Что составляет основу векторной графики

Что составляет основу векторной графики

Ответ

Линия — элементарный объект векторной графики. Любой сложный объект можно разложить на линии, прямые или кривые. Поэтому часто векторную графику называют объектно-ориентированной.

Стиль (пунктир, сплошная)

Замкнутые линии имеют свойство заполнения — цветом, текстурой, узором и т.п. Каждая незамкнутая линия имеет 2 вершины, называемые узлами. С помощью узлов можно соединять линии между собой.

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур.

Математические основы векторной графики

Рассмотрим подробнее способы представления различных объектов в векторной графике.

Точка — этот объект на плоскости представляется двумя числами (х, у), указывающими его положение относительно начала координат.

Прямая линия. Ей соответствует уравнение y=kx+b. Указав параметры k и b, всегда можно отобразить бесконечную прямую линию в известной

системе координат, то есть для задания прямой достаточно двух параметров.

Отрезок прямой. Он отличается тем, что требует для описания еще двух параметров – например, координат x1 и х2 начала и конца отрезка.

Кривая второго порядка. К этому классу кривых относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности, то есть все линии, уравнения которых содержат степени не выше второй. Кривая второго порядка не имеет точек перегиба.

Прямые линии являются всего лишь частным случаем кривых второго порядка. Формула кривой второго порядка в общем виде может выглядеть, например, так: x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0.

Таким образом, для описания бесконечной кривой второго порядка достаточно пяти параметров. Если требуется построить отрезок кривой, понадобятся еще два параметра.

Кривая третьего порядка. Отличие этих кривых от кривых второго порядка состоит в возможном наличии точки перегиба. Например, график функции у= x3 имеет точку перегиба в начале координат.

Именно эта особенность позволяет сделать кривые третьего порядка основой отображения природных объектов в векторной графике. Например, линии изгиба человеческого тела весьма близки к кривым третьего порядка. Все кривые второго порядка, как и прямые, являются частными случаями кривых третьего порядка.

В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать так:

Таким образом, кривая третьего порядка описывается девятью параметрами. Описание ее отрезка потребует на два параметра больше.

Кривые Безье. Это особый, упрощенный вид кривых третьего порядка

Метод построения кривой Безье (Bezier) основан на использовании пары касательных, проведенных к отрезку линии в ее окончаниях. Отрезки кривых Безье описываются восемью параметрами, поэтому работать с ними удобнее. На форму линии влияет угол наклона касательной и длина ее отрезка.

Таким образом, касательные играют роль виртуальных “рычагов”, с помощью которых управляют кривой.

Векторные редакторы применяют для создания графических изображений высокой четкости и точности: чертежей, схем, диаграмм, фигурных заголовков, фирменных логотипов и стилей. С их помощью также создают штриховые рисунки.

Основные редакторы векторной графики: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw. Все эти редакторы работают с одними и теми же объектами векторной графики, основаны на одних и тех же принципах, имеют схожие инструменты, и, соответственно, приемы создания векторных изображений в этих редакторах удивительно похожи.

Для работы с изображением каждый векторный редактор имеет панель инструментов и другие элементы управления.

Инструменты панели управления служат для простейших операций с контурами.

Прочие элементы управления сосредоточены в строке меню и специальных диалоговых окнах. В векторном редакторе Adobe Illustrator, например, эти диалоговые окна называют палитрами.

Векторное изображение можно строить вручную путем создания и объединения простейших контуров, либо получать путем трассировки (векторизации) растровых изображений.

Текстовые объекты в векторных редакторах рассматриваются как объекты особой породы.

Векторные редакторы позволяют создавать новые конструкции символов с помощью инструментов для работы с контурами.

Перед использованием векторного изображения очень часто выполняется операция перевода векторного изображения в растровое. Такая операция называется растрированием изображения.

Для создания изображения векторного формата, отображаемого на растровом устройстве, используются преобразователи, программные или аппаратные (встроенные в видеокарту).

Подавляющее большинство современных компьютерных видеодисплеев, в силу принципов используемых для построения изображения, предназначены для отображения информации в растровом формате.

Кроме этого, существует узкий класс устройств, ориентированных исключительно на отображение векторных данных. К ним относятся мониторы с векторной развёрткой, графопостроители, а также некоторые типы лазерных проекторов.

