Ве́кторная гра́фика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Объекты векторной графики являются графическими изображениями математических функций. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими геометрическими параметрами.
Большинство программных средств компьютерной графики для работы с векторными изображениями представляют собой интегрированные объектно-ориентированные программные пакеты. Интегрированность программного пакета означает, что он включает в себя несколько программных средств с единым интерфейсом пользователя, в совокупности позволяющих решать множество задач, возникающих при работе с векторной графикой.
Объектная ориентированность программных средств состоит в том, что информационная модель векторного изображения, с которой они работают (см. разд. 1.2.1), разработана на основе последовательного применения приемов объектно-ориентированного анализа предметной области. Эта модель представляет собой сбалансированную иерархическую систему классов графических объектов и совокупность методов, с помощью которых можно создавать, удалять и модифицировать экземпляры этих объектов.
Векторная графика — принципы векторизации фото и иллюстраций 1.0
Классом графических объектов называется совокупность объектов, обладающих свойством структурной идентичности, одинаковым списком атрибутов и набором методов работы с ними, а также ее формальное описание, состоящее из описания всех атрибутов и методов класса. Так, классом объектов будут, например, прямоугольники.
Их структурная идентичность очевидна – у каждого прямоугольника имеются по четыре стороны и по четыре угла. Прямоугольники могут быть разной высоты и ширины, но у каждого из них есть высота и ширина – общий для всех объектов класса список атрибутов (см. разд. 2.1.2). Методы работы также будут общими для всех прямоугольников.
Прямоугольник можно создать, удалить, развернуть, растянуть, сжать, перекосить, можно закруглить ему углы. Эти операции представляют собой методы класса прямоугольников.
Атрибутом (свойством) класса графических объектов называется именованное значение, характеризующее какую-либо особенность объекта, один из его аспектов. Существенно, что атрибут класса должен отвечать трем условиям:
• вариативности – хотя бы у одного из объектов класса значение атрибута должно отличаться от значений того же атрибута у остальных объектов класса;
• единичности – атрибут должен представлять собой единственное значение одного из стандартных типов данных;
• релевантности – атрибут должен описывать графический объект в аспекте, существенном для графического моделирования.
К стандартным типам данных относятся:
Форматы: CDR – Corel Draw, AI – adobeIllustrator, DWG и DFX — autoCAD, ps – PostScript, CGM – Computer Graphic Metafile, SVG – Scalable Vector Graphic, WMF – Windows Metafile.
УРОК 26. Понятие векторной графики (7 класс)
Преимущества:
1.возможность неограниченного масштабирования изображения без потери качества и без увеличения размеров исходного файла.
2. Векторную графику значительно легче редактировать, поскольку изображение не является плоской картинкой из пикселов, а составлено из объектов, которые могут накладываться друг на друга.
3. Векторным программам свойственна высокая точность рисования (до сотой доли микронов).
4. Векторная графика экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений. Это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные (математическая формула объекта), используя которые программа каждый раз воссоздает объект заново.
5. Хорошее качество печати рисунков и отсутствие проблем с экспортом векторного изображения в растровое
Недостатки
1.Практически невозможно осуществить экспорт изображения из растрового формата в векторный.
2. Векторная графика ограничена в чисто живописных средствах и не позволяет получать фотореалистичные изображения с тем же качеством, что и растровая. Причина в том, что минимальной областью, закрашиваемой однородным цветом, является не один пиксел, как в растровой графике, а один объект. А размеры объекта по определению больше.
3. Векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для растровой графики.
4. В векторной графике невозможно применение обширной библиотеки эффектов (фильтров), используемых при работе с растровыми изображениями.
5. Работа в векторной программе требует немалых невыков и знаний от пользователя.
Общая информация, описывающая структуру файла, помещена в заголовок. В данных изображения просто описаны векторные элементы.
Когда в файл необходимо записать дополнительную информацию, которая полностью не поместилась в заголовок, которая была добавлена позже, то в таком случае добавляется палитра и концовка.
Инфа, кот. хран-ся в концовке не явл-ся обязат. для корректной интерпретации данных. Концовкой сохраняются дополнит. сведения,н-р, о дате, веремени созд-ия файла. имени создавшей его проги, о кол-ве объектов, составл-их данное изобр-ие. Иногда в концовку помещают данные, не поместившиеся в заголовок данных
Источник: cyberpedia.su
Элементы (объекты) векторной графики. Объекты и их атрибуты
Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы – прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.
Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн – это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены современные шрифты TryeType и PostScript.
Объекты векторной графики легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре–тройке элементарных преобразований над векторами.
Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике – линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике.
Линия – элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом.
Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например, куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями.
Цвет в векторной графике
Различные векторные форматы обладают различными цветовыми возможностями. Простейшие форматы, которые могут не содержать вообще никакой информации о цвете, используют цвет по умолчанию тех устройств, на которые они выводятся, другие форматы способны сохранять данные о полном тридцати двух битном цвете.
Какую бы цветовую модель не применял бы векторный формат, на размер файла он не влияет, кроме тех случаев, когда файл содержит растровые образы. В обычных векторных объектах значение цвета относится ко всему объекту в целом. Цвет объекта хранится в виде части его векторного описания. Некоторые векторные файлы могут создать растровый эскиз изображений хранящихся в них.
Эти растровые картинки, иногда называемые краткими описаниями изображений, обычно представляют собой эскизы векторных рисунков в целом. Краткое описание изображения, особенно полезно в ситуациях, когда вы не хотите открывать весь файл, чтобы посмотреть, что в нем хранится или когда вы не можете видеть векторный рисунок во время его использования.
Первая ситуация возникает, когда вам необходимо найти файл с помощью одной из многих специально разработанных для этого программ. Для облегчения поиска нужного векторного файла такие программы могут считывать растровый эскиз изображения и другие характеристики, например, векторный формат, время создания, битовую глубину изображения и так далее.
Вторая ситуация возникает, когда в каком–либо издательском пакете помещается на страницу векторный рисунок. Изображение, которое вы увидите, будет растровым эскизом настоящего векторного рисунка, у которого нельзя изменить размер, обрезать или как–то иначе обработать изображение. За эскизы изображения приходится расплачиваться памятью, т.к. эскизы – это растровая версия рисунков, а растровые данные используют много памяти компьютера.
Источник: studfile.net
Основы векторной графики. Базовые принципы работы в CorelDRAW
Давайте рассмотрим принципы работы с векторами, предлагаемые нам программой «правила», определяющие свойства и возможности работы с узлами и линиями между ними. Запустите CorelDRAW, выберите инструмент Freehand Tool (Карандаш), затем нарисуйте им любую кривую линию. Если теперь активизировать инструмент для работы с узлами Shape Tool (Форма) и указать им на один из узлов кривой, то мы увидим примерно такую картину ( рис. 2.7).
Рис. 2.7. Кривая с тремя узлами и векторами
Пунктирные линии с квадратами на концах — это и есть векторы, исходящие из данного узла. Инструментом Shape Tool (Форма) мы можем взяться, удерживая левую кнопку мыши, за кончик вектора (за квадратик) и перемещать его. Мы также можем ухватиться за линию рисунка и также перемещать ее. Сами узлы мы тоже можем перемещать с места на место . Для этого надо хвататься прямо за них, и, удерживая кнопку мыши, двигать узел. В любом случае, какой бы способ мы ни избрали — кривые будут меняться.
В панели свойств (атрибутов) инструмента редактирования узлов Shape Tool (Форма) содержится ряд полезных кнопок. Рассмотрим для начала первые девять из них ( рис. 2.8). Здесь, как и для любых инструментов CorelDRAW, те кнопки, которые в данной ситуации могут быть использованы, изображены ярко, остальные — бледно.
Рис. 2.8. Кнопки редактирования узлов
Если первая из рассматриваемых нами кнопок активна — значит, щелкнув на кривой инструментом Shape Tool и нажав на кнопку Add Node(s) мы можем добавить новый узел.
Нажав на кнопку Delete Node(s) узел можно удалить (убрать).
Если, удерживая Shift, указать инструментом Shape Tool (Форма), последовательно два узла, а затем нажать на кнопку Join Two Nodes, то эти узлы будут объединены в один.
Break Curve — обратная операция, разбивающая узел на два.
Нажав на эту кнопку Convert Curve To Line, мы лишаем узел определенных свойств (теряется возможность искривления) и кривая становится прямой , направленной к предыдущей точке (изображение вектора пропадает). При нажатии на кнопку Convert Curve To Line бледнеет, зато становится активной соседняя кнопка Convert Line To Curve, совершающая обратную операцию.
Следующие кнопки работают только по отношению к внутренним (не крайним) узлам. Они регулируют связь между двумя отрезками, исходящими из одной точки. Кнопка Make Node A Cusp делает их независимыми друг от друга по длине и направлению.
Кнопка Make Node Smooth делает их направленными в противоположные стороны (кривая в этом узле становится гарантированно плавной, без излома).
Кнопка Make Node Symmetrical делает оба вектора одинаковыми по длине: тянем за один — изменяется и длина второго.
