Чем отличается векторная графика от растровой и в каких сферах они применяются. Разница между растровой графикой и векторной

Отличия растровой и векторной графики при их увеличении.

Тема работы

Отличия растровой и векторной графики

Состав группы

Ученики 9 класса

Руководитель проекта

Цель работы

Оценить преимущества и недостатки как растровой, так и векторной графики.

Основополагающий вопрос

В чем отличия между растровой и векторной графики?

Проблемный вопрос

Как отличить растровое изображение от векторного?

Учебные вопросы

Что такое растр?

Что такое векторная графика?

Какие существуют графические редакторы?

План проведения проекта

Этап 1 Разработка проектного задания. Задачи этапа – определение темы, уточнение целей, выбор рабочих групп, определение источников информации, постановка задач

Этап 2. Разработка проекта. Задачи этапа – сбор и уточнение информации.

Этап 3. Оценка результатов Задачи этапа – анализ выполнения проектных заданий.

Этап 4.Защита проекта. Урок – презентация Задачи этапа – коллективная защита проекта

Найденная информация

Векторное изображение (работа Джузеппе Мариотти )

Векторная компьютерная графика имеет на сегодняшний день очень широкую область применения в самых различных областях человеческой деятельности, начиная от рекламы на страницах газеты и заканчивая разработкой проектов в таком виде промышленности как космическая. Особенно важно, что векторное изображение изначально позволяет выполнять точные геометрические построения, следовательно, чертежи и другую конструкторскую документацию. Заметим, что почти все системы автоматизированного проектирования в свою основу берут векторную компьютерную графику. Надо ли говорить, что векторная компьютерная графика наряду с растровой широко применяется художниками-дизайнерами и связанно это в первую очередь с особенностями этого вида компьютерной графики. Векторное изображение (векторная графика) представляется в виде совокупности отрезков прямых (векторов), а не точек, которые применяются в растровых изображениях. Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение. Преимущество - качественное масштабирование в любую сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. Еще один плюс - векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества. Но, к сожалению, векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий). Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является формулой. Это приводит к утяжелению файла. Наиболее популярными графическими программами, предназначенными для обработки векторных изображении, являются Adobe Illustrator и Corel DRAW

Растровое изображение

Растровое изображение - изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах. Растровая графика - это прямоугольная матрица, состоящая из множества очень мелких неделимых точек (пикселей). Каждый такой пиксель может быть окрашен в какой-нибудь один цвет. Например, монитор, с разрешением 1024х768 пикселей имеет матрицу, содержащую 786432 пикселей, каждый из которых (в зависимости от глубины цвета) может иметь свой цвет. Т.к. пиксели имеют очень маленький размер, то такая мозаика сливается в единое целое и при хорошем качестве изображения (высокой разрешающей способности) человеческий глаз не видит "пикселизацию" изображения.

Основным преимуществом растровых изображений является возможность передавать огромное количество оттенков цвета и плавных переходов между ними, поэтому при оцифровке фотографий пользуются именно растровым методом. Одним из основных недостатков является невозможность корректных трансформаций растрового изображения, таких как поворот, увеличение, уменьшение и различного рода искривления. Наиболее популярными графическими программами, предназначенными для обработки векторных изображении, являются Adobe Photoshop , GIMP , SAI

Теперь поговорим о проблеме размеры файлов. Файлы векторных изображений имеют гораздо меньший размер, чем растровых, так как в памяти компьютера каждый из объектов этой графики сохраняется в виде математических уравнений, в то время как параметры каждой точки (координаты, интенсивность, цвет) описываются в файле растровой графики индивидуально, отсюда – такие огромные размеры файлов.

Растровые и векторные изображения обладают различными характеристиками. Первые из них состоят из мельчайших блоков - пикселей. Их невозможно увидеть невооруженным глазом, если не увеличить рисунок до максимума. Количество пикселей на дюйм - это характеристика, от которой зависит качество растровой картинки. Обычное описание, чем отличается растровая и векторная графика, звучит так: вектор состоит из множества точек, соединенных между собой линиями или кривыми, а не из пикселей.