Термин «векторная графика» используется в основном в контексте двухмерной компьютерной графики.

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).

Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой

  • Размер, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно большой объект файлом минимального размера.
  • В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.
  • Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ.device-independent unit ), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.
  • При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.
Читайте также:  Adobe application manager как отключить

Фундаментальные недостатки векторной графики

  • Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения (отрисовки).
  • Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра, при том что требует значительных вычислительных мощностей и времени, не всегда обеспечивает высокое качество векторного рисунка.
  • Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда начинаем иметь дело с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную.

Типичные примитивные объекты

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

Этот список неполон. Есть разные типы кривых (Catmull-Rom сплайны, NURBS и т. д.), которые используются в различных приложениях.

Также возможно рассматривать растровое изображение как примитивный объект, ведущий себя как прямоугольник.

Векторные операции

Векторные графические редакторы, типично, позволяют вращать, перемещать, отражать, растягивать, скашивать, выполнять основные аффинные преобразования над объектами, изменять z-order и комбинировать примитивы в более сложные объекты.

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.

См. также

  • SVG
  • DXF
  • OpenVG
  • GXL
  • WMF
  • Растеризация
  • Трёхмерная графика
  • Векторный графический редактор
  • Редактор Corel Draw
  • Редактор Inkscape
  • Cairo

Ссылки

  • Ч. А. Кариев, Масштабируемая векторная графика (Scalable Vector Graphics) (бесплатный курс), 07.11.2007

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Векторная графика" в других словарях:

Векторная графика — метод графического представления объекта в виде отрезков прямых (векторов). В полиграфии векторная графика обычно используется для подготовки макетов. По английски: Vector graphics См. также: Векторная графика Компьютерная графика Финансовый… … Финансовый словарь

ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА — (vector graphics) вид компьютерной графики, используемой в приложениях для рисования. В отличие от растровой графики позволяет пользователю создавать и модифицировать исходные изобразительные образы при подготовке рисунков, технических чертежей и … Энциклопедический словарь

ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА — Описывает изображение с помощью математических формул. Основное преимущество векторной графики состоит в том, что при изменении масштаба изображения оно не теряет своего качества. Отсюда следует и еще одно преимущество при изменении размеров… … Словарь бизнес-терминов

векторная графика — Технология создания рисунков. Изображение представляется в виде совокупности отрезков прямых, а не методом расчета каждой точки (пикселя), как это делается в растровой графике. Векторное изображение может быть легко масштабировано без потери… … Справочник технического переводчика

Векторная графика — вид кодировки графических изображений на основе геометрии кривых. Объекты В. г. можно преобразовывать (масштабировать, вращать, вытягивать и пр.) без потери качества изображения … Реклама и полиграфия

Векторная графика — графическое представление объекта в виде множества векторов (совершенно не подходит для представления фотографий, но очень хорош для макетов, например, визитной карточки или вывески); Разновидность компьютерной графики, построенная на работе с… … Краткий толковый словарь по полиграфии

Векторная графика (Vector) — Рисунок в виде штрихов и ограниченных шрихами одноцветных зон (в отличие от записи изображения в виде цветовых пятен растров). В цифровом виде штрихи записываются в виде математических уравнений (чаще всего кривых Безье) и в таком виде хранятся и … Краткий толковый словарь по полиграфии

масштабируемая векторная графика — Основанный на XML формат отображения векторной графики в Web страницах. Позволяет выводить изображение одинаково вне зависимости от разрешения экрана. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN Scalable Vector… … Справочник технического переводчика

Машинная графика — Компьютерная графика (также машинная графика) область деятельности, в которой компьютеры используются как для синтеза изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют и… … Википедия

Компьютерная графика — (также машинная графика) область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой… … Википедия

1.1 Основные понятия векторной графики

(Векторный контур, опорные точки контура, заливка контура)

Независимо от выбора векторного редактора основные понятия, с которыми приходится иметь дело в практической работе, одни и те же.

1. Основным объектом векторной графики является линия. В некоторых редакторах ее называют кривой (curve). При этом прямая (line) рассматривается как частный случай кривой. В некоторых программах вместо понятия кривая используется понятие контур (path). По-видимому, понятие контур наиболее адекватно отражает суть, поскольку контур может быть и прямой, и кривой, и фигурой, и ломаной. Далее мы будем придерживаться термина контур.