Понятие объекта в CorelDRAW. Свойства объектов
Основным понятием в CorelDRAW, как и в любом другом редакторе векторной графики, является понятие объекта. Работа над любой иллюстрацией заключается в создании объектов, их редактировании и расположении в нужных местах. При этом сначала создается приблизительная форма объектов, после чего форма уточняется путем добавления, удаления и перемещения узлов контура.
Новый термин
Контуром называется любая геометрическая фигура, созданная с помощью рисующих инструментов векторной программы и представляющая собой очертания того или иного графического объекта.
После создания необходимой формы объекта задается цвет контура и выбирается заливка объекта. Создать в редакторе можно как стандартные фигуры: прямоугольники, эллипсы, многоугольники, автофигуры, спирали и решетки, так и произвольные фигуры, состоящие из прямых и кривых линий. Среди стандартных фигур есть достаточно сложные рисунки.
Первое свойство объекта — это то, что на него можно указать инструментом Pick Tool (Стрелка). Поскольку эта операция ключевая, то создатели программы придумали несколько способов выделения, как объектов, так и узлов.
Для выделения объекта (узла) нужно активизировать соответствующий инструмент: для объектов — Pick Tool (Стрелка), для узлов — Shape Tool (Форма), а потом подвести экранный курсор к объекту (узлу) так, чтобы его кончик точно и однозначно указывал на требуемый объект или узел. Если выделение состоялось, то вокруг объекта возникнут специальные характерные квадратики (маркеры) — рис. 2.9.
Сразу несколько объектов можно выделить, удерживая клавишу Shift. При выделении узла выделенный узел станет явно больше остальных (невыделенных). Для снятия (отмены) любого выделения следует щелкнуть мышкой по любому пустому, свободному от линий рисунка месту на экране.
Рис. 2.9. Пример выделения объекта в CorelDRAW
Второе свойство формулируется так: объект может быть замкнутый или не замкнутый. Если вы рисовали линию и конечный узел этой линии точно попал в тот, с которого линия началась — значит, линия замкнулась, и объект стал замкнутым.
Новый термин
Замкнутый контур — это замкнутая кривая, у которой начальная и конечная точки совпадают. Примером замкнутого контура является окружность. В некоторых редакторах замкнутый контур называют фигурой. Открытый контур имеет четко обозначенные концевые точки. Синусоидальная линия, например, является открытым контуром.
Замкнутость объекта создает некоторую емкость, которую можно залить краской. Это важно. Программа будет знать, что именно раскрашивать — контур или содержимое объекта.
Новый термин
Заливка — это цвет или узор, выводимый в замкнутой области, ограниченной кривой.
Таким образом, в программе CorelDRAW существуют два типа векторных объектов — незамкнутые и замкнутые. Первые представляют собой линию, имеющую всего два параметра: цвет и толщину, одинаковые по всей длине линии. Главное свойство незамкнутых объектов с точки зрения их узлов — начальный и конечный узел находятся в разных местах. Вторые — замкнутые — объекты могут иметь самую различную конфигурацию, и состоят из внешней линии (обводки), отграничивающей их внутреннее пространство от всего остального, и это внутреннее пространство может иметь свою, независимую от обводки окрашенность (заливку). Разумеется, начальный и конечный узлы линии обводки должны совпадать в пространстве, то есть быть, в сущности, одним узлом.
Еще одно свойство объектов заключается в том, что они, по мере их рисования, располагаются послойно (стопкой). Представьте, что вы вырезаете из бумаги фигурки и складывает их стопочкой на столе по мере вырезания. C программой — совершенно та же история: CorelDRAW запоминает, в каком порядке создаются объекты, и как бы раскладывает их по отдельным слоям.
Иными словами, то, что было нарисовано раньше, будет располагаться ниже ( рис. 2.10). Конечно же, создатели программы предусмотрели возможность изменения этого порядка (то есть объекты можно перекладывать в воображаемых слоях с одного на другой, что может принципиально изменить рисунок. Можно менять порядок и для одного, и сразу для нескольких объектов, только не забывайте, что и в этой ситуации, и в других аналогичных объект (или группу объектов) надо выделить, а потом уже совершать необходимые манипуляции.
Рис. 2.10. Трехслойное изображение в CorelDRAW
Примеры объектов векторной графики
Теперь давайте познакомимся более детально с основными элементами векторного рисунка.
Линии
Как уже отмечалось, в основе векторной графики лежит использование математических представлений о свойствах контуров, основу которых составляет элементарный объект векторной графики линия. С ее помощью можно легко построить любой более сложный объект. Например, объект четырехугольник можно создать с помощью четырех линий, а куб — с помощью 12 линий или 6 четырехугольников.