Где используется растровая графика

Растровая графика чаще всего используется для создания фотореалистичных изображений и цифровых рисунков. Для ее создания большинство дизайнеров используют популярный графический редактор Adobe Photoshop. Самые распространенные форматы при этом такие:

JPEG;

Используя растровую графику, можно создавать рисунки любой сложности. Причем цветопередача будет более естественной, что облегчает вывод изображения на печать, а переходы между оттенками можно сделать плавными. Растровые изображения широко используются в вебе, при создании интерфейсов и в оформлении сайтов.

Основные недостатки растра

К минусами их использования относится относительно большой размер файла и зависимость размера изображения от мощности компьютера. Главное, чем отличается векторная графика от растровой - это сохранение качества картинки при ее масштабировании. Чем больше размер картинки, тем медленнее она будет обрабатываться в графическом редакторе, если у техники недостаточный объем памяти и слабый процессор. При растягивании картинки в формате JPEG появляются так называемые «артефакты», или искажения.

Где используется векторная графика

Векторная картинка выстраивается из простых геометрических фигур или геометрических примитивов: точек, прямых линий, окружностей, многоугольников. Все они описываются математическими формулами, поэтому в векторной графике есть понятие координаты и линии, но нет понятия пикселя.

К самым популярным векторным форматам относятся:

AI - формат графического редактора Adobe Illustrator;
CDR - формат Coral Draw;
SVG - формат, часто использующийся в вебе.

Можно обозначить еще один пункт, чем отличается векторная графика от растровой, кратко - сфера использования. Дело в том, что с помощью первой из названных чаще всего создаются иконки, логотипы, технические чертежи. Иллюстрации, которые должны хорошо масштабироваться и не терять при этом качества, также формируются в описываемом формате. Сложность создания фотореалистичных изображений - это именно то, чем отличается векторная графика от растровой.

Преимущества и недостатки вектора

Основные преимущества векторной графики - это отсутствие потери качества при масштабировании и использование небольшого объема ресурсов компьютера. Обычно это файлы небольшого размера, содержащие небольшое количество информации. У них отсутствует конкретное разрешение, потому увеличивать и уменьшать их можно до любого значения.

Но сложные векторные изображения, с большой детализацией, все же требуют достаточно объема оперативной памяти и вычислительной мощности компьютерного процессора. Кстати, невозможность перевести все изображения в вектор - это то, чем отличается векторная графика от растровой. Сложные картинки с богатой палитрой оттенков не всегда могут быть воссозданы при помощи математических формул, и в этом случае приходится обращаться к растру.

Прогрммы для работы с графикой

Благодаря развитию технологий, произошла интеграция двух основных видов графики, потому иногда сложно понять, с каким именно форматом происходит работа.

Adobe Illustrator и Coral Draw - самые популярные программы для работы с вектором. Adobe Photoshop чаще используется для растра, но в нем можно создавать и векторные изображения при помощи инструмента «Перо», а также вставлять смарт-объекты, которые являются векторными, но отображаются как растровые. Они при масштабировании не теряют своего качества.

В Adobe Illustrator также есть множество растровых эффектов, и при применении к векторному объекту какого-либо из них он растрируется под определенный размер. В Adobe Illustrator существует понятие сетчатого градиента. Этот эффект помогает рисовать фотореалистичные картинки, которые остаются векторными, но при этом в них сохраняется детализация.

Как видите, для дизайнера очень важно понимать, чем отличается векторная графика от растровой и когда какой вид нужно использовать.

Периодически мы слышим о том, что графика бывает векторной и растровой. Но не каждый сможет объяснить разницу между этими двумя понятиями. Возможно для человека, который работает с текстовыми редакторами и электронными таблицами, она и не важна, но если мы говорим о дизайне и графике, понимание различных способов построения изображений необходимо.

Растровая графика

Чтоб понять принцип построения растрового изображения, представьте себе лист масштабно-координатной бумаги (миллиметровки), каждая клеточка которого закрашена каким-то цветом. Такую клеточку называют пикселем.

Качество изображения называют разрешением. Его определяют количеством пикселей, которые как раз и формирует рисунок. Чем больше пикселей размещено на единице площади, тем выше разрешение, а следовательно выше и качество изображения. Например рисунок с разрешением 1280×1024 состоит из 1280 px по вертикали и 1024 px по горизонтали. Следует отметить, что в данном случае речь идёт о физическом размере изображения, а не о единице площади (дюйме, сантиметре и т.п.).