2. Каждый векторный контур может иметь две или более опорных точек (узлов). В некоторых редакторах их называют узлами (nodes).

3. Элемент векторного контура, заключенный между двумя опорными точками (узлами), называется сегментом векторного контура. Если контур имеет более двух опорных точек (узлов), то он состоит из нескольких сегментов. Форму векторного контура изменяют перемещением опорных точек (узлов), изменением их свойств, добавлением новых опорных точек или удалением части опорных точек векторного контура.

Читайте также:  Форсированное защищенное соединение http hsts false

4. Векторный контур может быть открытым или замкнутым. Если последняя опорная точка (узел) векторного контура одновременно является и его первой точкой (простого геометрического совпадения этих точек недостаточно), то векторный контур считается замкнутым. В противном случае он открыт. Свойства замкнутых и открытых векторных контуров различаются.

5. Векторный контур является элементарным графическим объектом. Из контуров можно создавать новые объекты или их группы. С несколькими контурами можно выполнить операции группирования, комбинирования и объединения. Эти операции образуют, соответственно: группу объектов, составной векторный контур или новый контур. В операции группирования каждый контур группы сохраняет свои опорные точки (узлы) и свойства. В операции комбинирования векторные контуры сохраняют свои опорные точки (узлы), но свойства составного контура становятся новыми. В операции объединения образуются новые опорные точки и изменяются свойства исходных объектов.

1.2 Свойства объектов векторной графики

(Векторный контур, опорные точки и заливка)

Из общего курса информатики мы знаем, что все объекты имеют свойства. Более того, все объекты различимы по своим свойствам, а изменение свойств ведет к изменению объекта.

1. Параметры обводки. Из курса геометрии известно, что в понятии линии ничего не сказано о ее толщине. Считается, что линия не имеет толщины. Это же справедливо и для контуров в векторной графике. Работая с контурами, мы можем представлять их как линии, не имеющие ни толщины, ни цвета. Однако когда дело доходит до получения готового рисунка, мы можем вспомнить, что такие параметры у линии могут быть, и назначить их. Одновременно можно задать тип линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная и т. п.) и форму ее концов. К свойствам контура относится также и вид стрелки (или ее отсутствие), которой заканчивается линия. Все эти параметры называются параметрами обводки. Изменяя свойство обводки, мы управляем тем, как будет отображаться контур.

2. Свойство заливки. Мы уже говорили о том, что контуры бывают замкнутыми и открытыми. В большинстве редакторов векторной графики замкнутые контуры обладают особым свойством — заливкой. При создании замкнутого контура его внутренняя область автоматически заливается в соответствии с текущими установками параметров заливки.

3. Параметры заливки. Основным параметром заливки является информация о том, чем заливается контур. Это важно, поскольку существуют несколько типов заливки:

• заливка основным цветом (внутренняя область контура закрашивается одним избранным цветом);

• градиентная заливка (в качестве параметров заливки назначаются два цвета и выбирается метод плавного перехода одного цвета в другой);

• текстурная заливка (внутренняя область контура покрывается одним узором с регулярной структурой);

• заливка изображением-картой (в качестве параметра выступает адрес файла растрового изображения, которое используется в качестве заполнителя). Такое растровое изображение называют картой. Этот метод заливки есть не во всех редакторах.

В векторной графике параметрами обводки контуров являются: цвет, толщина, тип линии, тип концов линии.

Концевые и сопряженные опорные точки могут иметь разные свойства закругления концов линий.

1.3 Понятие векторного редактора

Прикладная программа, предназначенная для создания и изменения векторного изображения, называется векторным редактором. Векторный редактор не способен передавать плавные переходы цветов, за исключением градиентных заливок векторных контуров, когда переходы цветов подчиняются определенному математическому алгоритму. В отличие от векторного редактора, растровый редактор способен создавать любые переходы и последовательности цветовой гаммы по желанию художника вне зависимости от того подчиняются ли цветовые переходы какому-либо математическому алгоритму или нет.

Любая линия в векторном редакторе рисуется на основании координат начальной и конечной точек, а в растровом редакторе линия образуется путем последовательного заполнения определенным цветом каждого пикселя изображения. При увеличении или уменьшении толщины линии в векторном редакторе размер файла не изменится, а та же самая операция в растровом редакторе размер файла будет меняться пропорционально толщине линии.

