Векторная графика⁚ основные принципы и применение
Векторная графика представляет собой изображения‚ созданные с помощью математических формул и которые можно масштабировать до любого размера без потери качества. Она отличается от растровой графики‚ которая состоит из пикселей‚ и используется для иллюстраций‚ иконок‚ логотипов и технических чертежей. Главное отличие между векторной графикой и растровой заключается в способе представления изображения.
Преимущества векторной графики⁚
- Возможность масштабирования без потери качества
- Малый размер файлов
- Гибкость в редактировании объектов
- Идеально подходит для печати и дисплеев с высоким разрешением
Применение векторной графики⁚
Векторная графика широко применяется в различных областях‚ включая дизайн‚ иллюстрацию‚ архитектуру и многие другие. Она используется для создания логотипов‚ эскизов‚ иконок‚ веб-дизайна‚ а также для технических чертежей и макетов.
Программы для работы с векторной графикой⁚
Существует множество программных редакторов‚ которые позволяют работать с векторными изображениями. Наиболее популярными из них являются Adobe Illustrator‚ CorelDRAW‚ Inkscape и другие. Эти приложения предоставляют широкий выбор инструментов для создания и редактирования векторных изображений.
В цифровую эпоху векторная графика имеет особенно важное значение‚ поскольку обеспечивает возможность создания высококачественных изображений‚ пригодных для использования на различных платформах и в различных масштабах. Она является неотъемлемой частью современного графического дизайна и технических рисунков.
Первоначальная система векторной графики, называемая PostScript или EPS (система электростатического рисования), была разработана Adobe Systems в 1982 году для имитации возможностей программ векторного рисования, используемых в настольных издательских системах.
Он был быстро принят как способ рисования и анимации изображений на экране компьютера, а последней версией стал PostScript 3D. В настоящее время он используется графическими дизайнерами для создания интерактивных объектов, таких как GIF-анимация и фотографии с высоким разрешением.
Но у векторной графики гораздо больше применений. В кино и видео он использовался для создания реалистичных 3D-моделей для таких фильмов, как «Империя наносит ответный удар», фильмов о Бонде, таких как «Живешь только дважды», фильмов об Индиане Джонсе и фильмах о Гарри Поттере, фильмов о Джеймсе Бонде, таких как «Живые дневные огни» и «Казино Рояль». Фильмы «Звездные войны» в оригинальной трилогии. Векторная графика также использовалась для создания анимированных логотипов для таких продуктов, как Microsoft Windows.
Как работает векторная графика
Векторная графика используется для представления изображений на экране. Они используются как в графических пользовательских интерфейсах (GUI), так и в компьютерных изображениях (CGI). Они также используются в обработке изображений, а также в компьютерном зрении и робототехнике. Векторная графика существует уже более десяти лет, но только недавно она получила широкое распространение у разработчиков программного обеспечения.
Разница между векторной графикой и растровой графикой заключается в том, что растровая графика состоит из пикселей, а векторная графика состоит из линий, кривых и сплайнов. Векторная графика более снисходительна, чем растровая графика, к таким искажениям изображения, как резкость, цветовой сдвиг и алиасинг.
Векторная графика была впервые введена в программное обеспечение САПР примерно в 1980-х годах из-за необходимости работы со сложной геометрией; только годы спустя он получил широкое распространение в отрасли. Термин «вектор» был придуман в 1987 году Дэвидом Шуллом из Xerox PARC; его использование распространилось и на другие компании, так что к 1990-м годам он стал общепринятым сокращением для любого вида геометрического представления. В 1991 году Adobe представила Adobe Illustrator как свою первую программу векторных иллюстраций; с тех пор многие другие компании последовали их примеру (включая Adobe). Разработчики программного обеспечения стали использовать термин «вектор» в своей кодовой базе или документации для обозначения любого вида геометрического представления, включая многоугольники и кривые Безье; однако это не означает, что все 3D-программы используют этот термин взаимозаменяемо или просто называют их «безье»; нет реального стандарта того, как эту терминологию следует использовать или переводить с одного языка на другой (но, к счастью, он нам не нужен!).
Это способ представления графических объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на математическом описании элементарных геометрических объектов, обычно называемых примитивами, таких как: точки, линии, сплайны, кривые Безье, окружности, окружности, эллипсы, многоугольники.
В контексте компьютерной графики (или векторной графики) файл векторной графики содержит основные примитивы, такие как линии и формы. Масштабируемая векторная графика (SVG) — это широко используемая система для рендеринга векторной графики в веб-браузерах для создания масштабируемой веб-печати или печати. Файлы SVG широко поддерживаются современными браузерами, такими как Safari/Opera/Mozilla/Google Chrome/Mozilla Firefox, а в последнее время — Internet Explorer 6–10.
