Преимущества, недостатки и ключевые отличия векторных изображений от растровых

В компьютерной графике обычно выделяют два основных типа изображений:

• векторные
• растровые.

Типы изображений

Сравним два изображения.

На первый взгляд, они выглядят идентично. Однако при увеличении масштаба одно из них демонстрирует распад на отдельные точки, в то время как качество другого остаётся неизменным.

Это связано с тем, что первое изображение — растровое, тогда как второе — векторное.

Характеристики растровых изображений

Растровые изображения состоят из пикселей — отдельных точек, каждая из которых кодируется отдельно. Обычно человеческий глаз не различает одиночные пиксели. Такие изображения обладают фотографической точностью и используются для цифровых фотографий и сканирования документов.

При значительном увеличении растровых изображений их фотографическая точность снижается, поэтому не рекомендуется масштабировать их сильно.

Преимущества растровой графики

• Фотографическая точность позволяет точно воспроизводить любые сложные рисунки, в отличие от векторных, где могут возникнуть потери качества при переходах между цветами.
• Широкое применение: растровая графика активно используется от иконок до рекламных плакатов.
• Скорость обработки: сложные изображения обрабатываются быстро, когда не требуется масштабирование.
• Естественное представление: растровые изображения хорошо отображаются на большинстве устройств вывода, таких как мониторы, принтеры и сканеры.

Недостатки растровой графики

• Большие размеры файлов, даже для простых изображений.
• Проблемы с масштабированием: нельзя увеличивать изображение без потерь в качестве.
• Невозможность печати на плоттере.

Из-за этих недостатков часто рекомендуют использовать векторную графику для хранения простых изображений.

Характеристики векторных изображений

Векторные изображения создаются с использованием геометрических фигур: точек, линий, кривых и других форм. Они не имеют фотографической точности, но при увеличении сохраняют высокое качество, так как параметрические объекты пересчитываются.

Преимущества векторной графики

• Компактность: размер файла не зависит от реальных размеров объекта, что позволяет эффективно хранить информацию.
• Гладкость: графические примитивы могут быть увеличены бесконечно без потери качества.
• Легкость редактирования: параметры объектов могут быть просто изменены, что позволяет манипулировать рисунками без ухудшения качества.
• Настраиваемость толщины линий, независимо от контура.

Недостатки векторной графики

• Сложность передачи: не все объекты могут быть легко представлены в векторном формате; для сложных изображений может потребоваться много ресурсов.
• Проблемы с конверсией: преобразование векторной графики в растровую происходит без особых трудностей, но обратное — требует значительных вычислительных ресурсов и не всегда даёт высокое качество.

Рассмотрим пример изображения буквы "Т" в растровом и векторном форматах. В растровом представлении мы определяем матрицу, например, 7 на 7 пикселей. Пиксели белого цвета будут нулями, а чёрного — единицами.

Форматы графики и ПО

• Растровые форматы: BMP, GIF, PCX, PNG, JPEG, TIFF, RAW.

Программы для работы с растровой графикой: GIMP, Paint.NET, Adobe Photoshop и другие.

• Векторные форматы: CDR, AI, CMX, EPS, SVG.

Программы для создания и обработки векторной графики: CorelDraw, Adobe Illustrator и специальные трассировщики.