Содержание
Векторная графика
Векторная графика — способ представления объектов и изображений (формат описания) в компьютерной графике, основанный на математическом описании элементарных геометрических объектов, обычно называемых примитивами, таких как: точки, линии, сплайны, кривые Безье, круги и окружности, многоугольники.
Объекты векторной графики являются графическими изображениями математических объектов.
Термин «векторная графика» используется для пояснения различий от растровой графики, в которой изображение представлено в виде графической матрицы.
При выводе на матричные устройства отображения (мониторы) векторная графика предварительно преобразуется в растровую графику, преобразование производится программно или аппаратно средствами современных видеокарт.
Обзор
Для создания изображения векторного формата, отображаемого на растровом устройстве, используются преобразователи математического описания графических примитивов в растровое изображение для отображения на матричных мониторах, эти преобразователи либо реализованы программно, или аппаратные преобразователи (цифровая логика, встроенная в современные видеокарты).
Термин «векторная графика» используется в основном в контексте двумерной (2D) компьютерной графики.
Способ хранения изображения
Рассмотрим, к примеру, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:
- координаты центра окружности;
- значение радиуса r;
- цвет заполнения (если окружность не прозрачная);
- цвет и толщина контура (в случае наличия контура);
- порядок плана (передний план, задний план).
Координаты центра и радиус являются обязательными параметрами, остальные данные из описания окружности часто называют атрибутами и в некоторых графических векторных редакторах опускаются. В этом случае при графическом выводе они заменяются атрибутами по умолчанию или текущими атрибутами.
Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой
Объём данных, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколь угодно большой объект файлом минимального размера. Например, описание окружности произвольного радиуса требует задания только 3 чисел, не считая атрибутов.
В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив при выводе на графическое устройство, например, дугу окружности, и она останется при любом увеличении 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, независимой от реальной площади изображаемой фигуры.
Фундаментальные недостатки векторной графики
Не каждая графическая сцена может быть легко изображена в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться описание очень большого количества примитивов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением и на время необходимое для преобразования его в растровый формат для графического вывода (отрисовки или растеризации).
Перевод векторной графики в растровое изображение достаточно прост. Но обратный путь, как правило, сложен — этот процесс называют трассировкой растра, и зачастую требует значительных вычислительных мощностей и процессорного времени, и не всегда обеспечивает высокое качество полученного векторного рисунка.
При этом спецификации векторных форматов (и, соответственно, рендереры векторной графики) намного сложнее таковых для растровой графики.
Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда векторный формат отображается в растровое разрешение с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную. В векторных шрифтах TrueType есть довольно сложные коды хинтинга, позволяющие избавиться от пропущенных (и, наоборот, излишне толстых) линий.
Типичные примитивные объекты
Линии и ломаные линии.
Многоугольники.
Окружности и эллипсы.
Кривые Безье.
Безигоны (англ.).
Текст (в компьютерных шрифтах, таких как TrueType, изображение каждой буквы порождается по её математическому описанию в виде кривых Безье).
Этот список примитивов 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, описанные как прямоугольник.
Рис. 6.1 Пример, показывающий разницу между растровой и векторной графикой при увеличении. Растровые изображения плохо масштабируются, при увеличении распадаются на пиксели, тогда как векторные изображения могут быть неограниченно увеличены без потери качества (примеры изображения были преобразованы в растровый формат PNG для показа на этом рисунке).
Векторные операции
Векторные графические редакторы, типично, позволяют вращать, перемещать, отражать, растягивать, скашивать, выполнять основные аффинные преобразования над объектами, изменять порядок и комбинировать примитивы в более сложные объекты.
Более изощрённые преобразования включают булевы операции на замкнутых фигурах: объединение, дополнение, пересечение и т. д.
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.
Некоторые редакторы векторной графики
Свободное программное обеспечение: Inkscape, Alchemy, Xara Xtreme, SK1, Scribus.
Проприетарное программное обеспечение: CorelDRAW, Adobe Illustrator, Adobe Fireworks, ABViewer, Adobe Flash Pro
Некоторые популярные форматы файлов векторной графики
- SVG — формат, рекомендуемый для использования.
- CDR.
- CGM.
- DXF.
- OpenVG.
- GXL — редко используемый формат.
- WMF.
- EPS.
- PDF.
- AI.
- SWF — (Small Web Format; ранее расшифровывалось как Shockwave Flash, что вызывало путаницу с ShockWave) стандартное расширение для скомпилированных flash-файлов (анимации, игр и интерактивных приложений).
- SWF-файлы можно просматривать с помощью свободных плееров Gnash или swfdec. Для создания и работы с файлами SWF можно использовать свободный пакет программ командной строки SWFTools.
- DXE.
- FLA.
Виды графических программ векторной графики
Microsoft Visio
Microsoft Visio — векторный графический редактор, редактор диаграмм и блок-схем для Windows.
Выпускается в трёх редакциях: Standard, Professional и Pro for Office 365.
Аналогично с Adobe Reader, в стандартный набор программ MS Office входит только средство для просмотра и печати диаграмм Microsoft Visio Viewer. Полнофункциональная версия Microsoft Visio Professional для создания и редактирования монограмм и диаграмм в пакеты MS Office не входит и распространяется отдельно .
Первоначально Visio разрабатывался и выпускался компанией Visio Corporation. Microsoft приобрела компанию в 2000 году, тогда продукт назывался Visio 2000, был выполнен ребрендинг, и продукт был включен в состав Microsoft Office.
