценной замены вычислений. Другие создают с учетом полученных результатов, которые определяют размеры и направленность отдельных векторов.

Круговая диаграмма

Допустим, что надо изучить изменение параметров тока в цепи при разных значениях сопротивления резистора в диапазоне от нуля до бесконечности. В этой схеме напряжение на выходе (U) будет равно сумме значений (UR и UL) на каждом из элементов. Индуктивный характер второй величины подразумевает перпендикулярное взаимное расположение, что хорошо видно на части рисунка б). Образованные треугольники отлично вписываются в сегмент окружности 180 градусов. Эта кривая соответствует всем возможным точкам, через которые проходит конец вектора UR при соответствующем изменении электрического сопротивления. Вторая диаграмма в) демонстрирует отставание тока по фазе на угол 90°.

Линейная диаграмма

Здесь изображен двухполюсный элемент с активной и реактивной составляющими проводимости (G и jB, соответственно). Аналогичными параметрами обладает классический колебательный контур, созданный с применением параллельной схемы. Отмеченные выше параметры можно изобразить векторами, которые расположены постоянно под углом 90°. Изменение реактивной компоненты сопровождается перемещением вектора тока (I1…I3). Образованная линия располагается перпендикулярно U и на расстоянии Ia от нулевой точки оси координат.

Что такое векторная графика?

Это такой вид графики, где изображения создаются при помощи математических расчетов. Вам хочется нарисовать прямую линию? Тогда все, что для этого нужно – это указать координаты начальной и конечной точек прямой и назначить цвет. Нужна фигура? Укажите всего несколько параметров – и ваша фигура готова. Благодаря векторной графике у вас появляется возможность менять масштаб без потери качества (в растровой графике такого сделать нельзя).

В чем преимущество векторных изображений

Во-первых, они занимают минимальный объем на жестком диске вашего компьютера. А во-вторых – вы можете изменить фигуру до неузнаваемости, не заботясь при этом о размере изображения. Из минусов можно выделить неоправданную «тяжесть» для жесткого диска при условии высокой детализации и частые конфликты форматов. Как и в растровой графике существует много различных форматов для сохранения векторных изображений, но в отличие от растровых форматов, конвертирование изображений в разные форматы без дефектов не всегда возможно.

Векторные форматы графических изображений

EPS. Он был создан корпорацией Adobe на основе языка PostScript.. Частые конфликты формата с другими форматами объясняются тем, что разные версии пишутся с использованием разных версий одного языка программирования. Именно в EPS-8 все банки фотографий принимают векторную графику. Фотобанки могут не взять иллюстрацию, если в ней содержатся элементы растровой графики.

Следующий формат — AI. Это «черновой» формат картинки в редакторе Adobe Illustrator. Современные версии абсолютно несовместимы со своими «родителями», но в продукте от Adobe существует функция сохранения файла для более старых версий программы.

CDR — это «родной» формат программы Corel Draw. Он занимает первое место по несовместимости, так как не может работать ни с другими векторными реакторами, ни даже со своими же старыми версиями программ. При этом формат cdr часто используется благодаря популярности редактора Corel Draw для создания векторных изображений.

SVG. Этот формат, вероятнее всего, самый «открытый» для пользователя, так как «родитель» SVG – это язык разметки XML. Достаточно немного наловчиться, и картинку можно будет поменять в простом текстовом редакторе. Этот формат поддерживает анимацию и довольно часто используется для публикации в Интернете (пример – Википедия).

SWF. Этот формат чаще всего используют не для графики, а для анимации. Для того, чтобы посмотреть SWF-ролик, нужно скачать Adobe Flash Player.

FLA. Это еще один флеш-формат от Adobe. Обычно его используют как заготовку при создании анимации. Обычно ролик в формате fla сразу сохраняют в swf.

