§ 22. Понятие векторной графики

Определения и обозначения

Векторная графика — способ представления изображения с помощью геометрических объектов и их математических описаний. Вместо хранения каждого пикселя записываются форма, положение и свойства фигур. Это нужно, чтобы рисунок можно было легко изменять и увеличивать без потери чёткости.

Графический примитив — простейший объект изображения: линия, окружность, прямоугольник, многоугольник и другие фигуры. Сложный рисунок создают, соединяя несколько таких элементов. Понимание примитивов помогает увидеть, из каких частей составлено изображение.

Атрибуты объекта — параметры, задающие вид примитива: координаты, размеры, цвет заливки, цвет и толщину линии. Например, для окружности можно указать центр, радиус и цвет. Атрибуты нужны, чтобы управлять не только формой объекта, но и его внешним видом.

Векторный редактор — программа для создания, изменения и комбинирования векторных объектов. В ней можно рисовать примитивы, выбирать их мышью, менять атрибуты и объединять элементы в группы. Такой редактор служит рабочим инструментом для создания схем, эмблем и иллюстраций.

Как это устроено

Векторное изображение состоит не из отдельных пикселей, потому что его основа — геометрические объекты. Для линии достаточно описать координаты её концов, а для окружности — положение центра и радиус. Такое описание занимает место для параметров фигуры, а не для хранения цвета каждой точки изображения.

Изображение создаётся из примитивов постепенно. Сначала выбирают форму объекта, затем задают его координаты и размеры, а после этого устанавливают атрибуты: заливку, цвет и толщину контура. Например, дорожный знак можно собрать из круга, треугольника, линий и символов, каждому объекту назначив свои параметры.

Объекты можно выбирать, перемещать, изменять и объединять независимо друг от друга, потому что программа хранит их как отдельные элементы. Если выбрать только круг, изменение его цвета не затронет прямоугольник рядом. Группирование позволяет временно обращаться к нескольким объектам как к одному, сохраняя их отдельные части внутри группы.

При увеличении векторного изображения контуры сохраняют чёткость, потому что фигуры не растягиваются из готового набора пикселей. Программа заново строит каждую линию и кривую по математическому описанию для нового размера. Поэтому окружность остаётся гладкой, а диагональные линии не превращаются в заметную ступенчатую лесенку.

Векторная графика удобнее растровой для логотипов, схем, чертежей и значков: в них важны точные контуры, простые формы и возможность менять размер. Фотографии устроены иначе: в них много мелких деталей, теней и плавных переходов цветов. Для таких сложных изображений растровое представление обычно подходит лучше, хотя у него при сильном увеличении могут стать заметны пиксели.

Сравнение векторной и растровой графики

При работе с таблицей сначала определите, из чего состоит изображение: из самостоятельных фигур или из множества цветных точек. Затем сравните, что произойдёт при увеличении и редактировании. Это помогает выбрать подходящий вид графики для конкретной задачи.

Например, эмблему обычно удобнее сделать векторной, а фотографию — растровой. Такой выбор связан не с названием файла, а с устройством самого изображения и способом работы с ним.

Разбор задач

Задача 1. Выбор вида графики

Нужно определить, какие изображения целесообразно создать в векторном виде: фотографию, эмблему, чертёж, снимок экрана. Сопоставим особенности каждого изображения с возможностями векторной графики. Нас интересуют простые формы, точные контуры и независимое редактирование объектов.

1. Фотография содержит множество деталей и плавных переходов цветов, поэтому её обычно представляют растрово.
2. Эмблема состоит из простых фигур, линий и надписей, которые удобно изменять и масштабировать как объекты.
3. Чертёж требует точных линий и размеров, поэтому векторное представление подходит для него лучше.
4. Снимок экрана хранит содержимое экрана как набор пикселей, поэтому обычно относится к растровым изображениям.

Ответ: векторными целесообразно создать эмблему и чертёж. Фотографию и снимок экрана обычно создают в растровом виде.

Задача 2. Дорожный знак

Нужно описать, из каких примитивов и атрибутов можно составить изображение дорожного знака. Для решения мысленно разделим знак на крупные простые части. Затем для каждой части укажем форму, положение и внешний вид.

1. Основание знака можно представить кругом или треугольником с заданными координатами, размером и цветом заливки.
2. Красную окантовку удобно создать отдельной фигурой или контуром, задав цвет и толщину линии.
3. Чёрный символ внутри знака составляют из линий, прямоугольников, окружностей или многоугольников, указывая их координаты и размеры.
4. Все объекты располагают относительно друг друга, а затем при необходимости объединяют в группу.

Ответ: дорожный знак составляют из простых фигур, линий и символов. Их атрибутами будут координаты, размеры, цвет заливки, цвет и толщина контура.

Задача 3. Увеличение логотипа

Логотип состоит из окружности, двух линий и треугольника. Нужно объяснить, что произойдёт при увеличении и какие части можно изменить отдельно. Здесь применяем два свойства векторных объектов: масштабирование по описанию и независимое редактирование.

1. При увеличении редактор заново построит окружность, линии и треугольник по их координатам и размерам.
2. Контуры всех фигур останутся гладкими, поэтому логотип не станет размытым или ступенчатым.
3. Можно выбрать только окружность и изменить её цвет или размер, не меняя линии и треугольник.
4. Также отдельно изменяются положение, толщина линий и параметры треугольника; все части можно объединить в группу.

Ответ: при увеличении логотип сохранит чёткость. Окружность, каждая линия и треугольник редактируются отдельно, если они не объединены в один неразделимый объект.

Типичные ошибки

Считать векторное изображение набором пикселей. Так смешиваются два разных способа представления: пиксели относятся к растровой графике, а векторная хранит описание объектов. Проверить себя можно вопросом: записываются ли у изображения отдельные цветные точки или формы и их параметры.

Утверждать, что любое изображение при увеличении сохраняет качество. Это свойство прежде всего характерно для векторных объектов, а растровая картинка при увеличении часто показывает пиксели. Для проверки нужно определить вид изображения до вывода общего правила.

Путать примитив с готовым сложным рисунком. Примитив — базовый элемент, например линия или окружность, а сложный рисунок состоит из нескольких примитивов. Если объект можно разложить на простые фигуры, значит, эти фигуры и являются его примитивами.

Считать векторную графику лучшим выбором для фотографий. Фотографии содержат слишком много деталей и плавных переходов, которые неудобно описывать отдельными фигурами. Проверяйте назначение изображения: для фото обычно выбирают растр, а для логотипа или схемы — вектор.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно понимать, что такое растровое изображение и пиксель, а также знать координаты и простейшие геометрические фигуры. Эти знания помогают сравнивать способы представления рисунков и описывать положение объектов.

Тема пригодится при создании схем, чертежей, логотипов и иллюстраций в векторных графических редакторах. Знание примитивов позволяет планировать изображение и изменять его части без полной перерисовки.

Дальше полезно изучить операции с объектами, слои, группирование и сохранение изображений в векторных форматах. Эти возможности помогают управлять сложными рисунками и организовывать их структуру.

Что запомнить

• Векторная графика описывает изображение геометрическими объектами.
• Базовые элементы векторного изображения называются графическими примитивами.
• Внешний вид объекта задаётся его атрибутами.
• Объекты векторного изображения можно редактировать независимо.
• При масштабировании векторное изображение сохраняет чёткость.
• Векторная графика особенно удобна для схем, чертежей, логотипов и значков.
• Фотографии обычно представляют в растровом, а не векторном виде.