Рис. 6.2. Microsoft Visio 2010
Corеl Draw
CorelDRAW — графический редактор, разработанный канадской корпорацией Corel.
Текущая версия продукта — CorelDRAW Graphics Suite 2017 — доступна только для Microsoft Windows. Более ранние версии выпускались также для macOS и Linux. Последняя версия для Linux — 9-я, выпущенная в 2000 году.
CorelDRAW Graphics Suite
CorelDRAW Graphics Suite (англ. «интегрированный комплект программ CorelDRAW») — начиная с 12-й версии пакета CorelDRAW — маркетинговое официальное наименование пакета программного обеспечения для работы с графической информацией производства компании Corel (Оттава, Онтарио, Канада). До этой версии комплект назывался просто «CorelDRAW», хотя слова «Suite» и «Graphics Suite» впервые появляются на коробках и в документации начиная с версии 9. Комплектация пакета никак не была связана с переименованием.
Рис. 6.3. Скриншот CorelDRAW
В пакет CorelDRAW Graphics Suite также входит редактор растровой графики Corel® PHOTO-PAINT® и другие программы — например, для захвата изображений с экрана — Corel® CAPTURE™. Программа векторизации растровой графики Corel® TRACE™ до 12 версии входила в пакет как самостоятельная программа.
CorelDRAW Graphics Suite 2017: Обновления
Новое в версии 2017:
- Инструмент LiveSketch™ предназначен для преобразования эскизов в векторные кривые сразу на устройствах с перьевым вводом;
- Corel Font Manager™ 2017 для работы с установленными шрифтами, их поиска и систематизации;
- Corel® Website Creator™ обновлён. Теперь при разработке сайта этим приложением возможно добавление аудио и видео, внедрение онлайн-приложений типа Google Maps, расширенная поддержка CSS3 и возможности HTML5;
- Импорт рабочих пространств из предыдущих версий (X6, X7 и X8 CorelDRAW и Corel® PHOTO-PAINT™);
- Поддержка Microsoft Surface Dial в Windows 10; Полная совместимость с Microsoft Windows 10;
- Поддержка Real-time Stylus, конфигурации с множественными дисплеями, а также мониторы с разрешением 5K; Линза «Размытие по Гауссу» в Corel® PHOTO-PAINT™ 2017;
- Новые спецэффекты, в Corel® PHOTO-PAINT™ 2017: завихрение, размазывание, отталкивание и притягивание, новые эффекты камеры — машина времени и сепия, цветность, боке, и поддержка форматов RAW более 300 моделей камер;
- Хорошо различимые интерактивные регуляторы;
- Новые функции: «Копирование сегментов кривых» (копирование, вставка и дублирование сегментов существующих кривых), «восстанавливающее клонирование» (сглаживание недостатков путём слияния их с окружающими текстурами и цветами), «выпрямить изображение» (коррекция искажений перспективы на фотографиях), улучшенный инструмент «нож» (разделение объектов по прямой линии, линии свободной формы, а также по линиям Безье), новое диалоговое окно «границы и люверсы»;
- Улучшенные ручки и векторные привью;
- Настраиваемые формы узлов, с уникальной формой для каждого;
- Ориентированный на сенсорные устройства и планшеты интерфейс и новое сенсорное рабочее пространство «касание»;
- Усовершенствования перьевого ввода и поддержка Microsoft Surface, теперь перо можно использовать для управления различными инструментами и эффектами;
- Генератор QR кодов; Контент-центр с онлайн-хранилищем, где можно обмениваться рисунками с членами сообщества пользователей CorelDRAW;
- Расширенная поддержка OpenType;
- Поддержка сложных шрифтов (с символами ближневосточных и азиатских языков);
- Встроенная поддержка 64-битных процессоров (x86-64/AMD64);
- Инструменты для работы с веб-графикой;
- Встроенный инструмент поиска и органайзер материалов Corel® CONNECT™ 2017 поддерживает возможность синхронизации рабочих лотков с Microsoft SkyDrive (OneDrive);
- Встроенный модуль Corel® PowerTRACE™ улучшен и показывает хорошие результаты трассировки и преобразует растровые изображения в векторные изображения в высоком качестве.
- Основной пакет программ CorelDRAW Graphics Suite 2017:
- CorelDRAW 2017; Corel® PHOTO-PAINT® 2017;
- Corel Font Manager™ 2017;
- Corel® PowerTRACE™ 2017 (входит в состав CorelDRAW 2017);
- Corel® CAPTURE™ 2017;
- Corel® CONNECT™ 2017;
- Corel® Website Creator™ (требуется подключение к Интернету и проверка лицензии для загрузки приложений BenVISTA PhotoZoom Pro 4 и Website Creator™).
Вспомогательные приложения, входящие в состав CorelDRAW Graphics Suite 2017:
- Microsoft Visual Basic for Applications 7.1 — автоматизация задач;
- Microsoft Visual Studio Tools for Applications 2015 — автоматизация задач и использование прогрессивных макросов;
- BenVISTA PhotoZoom Pro 4 — плагин для увеличения цифровых изображений;
- Barcode Wizard — генератор штриховых кодов в стандартных форматах;
- Duplexing Wizard — мастер двусторонней печати;
- WhatTheFont — онлайн-сервис опознавания шрифтов;
- GPL Ghostscript — улучшенный импорт файлов EPS и PS.