Таким образом, иллюстрация составляется из простых объектов, как из кубиков. Благодаря этому процесс рисования в векторных редакторах фактически сводится к созданию контуров (объектов) нужной формы и придании им определенных заливок и обводок. Этот принцип лежит в основе всех программ векторной графики. Различаются лишь приемы работы и некоторые специальные эффекты.
В то же время построение линии, наряду с использованием для ее описания математического аппарата, предполагает задание ряда дополнительных атрибутов, определяющих ее основные свойства: форму, толщину, цвет, стиль (сплошная, пунктирная и т. п.). Количество перечисленных атрибутов зависит от вида линии. Открытые линии, например, в отличие от замкнутых, не имеют атрибута заливки.
Замкнутые контуры кроме обводки могут иметь определенную пользователем заливку. По умолчанию контуры объектов обычно не имеют толщины. Чтобы контур был виден на экране, ему придают обводку (абрис) определенной толщины, стиля (например, сплошная или пунктирная) и цвета. В большинстве редакторов выбор перечисленных атрибутов линии выполняется путем использования специальных библиотек, доступ к которым реализуется с помощью соответствующих окон диалога.
Примитивы (Формы)
Наряду с разнообразными линиями и кривыми, векторные редакторы имеют в своем составе специальные инструментальные средства для создания простых форм (графических примитивов), что упрощает построение сложных объектов. Среди примитивов находятся такие фигуры как Rectangle (Прямоугольник), Ellipse (Эллипс), Polygon (Многоугольник), Spiral (Спираль). Часто наряду со своим прямым назначением простые формы используются в качестве исходных заготовок для создания на их базе более сложных объектов. В этом случае для последующего редактирования созданных заготовок необходимо привлечение рассмотренной нами ранее технологии редактирования кривых Безье с помощью перемещения узлов и управляющих точек.
Пример 2.1. Используем прямые. Рисуем дом
Инструмент Freehand (Карандаш) позволяет рисовать от руки различные линии и кривые Безье . Выберите этот инструмент, нажав на его пиктограмму в панели инструментов. Подведите курсор мышки в поле рабочего листа CorelDRAW.
Нажмите левую клавишу мышки один раз (вы установили начальную точку вашей линии) переведите мышь на некоторое расстояние и нажмите снова на левую кнопку мышки (вы поставили конечную точку) у вас должна получиться прямая линия. Если вы в конечной точке своей линии снова щелкните левой кнопкой мышки, то сможете вновь продолжить свою линию.
Если вы хотите создать замкнутую линию (например, для того чтобы залить ее цветом) необходимо соединить начальную и конечную точки вашей линии, а затем на эту замкнутую фигуру отбуксировать желаемый цвет с палитры цветов. Попробуйте с помощью этого инструмента нарисовать сначала что-либо простое ( рис. 2.11), а потом — посложнее ( рис. 2.12).
Рис. 2.11. Простой рисунок карандашом
Рис. 2.12. Учимся рисовать в CorelDRAW
Резюме
В этой главе вы не только смогли узнать базовые термины по компьютерной графике, но также, не знакомясь детально с интерфейсом и инструментами программы смогли выполнить ряд практических задач по рисованию векторных объектов посредством инструментов CorelDRAW.
Закрепление пройденного
- векторная графика основана на ряде базовых понятий, основными из которых являются линии (прямые или кривые) и узлы. Цвет и форма независимы друг от друга, причем форма первична, а цвет, как заполнитель формы;
- в векторных, объектно-ориентированных редакторах, в отличие от растровых редакторов, все рисунки строятся не из отдельных несвязанных точек (пикселов), а из сложных кривых Безье;
- после того как объект создан, его можно изменять различными способами трансформировать совершенно независимо от других объектов;
- у каждого векторного объекта есть набор атрибутов — толщина линий, размер, цвет, текстура, прозрачность. Эти свойства тоже можно изменять;
- все объекты находятся по отношению друг к другу в определенном порядке слоев и этот порядок легко меняется;
- к самым известным векторным редакторам можно отнести Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand и CorelDRAW.
Самостоятельно
Попробуйте нарисовать птичку в CorelDRAW ( рис. 2.13).
увеличить изображение
Рис. 2.13. Примерный алгоритм вашей работы
В следующей лекции
Далее (в «Работаем с кривыми. Практические примеры» ) мы продолжим знакомство с кривыми Безье и проделаем ряд практических упражнений по работе с кривыми.
Источник: intuit.ru