Термин масштабируемый SVG был придуман в 2004 году Дэйвом Керром, который использовал его для описания набора инструментов переформатирования файлов SVG, которые сделают их совместимыми с разрешениями экрана, превышающими разрешения исходного исходного файла. Этот термин был принят самой спецификацией SVG; см. https://www.w3.org/TR/SVG11/#scalable-svg-format#format
Наиболее важной особенностью масштабируемой векторной графики является то, что она имеет большее разрешение, чем исходный файл: многие современные веб-браузеры могут отображать сложные формы с гораздо более высоким разрешением, чем они создавали изначально, потому что у них есть возможность масштабировать их без потери точности или четкости.
Одна из проблем с масштабируемыми векторами заключается в том, что пользователям не нужно много знать о них, если они собираются просто распечатать их или просмотреть на экране: каждая точка или линия в SVG идентифицируется как отдельный символ и не требует никакой контекстной информации. о том, что он представляет (поэтому никакая информация об исходном коде не должна предоставляться). Это позволяет пользователям работать с очень большими файлами без необходимости использования специального программного обеспечения (по крайней мере, в Windows) или разработки собственного программного обеспечения.
Другим основным преимуществом масштабируемых векторов является то, что несколько версий могут отображаться одновременно (т. е. два очень похожих изображения имеют одинаковый внешний вид, но разные размеры): одна версия может быть распечатана в полном размере, а другая версия может отображаться в программе просмотра изображений, но уменьшен в размере, поэтому одновременно видна только его часть (это позволяет авторам использовать разные таблицы стилей при создании разных версий).
Векторная графика и веб
Векторная графика — способ представления графических объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на математическом описании элементарных геометрических объектов, обычно называемых примитивами, таких как: точки, линии, сплайны, кривые Безье, окружности, эллипсы, многоугольники.
Хорошим примером является изображение, которое представляет собой круг, но с несколькими горизонтальными линиями, которые разбивают линию. Это немного похоже на картину, которую вы бы увидели, если бы наблюдали за чем-то сверху (что постоянно делают системы компьютерного зрения). Полученное изображение будет иметь только одно измерение и может рассматриваться как трехмерный объект.
Векторный формат позволяет выполнять четыре основные операции:
• Добавление
• Вычитание
• Умножение и деление на любое ненулевое число
• Масштабирование и преобразование с любым ненулевым числом аргументов
• Матричное сложение или умножение (если целевые матрицы необратимы)
Векторная графика широко используется для 2D-изображений на веб-страницах; для 3D-моделей в играх; для 3D-моделей в конвейерах аудио/видео/анимации и так далее. Его также можно использовать в мобильных приложениях.
Ключевое различие между векторами и другими видами представлений, такими как изображения или графики, которые представляют числа, заключается в том, что векторы не зависят от размера: они могут хранить разные значения в разных местах (например, два разных цвета в разных пикселях на экране), тогда как другие виды графиков зависят от размера: вам нужно масштабировать их вверх или вниз, чтобы ваши данные поместились на экране. Благодаря этому свойству векторы могут представлять практически все, что вы хотите, включая объекты реального мира, поэтому очень часто можно увидеть, как они используются в анимациях обновления или перехода на веб-сайтах. Векторная графика стала одним из самых популярных способов представления 3D-моделей в видеоиграх, потому что они позволяют легко анимировать, когда отображаются рядом (поскольку 2D-изображения не имеют размеров). Векторная графика была изобретена Дэном Ингаллсом, когда он работал в Apple Computer Inc.. Первым коммерчески успешным продуктом, использующим векторную графику, был Apple Macintosh Color Graphics Adapter, который представил возможности векторного рисования в профессиональных приложениях, таких как программы рисования и программное обеспечение для настольных издательских систем. Эта функция быстро распространилась по профессиональным пакетам рисования в течение нескольких лет. Текущие приложения включают лазерные принтеры и цифровые камеры.
Векторная графика используется для самых разных целей. Они используются для представления и управления широким спектром объектов и изображений, особенно в системах автоматизированного проектирования (САПР), анимации, графического дизайна и трехмерного моделирования. Они также используются в таких областях, как машиностроение, архитектура, дизайн продукции, строительство и полиграфия.
Векторная графика предлагает более надежный способ представления той же информации (в отличие от цветных или растровых изображений), чем другие виды графики — вот почему они так широко используются в художественных целях. Их можно рассматривать как цифровые изображения, сделанные камерой: вы помещаете объект на экран, а затем можете манипулировать им или обрезать его, пока не получите то, что хотите.
