Файл: Векторная графика.pdf

Почти с момента создания ЭВМ появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии. По началу это была лишь векторная графика – построение изображения с помощью так называемых «векторов» – функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые. Совокупность таких «векторов» и есть векторное изображения. С развитием компьютерной техники и технологий появилось множество способов постройки графических объектов. Но для начала нужно определить термин "графический объект". Это либо само графическое изображение или его часть. В зависимости от видов компьютерной графики под этим термином понимаются как и пиксели или спрайты (в растровой графике), так и векторные объекты, такие как круг, квадрат, линия, кривая и т.д. (в векторной графике).
Актуальность данной темы – что такое векторная графика должен знать каждый, изучение/повторение данного понятия, программ для работы с векторной графикой и их применения будет полезной работой.

Цель – узнать как можно больше о векторной графике и программах, которые с ней работают.

Задачи:

Вспомнить что такое «векторная графика»;
проанализировать достоинства и недостатки векторной графики;
изучить структуру векторных файлов;
посмотреть программы для работы с векторной графикой;
узнать, где и как применяется векторная графика.

Глава 1 Понятие «Векторная графика».

Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение. Например, изображение древесного листа описывается точками, через которые проходит линия, создавая тем самым контур листа. Цвет листа задается цветом контура и области внутри этого контура. (прил.1)
При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Можно переносить элементы, менять их размер, форму и цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления. Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества.

Векторный графический объект включает два элемента: контур и его внутреннюю область, которая может быть пустой или иметь заливку в виде цвета, цветового перехода (градиента), или мозаичного рисунка. Контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым. В векторном объекте он выполняет двойную функцию. Во-первых, с помощью контура можно менять форму объекта. Во-вторых, контур векторного объекта можно оформлять (тогда он будет играть роль обводки), предварительно задав его цвет, толщину и стиль линии.

Под стилем оформления линии подразумевается набор штрихов и полосок, из которых она состоит, а также параметры этой линии в точках перегиба и на концах. Любое векторное изображение можно представить в виде набора векторных объектов, расположенных определенным образом друг относительно друга. Векторное изображение можно сравнить с аппликацией, состоящей из кусочков цветной бумаги, наклеенных (наложенных) один на другой. Однако, в отличие от аппликации, в векторном изображении легко менять форму и цвет составных частей.

Таким образом, векторная графика в основном «живет» созданием новых объектов, широко используется в дизайнерских проектах.

Ве́кторная графика — это использование геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники, для представления изображений в компьютерной графике. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображения как матрицу пикселей (точек).

Глава 2. Достоинства и недостатки векторной графики.

У любого предмета есть две стороны медали. Рассмотрим сначала достоинства векторной графики, а затем недостатки.

Достоинства векторной графики:
качественное масштабирование в любую сторону.

Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах;

векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества;
с помощью векторной графики можно решить много художественно-графических задач;
векторная графика также может решить многие художественно-графические задачи;
этот вид компьютерной графики позволяет проводить любые геометрические построения;
редактирования контура может быть применима для работы над линейным рисунком, дизайном изделий из стекла, керамики и других пластичных материалов.

Для декоративно-прикладного искусства векторная компьютерная графика позволяет работать над орнаментальной композицией в круге, квадрате или полосе;

при изменении размеров изображения не изменяется размер файла;
векторная графика идеальна для простых или составных рисунков, которые должны быть аппаратно-независимыми или не нуждаются в фотореализме.

К примеру, PostScript и PDF используют модель векторной графики;

она экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений.

Это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, в частности координаты опорных и управляющих точек, используя которые программа всякий раз заново воссоздает изображение. Кроме того, описание цветовых характеристик не сильно увеличивает размер файла, поскольку данные о цвете идентичны для всего объекта;

объекты векторной графики легко трансформируются и ими легко манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения ввиду того, что растеризация изображения (пространственная или линейная дискретизация элементов — это неизбежный этап) происходит в момент вывода на внешнее устройство (экран, печатающее или чертежное устройство);
в тех областях графики, где принципиальное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например в шрифтовых композициях, при создании фирменных знаков, логотипов и т. п., векторные программы совершенно незаменимы;
векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства (изображение всегда будет выглядеть настолько качественно, насколько позволяет данное устройство);
векторная графика может включать в себя и изображения пиксельной графики, причем редакторы векторной графики предлагают все более разнообразные возможности по их обработке, в том числе разнообразные фильтры.
Недостатки векторной графики:
векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий).

Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является формулой. Это приводит к утяжелению файла;

перевод векторной графики в растр достаточно прост.

Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра обычно не обеспечивает высокого качества векторного рисунка.

Самым существенным недостатком является программная зависимость, поскольку не существует принципиальной возможности создать единый стандартный формат, который бы позволял свободно открывать любой векторный документ в любой векторной программе.
Векторная графика может казаться чрезмерно жестковатой и как бы "фанерной".

Она действительно ограничена в чисто живописных средствах, в программах векторной графики практически невозможно (или необыкновенно трудоемко) создавать фотореалистические изображения. Введение объектов нового типа — градиентной сетки (gradient mesh) и объектов с различными типами прозрачности является попыткой преодоления этого недостатка.

Кроме того, векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер или цифровая фотокамера для пиксельной графики.

Глава 3. Структура векторной графики – ее атрибуты и объекты.

Для её математического представления используются: точка, прямая, отрезок прямой, парабола, отрезок параболы, функция y=x3, кривая второго порядка, кривая третьего порядка, кривая Безье.

Соподчинёнными для понятия линия являются: точка, конец кривой линии, управляющая линия касательная к кривой, изгиб кривой, маркер управляющей линии. Также, как и линия, основным базовым понятием для векторной графики является объект.

Объектом называется любой графический элемент внутри векторного изображения, состоящий из отрезка прямой или кривой линии или замкнутого контура.

При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Можно переносить элементы, менять их размер, форму и цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления.

Векторное представление именно и заключается в описании элементов изображения математическими кривыми с указанием их цветов. Еще один пример: красный эллипс на белом фоне будет описан всего двумя математическими формулами - прямоугольника и эллипса соответствующих цветов, размеров и местоположения.

Объекты: Линии и ломаные линии. Многоугольники. Окружности и эллипсы. Кривые Безье. (прил.2) Безигоны. Текст (в компьютерных шрифтах, таких как TrueType, каждая буква создаётся из кривых Безье).

Глава 4. Программы для работы с векторной графикой.

В настоящее время создано множество пакетов иллюстративной графики, которые содержат простые в применении, развитые и мощные инструментальные средства векторной графики, предназначенной как для подготовки материалов к печати, так и для создания страниц интернет-сайтов. Для создания графического объекта потребуется программа иллюстративной векторной графики. Качество и полезность средств векторной графики определяются главным образом возможностями масштабирования. Пакеты векторной или иллюстративной графики всегда основывались на объектно-ориентированном подходе, позволяющем рисовать контуры объектов, а затем закрашивать их или заполнять узорами. Можно очень точно воспроизводить эти контуры, задавая любой размер, поскольку они формируются при помощи математической модели из точек и кривых, а не как растровые изображения – в виде сетки, заполненной прямоугольными пикселями.

Рассмотрим некоторые программы, которые доступны любому человеку:

1. Gravit Designer (Платформы: веб, Windows, macOS, Linux.) (прил.3)

Gravit Designer — ранее известный как Gravit — это полнофункциональный векторный редактор. Он подходит для любых задач: от дизайна интерфейсов и иконок до работы с презентациями, иллюстрациями и анимацией.

Аккуратный интуитивный интерфейс Gravit Designer можно настраивать под себя. Редактор содержит массу инструментов для создания прекрасных детализированных векторных изображений. Среди них — неразрушающие (их действие можно отменять) функции для работы с булевыми операциями, инструменты «Нож» и «Граф путей» плюс множество режимов заливки и смешивания, а также мощный текстовый движок.

Если вам понадобится получить доступ к работе на ходу, облачный сервис Gravit Cloud позволит вернуться к проекту на любом устройстве.

2. Vectr (Платформы: веб, Windows, macOS, Linux.) (прил.4)

Vectr предлагает все функции, которые только могут понадобиться для создания векторной графики, плюс множество опций для использования фильтров, теней и шрифтов. Этого хватит, чтобы справиться с большинством повседневных дизайнерских задач. Особенно полезны возможности совместного редактирования и синхронизации, благодаря которым можно работать когда и где угодно в тандеме с другими людьми.

3. SVG-Edit (платформа: веб) (прил.5)