Основным недостатком растровых изображений является заметное ухудшение качества при масштабировании (имеется ввиду увеличение размера изображения). Дело в том, что увеличивая (уменьшая) размер изображения, Вы увеличиваете (уменьшаете) размер каждого пикселя, что, при значительном масштабировании, позволяет их визуально определить.

Кроме того, наиболее часто к недостаткам растра относят: отсутствие возможности поворота рисунка на угол, отличный от 90* без заметного искажения самого рисунка, а также размер файла, который напрямую связан с качеством изображения.

Достоинства растровых картинок также бесспорны. В первую очередь это фотографическое качество получаемого изображения, способное передать всю гамму цветов и их оттенков.

Наиболее распространеным программным обеспечением для работы с растровыми изображениями является Adobe Photoshop.

Векторная графика

Построение векторного изображения основано на так называемых опорных точках, которые соединены между собой кривыми, определяемыми соответствующими математическими алгоритмами. Работая с векторным изображением, пользователь задаёт его опорные точки и характер векторных кривых между ними.

К преимуществам векторных изображений чаще всего относят простоту редактирования как рисунка в целом, так и его отдельных элементов, возможность как корректировки, так и значительного изменения размера изображения без потери качества (включая поворот на заданный пользователем угол) и изменения размера файла, а также небольшой размер файла.

Векторные изображения могут быть легко преобразованы в растровый формат любого разрешения.

Создание полноцветных векторных рисунков фотографического качества достаточно трудоемко и технически сложно, что существенно ограничивает возможности работы с целым рядом категорий изображений и является её основным недостатком.

Наиболее популярным программным обеспечением для работы с векторной графикой являются CorelDraw и Adobe Illustrator.

Плюсы и минусы

Растровые изображения

П люсы: четко и максимально правдоподобно отображает оттенки цветов, их перетекание из одного в другой, а также тени.
Минусы: При увеличении заметно теряет в четкости и выглядит не качественно.
Применение: Применяются, как правило, при работе с фотографиями и другими изображениями с насыщенной цветовой гаммой и плавными переходами цвета. Активно применялась при дизайне сайтов, иконок приложений. Правда сейчас, когда flat и material дизайн стали так популярны, дизайнеры все чаще использую векторные программы для своих творений.

Векторные изображения

Плюсы: масштабирование без потери четкости изображения. Малый размер изображений.
Минусы: очень сложно передать плавные переходы цвета и добиться фотографического качества
Применение: Применяется при создании логотипов компаний, визиток, буклетов и иной печатной продукции. Также редакторы векторной графики незаменимы при создании новых, оригинальных шрифтов. Но и это еще не все. В редакторах векторной графики можно создавать прекрасные иллюстрации.

Чаще всего, дизайнеры совмещают эти типы графики, чтобы добиться максимального эффекта. Иногда лучше использовать растр, иногда - вектор. Надеемся, эта статья помогла вам немного лучше понять в чем разница между этими двумя типами изображений. Спасибо за внимание.

Отправить

Компьютерная графика бывает двух основных типов - растровая и векторная. Что характеризует их?

Факты о растровой графике

Растровая графика - это цифровые изображения, которые выстраиваются из пикселей - единичных точек, окрашенных в определенный цвет. Они имеют ряд ключевых характеристик. А именно:

величина (выражается в пикселях по ширине, а также по высоте - например, 800 на 600);
общее количество используемых цветов (есть монохромные картинки, есть те, что состоят из 256 оттенков, а также те, что сформированы 16 млн цветов);
разрешение (как правило, соответствует величине изображения, но в расчет также иногда берется площадь экрана в целом или его отдельного участка).

Растровые картинки допустимо создавать разными способами. Во-первых, изображение можно сфотографировать и отсканировать - оно будет состоять из единичных пикселей и потому считаться растровым. Во-вторых, картинку соответствующего типа легко нарисовать. Для этого должен использоваться растровый графический редактор - например, фотошоп.

Главное преимущество графики, о которой идет речь, - в возможности сформировать на экране практически любое изображение. В частности - вывести на дисплей реалистичное фото. При достаточной глубине цвета и высоком разрешении картинки, а также при условии использования качественной видеокарты и монитора оно будет малоотличимым от исходного вида сфотографированных объектов.

Растровая графика универсальна - существует широкий спектр устройств и программ, способных с ней работать. Ее можно применять в составе практически любого мультимедийного контента - от значков на Рабочем столе до огромных рекламных плакатов. Кадры в фильме - это тоже фактически растровая графика.