Чем отличается векторная графика от растровой и в каких сферах они применяются

Растровые и векторные изображения обладают различными характеристиками. Первые из них состоят из мельчайших блоков – пикселей. Их невозможно увидеть невооруженным глазом, если не увеличить рисунок до максимума. Количество пикселей на дюйм – это характеристика, от которой зависит качество растровой картинки. Обычное описание, чем отличается растровая и векторная графика, звучит так: вектор состоит из множества точек, соединенных между собой линиями или кривыми, а не из пикселей.

Где используется растровая графика

Растровая графика чаще всего используется для создания фотореалистичных изображений и цифровых рисунков. Для ее создания большинство дизайнеров используют популярный графический редактор Adobe Photoshop. Самые распространенные форматы при этом такие:

• JPEG;
• PNG;
• GIF;
• TIF;
• PSD.

Используя растровую графику, можно создавать рисунки любой сложности. Причем цветопередача будет более естественной, что облегчает вывод изображения на печать, а переходы между оттенками можно сделать плавными. Растровые изображения широко используются в вебе, при создании интерфейсов и в оформлении сайтов.

Основные недостатки растра

К минусами их использования относится относительно большой размер файла и зависимость размера изображения от мощности компьютера. Главное, чем отличается векторная графика от растровой – это сохранение качества картинки при ее масштабировании. Чем больше размер картинки, тем медленнее она будет обрабатываться в графическом редакторе, если у техники недостаточный объем памяти и слабый процессор. При растягивании картинки в формате JPEG появляются так называемые «артефакты», или искажения.

Где используется векторная графика

Векторная картинка выстраивается из простых геометрических фигур или геометрических примитивов: точек, прямых линий, окружностей, многоугольников. Все они описываются математическими формулами, поэтому в векторной графике есть понятие координаты и линии, но нет понятия пикселя.

К самым популярным векторным форматам относятся:

• AI — формат графического редактора Adobe Illustrator;
• CDR – формат Coral Draw;
• SVG — формат, часто использующийся в вебе.

Можно обозначить еще один пункт, чем отличается векторная графика от растровой, кратко — сфера использования. Дело в том, что с помощью первой из названных чаще всего создаются иконки, логотипы, технические чертежи. Иллюстрации, которые должны хорошо масштабироваться и не терять при этом качества, также формируются в описываемом формате. Сложность создания фотореалистичных изображений — это именно то, чем отличается векторная графика от растровой.

Преимущества и недостатки вектора

Основные преимущества векторной графики – это отсутствие потери качества при масштабировании и использование небольшого объема ресурсов компьютера. Обычно это файлы небольшого размера, содержащие небольшое количество информации. У них отсутствует конкретное разрешение, потому увеличивать и уменьшать их можно до любого значения.

Но сложные векторные изображения, с большой детализацией, все же требуют достаточно объема оперативной памяти и вычислительной мощности компьютерного процессора. Кстати, невозможность перевести все изображения в вектор – это то, чем отличается векторная графика от растровой. Сложные картинки с богатой палитрой оттенков не всегда могут быть воссозданы при помощи математических формул, и в этом случае приходится обращаться к растру.

Прогрммы для работы с графикой

Благодаря развитию технологий, произошла интеграция двух основных видов графики, потому иногда сложно понять, с каким именно форматом происходит работа.

Adobe Illustrator и Coral Draw – самые популярные программы для работы с вектором. Adobe Photoshop чаще используется для растра, но в нем можно создавать и векторные изображения при помощи инструмента «Перо», а также вставлять смарт-объекты, которые являются векторными, но отображаются как растровые. Они при масштабировании не теряют своего качества.

В Adobe Illustrator также есть множество растровых эффектов, и при применении к векторному объекту какого-либо из них он растрируется под определенный размер. В Adobe Illustrator существует понятие сетчатого градиента. Этот эффект помогает рисовать фотореалистичные картинки, которые остаются векторными, но при этом в них сохраняется детализация.

Как видите, для дизайнера очень важно понимать, чем отличается векторная графика от растровой и когда какой вид нужно использовать