Растр и вектор
Существуют два принципиально различных способа работы с графикой. В векторной графике изображение представляется в виде набора объектов или фигур, геометрия которых описывается математическими формулами. Множество возможных объектов (их называют иногда примитивами), из которых строятся изображения ограничено. В этот набор входят простые геометрические фигуры: линии, треугольники, прямоугольники, многоугольники, овалы и некоторые другие формы. Оперируя примитивами и их атрибутами оформления, можно получать изображения различного содержания и сложности. Такой подход к рисованию, который по своей технике обращения с элементами напоминает конструирование, реализован в так называемых векторных редакторах. Среди современных программ этого типа наибольшее распространение получили редактор Corel Drawпроизводства канадской фирмы Corel и пакет Illustrator, разработанный корпорацией Adobe.
Трудно составить исчерпывающий перечень применений векторной графики. Логотипы, эмблемы, фирменные знаки, стилизованные рекламные надписи, планы, схемы, чертежи, денежные знаки, ценные бумаги, эскизы одежды и многое другое - все эти объекты графики целиком или в значительной степени являются продуктами векторных редакторов.
Если провести инвентаризацию достоинств и недостатков векторной графики, то у нее обнаружится множество преимуществ: хорошая масштабируемость, небольшие размеры графических файлов, независимость от среды визуализации, высокая скорость обработки, невысокие требования к вычислительным ресурсам и многое другое. Всего лишь два принципиальных недостатка мешают присудить этому способу описания графики победу за явным преимуществом. Это невозможность создания реалистичных изображений и сложность описания геометрии.
Есть и иной подход к описанию графики. В растровой графике любое изображение представляется в виде совокупности точек небольшого размера - растра. Эти элементарные частички изображения называются пикселями (от английского picture element или picture cell). Множество пикселей небольшого размера на некотором удалении воспринимается наблюдателем как целостный образ, а не как массив точек.
Не существует ограничений на применения этого способа описания графики. В виде совокупности точек можно представить пейзажный снимок, фотопортрет, оцифрованный рисунок и многое другое.
Потребительские свойства вектора и растра удивительным образом дополняют друг друга: сильные стороны одного способа описания - это слабости другого и наоборот.
Примитивный способ организации растровых рисунков нисколько не мешает их способности представлять сложные композиции и образы предельной реалистичности, например натурные фотографии. Растровые рисунки легко интерпретируются компьютерными программами. Эта стало одной из причин широкого распространения растровых форматов во всемирной сети Интернет. В значительном своем большинстве изобразительный ряд того раздела сети, который называется World Wide Web (WWW) , состоит из рисунков этого состава.
В точных науках существует формула "при прочих равных условиях". Она позволяет автору провести сравнение в приблизительно равных условиях, которые часто не достижимы в реальности, воспроизводимы только в мыслимом эксперименте. Если применить эту формулу для сравнения размеров векторных и растровых файлов, то окажется, что растр - это более громоздкая структура, которая требует для своего хранения и обработки больших вычислительных ресурсов.
Точечная графика отличается высокой чувствительностью к геометрическим преобразованиям. Этот тезис легко подтвердить в следующем простом мысленном испытании. Представим себе, что на некоторый носитель (например, холст из резины), обладающий неограниченной способностью к растяжению, нанесена сетка из точек небольшого размера, которая в своей совокупности образует некоторый образ.
Рис. 1.1.Деградация качества растрового изображения при значительном увеличении
Что произойдет, если этот носитель подвергнуть значительному растяжению? Размеры точек увеличатся и, при достижении некоторого коэффициента масштабирования, ранее незаметная точечная структура станет очевидной для наблюдателя (рис. 1.1). Это приведет к потере качества изображения. Некоторые растровые оригиналы претерпевают определенную деградацию при повороте, наклоне и других геометрических преобразованиях.
Развернутое обсуждение недостатков растровой графики не должно стать основанием для вывода об ущербности этого направлении информатики. Это вполне доброкачественная отрасль компьютерной графики, которая продолжает постоянно развиваться.