Виды компьютерной графики

Компьютерная графика – это область информатики, занимающаяся методами создания и редактирования изображений с помощью компьютера. Она применяется людьми самых разных профессий: дизайнеры, конструкторы, фотографы, художники и другие.

Растровая графика

  Растровое изображение   состоит из точек-пикселей, определенным образом размещенных в координатной плоскости.

    Изображение описывается положением и цветом всех точек, из которых, как из мозаики, складывается единый объект.

Растр – это порядок расположения точек.Изображение формируется построчно, поэтому, разрешение изображения – линейная величина

Схема растра

Качество растрового рисунка зависит от его разрешения, которое измеряется в точках на дюйм изображения. Обозначается dpi (dots per inch). 1 дюйм  = 2,54 см.Для экранного просмотра файла достаточно 72 dpi, для печати  не менее 300 dpi.

Достоинства растровой графики:

• Возможность получения изображения  очень  высокого качества. 
• Фотореалистичность.

Недостатки растровой графики:

• Большой объем файла, соответственно, велико время его   обработки.
• Любые трансформации рисунка  (поворот, наклон, масштабирование и т.д.) сопровождаются искажениями, потерей качества. 
• При сильном увеличении растрового изображения наблюдается эффект пикселизации

Пример пикселизации файла

Как получить растровое изображение?

• Цифровые фото и видео.
• Сканирование рисунка.
• Растровые графические редакторы (Paint, Photoshop).
• Снятие копии с экрана.

Векторная графика

Можно сказать, что векторная графика - это рисунок, сделанный цветными карандашами, в то же время растровую графику можно сопоставить с фотографическим изображением.

В векторном изображении   объект описывается векторами -линиями.

В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии (т.е. от количества пикселей, составляющих изображение), поскольку линия представляется в виде формулы (нескольких параметров). Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют ВЫЧИСЛЯЕМОЙ ГРАФИКОЙ.

Каждая линия  обладает стандартным набором свойств:

• Координаты начальной и конечной точки.
• Толщина.
• Цвет.
• Прерывистость (например, пунктирность).
• Форма.
• Замкнутость. 

Каждый замкнутый контур может быть залит цветом, текстурой, картой (любым рисунком). Типичный пример ВГ – шрифты TrueType

Пример векторного шрифта из библиотеки True Type

Область применения: 

• чертежно-проектные  работы, 
• логотипы, 
• мультипликация,
• иллюстрация детских книг

Достоинства векторной графики:

• Относительно небольшой размер файла по сравнению с растровым.
• Широкие возможности по искривлению, трансформации и созданию объемных изображений на плоскости.
• Изменение размеров изображения без потери качества, т.к. у каждой линии один и тот же набор свойств.

Недостатки:

• Процесс создания реалистичных (многоцветных) изображений трудоемкий, требует большого опыта работы.

Растровые и векторные линии при увеличении

Отличия растровых и векторных рисунков

Основное преимущество векторной графики состоит в том, что при изменении масштаба изображения оно не теряет своего качества. Отсюда следует и другой вывод - при изменении размеров изображения не изменяется размер файла. Ведь формулы, описывающие изображения, остаются те же, меняется только коэффициент пропорциональности. С другой стороны, такой способ хранения информации имеет и свои недостатки. Например, если делать очень сложную геометрическую фигуру (особенно если их много), то размер "векторного" файла может быть значительно больше, чем его "растровый" аналог из-за сложности формул, описывающих такое изображение.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что векторную графику следует применять для изображений, не имеющих большого числа цветовых фонов, полутонов и оттенков. Например, оформление текстов, создание логотипов и т.д.

Как получить векторное изображение?

• Векторные графические редакторы (Corel Draw, Adobe Illustrator, FreeHand).
• Языки программирования.
• Технология Flash.

Фрактальная графика

Как и векторная это вычисляемая графика, но отличается от нее тем, что никакие объекты НЕ ХРАНЯТСЯ в памяти компьютера. Фрактальное изображение   строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому, кроме формулы, ничего хранить не надо. Создается изображение с помощью различных языков программирования.

Пример фрактального рисунка

Фигуры последующих поколений наследуют свойства родительских структур.  Процесс наследования можно продолжать до бесконечности.

Фрактал "Дерево Пифагора"

Способность ФГ моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений

Лист папоротника - пример фрактала в живой природе