Есть у картинок соответствующего типа и недостатки. Например, их очень сложно увеличить в размере без визуального ухудшения качества. Если растровое изображение изначально имеет низкое разрешение, то оно, скорее всего, не подойдет для использования, к примеру, в качестве обоев для Рабочего стола либо как элемент крупного плаката.

Факты о векторной графике

Векторная графика - это цифровые изображения, которые выстраиваются не из пикселей, а из готовых геометрических форм, способных достигать, как правило, любой величины и окрашиваться в любой цвет (но, как правило, общее количество одновременно используемых оттенков в таких картинках обычно небольшое).

Безусловно, есть очень сложные по структуре векторные картинки. Например, представляющие собой чертеж автомобиля или какого-либо другого вида сложной техники. Но они полностью будут сохранять свойства, отмеченные выше, - а именно приспособленность к увеличению либо уменьшению в любой пропорции.

Если растровую картинку можно создать методом рисования или фотографирования, то формирование векторных изображений требует использования исключительно специализированных программ. Таких как, например, Adobe Illustrator. Определенным функционалом в части работы с векторной графикой обладают также программы, которые входят в пакет Microsoft Office. Например, большинство картинок, что прорисовываются с помощью специальных инструментов в Word или Excel, - векторные. Правда, сохранить их в виде отдельного файла сложно - только в составе документа Word или Excel, которые, в свою очередь, проблематично обрабатывать в специализированных векторных редакторах.

Таким образом, векторная графика имеет весьма значимое преимущество перед растровой в части масштабирования. Однако, как правило, сильно уступает ей с точки зрения возможностей наполнения картинки сложными элементами. Очень проблематично выстроить, к примеру, красочный плакат с использованием одних лишь векторных фигур, поскольку среди них может попросту не оказаться тех, что способны удачно вписываться в концепцию проекта.

Сравнение

Главное отличие растровой графики от векторной - в принципе построения изображения. В первом случае картинка состоит из пикселей - единичных точек, во втором - представляет собой готовую фигуру. Это предопределяет все остальные различия между растровой и векторной графикой.

Следует отметить, что векторные картинки без проблем трансформируются в растровые. Фактически в момент отображения на экране они временно превращаются в них - обладая конкретной величиной и разрешением, выражаемыми в пикселях. Но их «растровость» вполне можно зафиксировать, сохранив картинки в отдельный файл соответствующего типа.

В свою очередь, трансформировать растровую графику в векторную гораздо сложнее. Дело в том, что такие картинки зачастую состоят из очень большого количества отдельных элементов - например, если речь идет о полноцветных фотографиях. Технологически может быть крайне сложно превратить их в векторные фигуры, которые легко увеличивать или уменьшать.

Определив то, в чем разница между растровой графикой и векторной, отразим ее критерии в небольшой таблице.

Таблица

Растровая графика	Векторная графика
Что общего между ними?
Векторные картинки можно легко трансформировать в растровые (но не наоборот), имеющие конкретные показатели разрешения, размера и глубины цвета
В чем разница между ними?
Выстраивается из пикселей	Выстраивается из готовых фигур
Имеет фиксированные разрешение, величину, глубину цвета	Может обладать любой величиной, разрешением, глубиной цвета (но на практике оттенков используется, как правило, немного)
Позволяет отображать на экране картинки с практически любым содержанием	Позволяет отображать на экране картинки с относительно небольшим количеством элементов

Прежде чем говорить о различиях и сходствах Растровой и Векторной график, нужно понять как же компьютер(ЭВМ) видит, помнит и показывает нам изображение.

Поскольку компьютер- это машина, то для него не существует ни цветов, ни даже образов. Более того он не различает слова и вовсе не "думает" словами. Для него лишь существует двоичный код
(прим. 01000110), который и является информацией.

Всё: программы, изображения, тексты, звуковые файлы, видео файлы; всё это машина "знает" в виде и двоичных кодов составляющих информацию об файловом объекте. Тоже происходит и с картинками в памяти компьютера. Каждый раз при открывании любой картинки компьютер "прорисовывает" изображение по заданным параметрам. Но про особенности ЭВМ поговорим позже, лучше поговорим про виды и особенности электронных график. Всего существует 4 основных типа графики: Растровая, Векторная, Фрактальная , Трехмерная . Однако нас сегодня интересуют только первые два.