1.4 Обзор аналогов

Векторный редактор Adobe Illustrator

Эта программа является общепризнанным мировым лидером среди средств векторной графики. Большинство профессионалов работают именно с этой программой. Ее особое достоинство состоит в том, что вместе с программами Adobe Photoshop и PageMaker она образует законченное трио приложений, достаточных для выполнения компьютерной верстки полиграфических изданий и разработки сложных документов. Эти программы выполнены в едином стиле, используют похожие интерфейсы и инструменты, позволяют применять одинаковые приемы и навыки и безошибочно экспортируют и импортируют созданные объекты между собой. Дополнительным преимуществом Adobe Illustrator является тот факт, что этот векторный редактор имеет версию на русском языке.

Векторный редактор Macromedia Freehand

Этот чрезвычайно удобный векторный редактор, дружественный и интуитивно понятный, является самым удачным выбором для начинающих. Программа отличается простотой системы управления и высоким быстродействием. С ее помощью можно работать на таких компьютерах, на которых использование других средств векторной графики превращается в мучительный процесс. Несмотря на простоту системы управления, инструментальные средства Macromedia Freehand достаточны для разработки весьма сложных документов и лишь на очень высоком уровне сложности уступают средствам Adobe Illustrator и CorelDRAW. Программу Macromedia Freehand удобно использовать при работе с любыми системами компьютерной верстки, но специально адаптирована она для системы QuarkXPress.

Векторный редактор CorelDraw

Векторный редактор CorelDraw отличается многообразием фоновых заливок. Самое интересное заключается в том, что различные узоры, генерируются программой автоматически. Их количество практически неисчерпаемо. В настоящее время положение выравнивается. И Adobe Illustrator, и Macromedia Freehand имеют мощные и надежные версии для IBM PC, и популярность CorelDRAW постепенно снижается.

Читайте также:  Консультант обновление через интернет настройка

К преимуществам этого редактора относят развитую систему управления и богатство средств настройки инструментов. Наиболее сложные композиции, близкие к художественным произведениям, получают средствами именно этого редактора, хотя за богатство возможностей приходится расплачиваться. В CorelDraw система управления сложнее, чем в других векторных редакторах, и интерфейс не столь интуитивен. Изучение CorelDRAW представляет более сложную задачу, чем изучение Adobe Illustrator или Macromedia Freehand.

Плагин (от англ. http://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA plug-in) — независимо компилируемый программный модуль, динамически подключаемый к основной программе, предназначенный для расширения и/или использования её возможностей. Также может переводиться как «модуль». Обычно под плагином понимается какая-то динамически компонуемая библиотека (DLL — Dynamic Link Library) специального формата, которая благодаря находящимся в ней функциям расширяет возможности «родительского» приложения. Конечно, в широком смысле слова под плагинами можно понимать не только DLL, а, например, и такие комплексные вещи, как дополнения к различным браузерам. Но обычно плагин — это именно специальная динамическая библиотека.

Плагины для одной программы имеют одинаковые имена и форматы функций, используемых в приложении.

Основное приложение предоставляет сервисы, которые плагин может использовать. К ним относится предоставляемая плагину возможность зарегистрировать себя в основном приложении, а также протокол обмена данными с другими плагинами. Плагины являются зависимыми от сервисов, предоставляемых основным приложением и зачастую отдельно не используются. В противоположность им, основное приложение независимо оперирует плагинами, предоставляя конечным пользователям возможность динамически добавлять и обновлять плагины без необходимости внесения изменений в основное приложение.

Плагином к графическому редактору может быть фильтр , который каким-либо образом изменяет изображение, палитру и прочее. Часто в виде плагина выполняется поддержка форматов файлов, например, для звуковых и видео проигрывателей, пакетов офисных приложений , программ обработки звука и графики . Некоторые плагины изменяют технические характеристики звука: глубину , частоту дискретизации и прочее. Большой популярностью пользуются плагины для почтовых программ, а именно спам -фильтры, плагины для проверки писем антивирусом и пр.

2 Описание реализации

2 .1 Диаграмма вариантов использования

Диаграммы вариантов использования описывают взаимоотношения и зависимости между группами вариантов использования и действующих лиц, участвующими в процессе. [ ]

На рисунке 2 .1.1 представлена диаграмма вариантов использования данного проекта.