Масштабируемая векторная графика намного мощнее векторной графики на основе пикселей (которая существует с самого начала вычислительной техники). Масштабируемая векторная графика использует возможности компьютеров увеличивать и уменьшать графические представления, разделяя их на небольшие фрагменты, что позволяет представлять их с использованием гораздо меньшего количества битов, чем большинство других типов графики. Например:
• Сплайн — это кривая, которая определяется своими точками интерполяции — ее можно рассматривать как точку интерполяции на линии между любыми двумя точками на кривой. Этот тип кривой можно дополнительно разделить на сегменты (или «вершины»), которые образуют трехмерные кривые, такие как дуги:
• Многоугольник — это просто фигура, все вершины которой соединены вместе: если бы к каждому ребру формы многоугольника примыкала только одна вершина, это был бы пустой многоугольник, но если бы он каким-то образом был соединен с каждой вершиной, он был бы пустым. называется многогранником (многогранник = многоугольники + многоугольники).
Идея здесь заключается в том, что когда вы рисуете текст или фигуры на экране, вам обычно все равно, как они выглядят; все, что вам нужно знать, это то, как они должны выглядеть, когда они вытянуты на экране сразу очень большими; поэтому эти инструменты позволяют создавать такие большие объекты без необходимости рисовать их один за другим по отдельности. Однако при многократном одновременном рендеринге небольших объектов на экране компьютера вам понадобятся эти инструменты, потому что на самом деле рисование их по отдельности потребует слишком большого количества вычислений на пиксель. Так что же происходит, когда вам нужны как высококачественные результаты с очень небольшим количеством бит на пиксель, так и высококачественные результаты с большим количеством бит на пиксель? У вас есть векторная графика! Векторная графика в C# (лучшая книга по этой теме, которую я читал)
Заключение
Векторная графика — очень мощный инструмент, который можно использовать в сочетании с широким спектром элементов и стилей для создания уникальных и высокодетализированных изображений.
Программное обеспечение должно понимать векторные объекты для создания векторной графики, но векторные объекты обычно используются в таких носителях, как рисунки, графики и диаграммы, а также в векторных продуктах, таких как цифровое искусство.
Векторная графика — очень мощный инструмент, который можно использовать в сочетании с широким спектром элементов и стилей для создания уникальных и высокодетализированных изображений. Программное обеспечение должно понимать векторные объекты для создания векторной графики, но векторные объекты обычно используются в таких носителях, как рисунки, графики и диаграммы, а также в векторных продуктах, таких как цифровое искусство.
Существует смутное представление о том, что векторная графика, в частности 2D-векторная графика, — это «конец» компьютерной графики. Но это не так. Это еще не конец. Векторную графику можно использовать практически в любой области — от медицинских карт до архитектурного дизайна и дизайна продуктов — и практически для любых целей, которые только можно вообразить:
Это интересный способ представления 3D-объектов (а иногда даже двухмерных), и во многих приложениях он может быть очень полезен. Однако вы можете использовать его практически в любой области, если знаете, как правильно с ним работать и сделать его полезным! В векторной графике нет ничего волшебного; это просто способ представления какого-либо графического объекта и предоставления этому объекту собственной ориентации, масштаба, цвета и т.д.
Основные элементы следующие:
• Точки: у них нет размера или положения, кроме как на экране. Каждая точка представляет собой математическую точку (или линию).
• Линии: Линии имеют длину, но не имеют ширины или высоты, кроме как на экране. Каждая строка представляет собой математическую линию (или полосу).
• Кривые Безье: Кривые Безье имеют форму, но не имеют размера или положения, кроме как на экране. Их можно рисовать более чем в одном месте на экране, при этом каждая кривая принимает разные значения во всех местах, где они появляются (например, одна кривая с радиусом 1 везде и другая кривая с радиусом 0 везде).
• Круги: у кругов есть два измерения, кроме того, что они находятся на экране. Каждый круг имеет ориентацию, основанную на его угле относительно горизонтальной или вертикальной оси (т. Е. «Квадрат», «круг», «эллипс»).
• Круги-с-радиусами-на-экране: параметр круги-с-радиусами-на-экране похож на круги, за исключением того, что они имеют радиусы только на одной стороне круга, а не на обеих сторонах — например, квадрат круги с радиусом 0 вокруг обеих сторон круга; круглые окружности радиусом 2 вокруг обеих сторон окружности; "квадратные" эллипсы с радиусами 0 вокруг обеих сторон эллипсов… и т.д…