Растровая графика

Растровая графика - изображение построенное из множества точек(пикселей), цветовая гамма которых образует при увеличении масштаба рисунок сливающийся для человеческого глаза в единую композицию. Форматы хранения изображения: BMP, TIFF, JPEG, GIF, PNG, WMF, PSD, TGA, ICO, FPX.

Принцип работы:

В файле изображения храниться информация о каждом пикселе и его координаты месторасположения в сетке изображения. Это:

Количество пикселей в ширину и в высоту, а также их общее кол-во в изображении.
Используемые цветовая гамма и различные оттенки.
Цветовая схема(модель) построения изображения(RGB,Lab,CMYK,HSB,XYZ и др.).
Для каждого пикселя: уровень света, насыщенность, цвет, оттенок, размер... .
Сведения о рекомендуемом разрешении.

При открытии изображения компьютер используя сведения загруженные в файл создаёт сетку на которой закрашиваются пиксели в соответствии с их параметрами. Оттенки рядом стоящих пикселей подобраны так, что при высоком разрешении картинки человеческий глаз видит единую композицию. И выглядит она вполне натурально по сравнению с векторной картинкой. Однако при увеличении масштаба растрового изображения становится видна вся архитектура. Естественно что при наличии таких параметров в файле, объем его занимает относительно большое пространство на жёстком диске и в оперативной памяти при обработке. К счастью есть множество растровых форматов позволяющих сжимать картинку до небольших объемов памяти.

Векторная графика.

Векторная графика - картинка построенная из простых геометрических фигур(геометрических примитивов) : точки, прямые линии, окружности, многоугольники и т.д. Форматы хранения изображения: SVG ,CDR(формат графики), DXF, WMF, OpenVG, AL, EPS,GXL, CGM, SWF.

Принцип работы:

В файле изображения храниться информация расположения геометрических фигур в картинке и особенности каждой фигуры отдельно. Это:

Координаты фигуры.
Размер на холсте.
Расстояние от центра фигуры до её границы.
Радиус окружности.
Цвет и оттенки цвета фигуры.

Особенность графики состоит ещё в том, что фигуры задаются не зависимо друг от друга, следовательно могут перекрывать друг-друга. При открытии картинки используя сведения загруженные в файл создаёт координатную сетку на которой прорисовываются фигуры и закрашиваются в нужные цвета. Благодаря такому подходу картинка при преобразовании в больший размер не теряет качество, а размер файла занимаемый на жёстком диске нисколько не увеличивается. А всё благодаря тому что данные о фигурах остались прежними.

Можно подумать, что растровая картинка состоит из пикселей, а векторная только из геометрических фигур... ЭТО НЕ ТАК! И растровое изображение и векторное состоят из пикселей. Вообще любая картинка в электронном формате состоит из пикселей. И там и там присутствует пиксельная сетка, где каждый пиксель закрашивается в свой цвет. Отличие графиков происходит лишь в способе создания и построения изображения. В одном случае приоритет ставится на цвет каждого пикселя, и он фиксированный, в другом приоритетом являются размеры и формы самих фигур. И кстати, экран любого монитора тоже состоит из множества пикселей.

Подведём итоги.

Растровая графика		Векторная графика
Плюсы	Минусы	Плюсы	Минусы
Создание рисунка любой сложности	Относительно большой объем файла	Размер файла занимаемый на жестком диске не зависит от величины изображения.	Не все предметы можно изобразить.
Естественная цветопередача	Потеря качества при увеличении	Бесконечное изменение масштаба изображения без потери качества	Занимает много места на жестком диске в зависимостиот сложности изображения.
Плавный переход между объектами на картинке	Прямая зависимость объема изображения и мощности ЭВМ способной "прочитать" изображение	Создание более четких анимаций	Неестественное изображение
Широкое распространение в электронной среде		Точное построение изображения
Более легкий вывод на принтер		Легко разбивается на части при редактировании

Вывод : Растровую графику лучше всего использовать при обработки фотографий, работы со сканером и художественной работе, поскольку данный вид графики обеспечивает более натуральную передачу цветовой палитры в изображении. Векторную графику из-за её неестественной передачи цветовой палитры лучше использовать в компьютерном дизайне, моделировании и проектировании.