Рисунок 2 .1.1 – Диаграмма вариантов использования

Диаграмма классов описывает структуру системы, показывая её классы, их атрибуты и операторы, и также взаимосвязи этих классов.

Диаграмма классов строится на основе паттерна MVC . Архитектурный паттерн Модель-Вид-Контроллер (MVC) делит программу на три части. В триаде в обязанности компонента Модель (Model) входит хранение данных и обеспечение интерфейса к ним. Вид (View) ответственен за представление этих данных пользователю. Контроллер (Controller) управляет компонентами, получая сигналы в виде реакции на действия пользователя, и уведомляя об изменениях модель компонента. Такая внутренняя структура в целом разбивает систему на самостоятельные части и распределяет ответственность всего приложения на различные компоненты. Используется паттерн MVC , т. к он обладает многими плюсами. Во-первых, компонент Модель не зависит от процесса ввода или вывода данных. Во-вторых, компонент вывода Вид может представлять собой несколько взаимосвязанных областей, например, различные таблицы и поля форм, в которых отображается информация. В-третьих, разделение модели от представления данных позволяет независимо использовать различные компоненты для отображения информации. Таким образом, если пользователь через Контроллер внесет изменения в Модель данных, то информация, представленная одним или несколькими визуальными компонентами, будет автоматически откорректирована в соответствии с произошедшими изменениями.

На рисунке 2 .2.1 представлена диаграмма классов, в соответствии с паттерном MVC .

Рисунок 2 .2.1 – Диаграмма классов

Диаграмма последовательности (англ. sequence diagram) — диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления. Основными элементами диаграммы последовательностей являются обозначения объектов (прямоугольники), вертикальные линии (англ. lifeline), отображающие течение времени при деятельности объекта, и стрелки, показывающие выполнение действий объектами. На рисунке 3.3.1 представлена диаграмма последовательности для разрабатываемой программы.

Рисунок 2 .3.1 – Диаграмма последовательности

2 .4 Диаграмма деятельности

Диаграмма деятельности, Activity diagram — диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью (англ. activity ) понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий (англ. action ), соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла ко входам другого. На рисунке 2 .4.1 представлена диаграмма деятельности для разрабатываемой программы.

Рисунок 2 .4.1 – Диаграмма деятельности подключения плагинов

3 Интерфейс пользователя ( Graphic User Interface )

Интерфейс пользователя разработан на основе технологии WPF ( Windows Presentation Foundation) . Она включает новое ядро, которое призвано заменить GDI и GDI+, используемые в нынешней Windows-платформе. WPF представляет собой высокоуровневый объектно-ориентированный функциональный слой (framework), позволяющий создавать 2D — и 3D-интерфейсы. Сейчас его можно назвать альтернативным вариантом Adobe Flash и Java-апплетам, используемым в Web-разработке применительно к Windows Forms. Но в будущем WPF должен объединить Windows и Web-разработку (в том числе AJAX). WPF для отрисовки использует не GDI+, а DirectX. Также WPF поддерживает темы и нестандартные для WinForms контролы. Производительность WPF выше, чем у GDI+ за счёт использования аппаратного ускорения.

На рисунке 3 .1 представлен внешний вид пользовательского интерфейса проекта.

Выбран именно такой вид интерфейса пользователя, потому что он является удобным и интуитивно-понятным для пользователей различных редакторов.

Рисунок 3 .1 – Интерфейс пользователя

Ссылка на основную публикацию
Что значит спящий режим компьютера
В операционной системе Windows есть несколько режимов выключения компьютера – это обыкновенный режим, (который полностью выключает PC), режим гибернации и...
Чем открыть файл с расширением dat
После установки каких-нибудь программ, получения почты при помощи почтовых клиентов, на компьютере создаются .dat файлы. Чаще всего они почти не...
Чем отличается frontend от backend
Переводы , 13 апреля 2017 в 19:58 Мая Устинова Вы наверняка уже слышали эти модные в сфере программирования слова «фронтенд»...
Что значит сторнировать документ
Сто́рно (итал. storno — перевод на другой счёт, отвод; от stornare — поворачивать обратно) — в общем смысле возврат к...
Adblock detector