Всем привет, сегодня хотел бы поговорить о компьютерной графике, а именно о ее разновидности двумерной графики, то есть такой графики, которая имеет два измерения, то есть строится на плоскости
И которая, в свою очередь, делится на векторную и растровую, но также выделяют еще и фрактальную графику
Которая наименее популярна, но тем не менее довольна интересна, но все же обычно, при упоминании о двумерной графике имеют ввиду растровую и векторную, о которых мы и поговорим сегодня, если вам все таки интересна фрактальная графика можете об этом написать в комментариях
Начнем с векторной графики
Прежде всего векторная графика основана на использовании набора простейших геометрических объектов, которые обычно просто именуют примитивами и состоят из точек, линий
Сплайнов, кривых Безье
И геометрических фигур, таких как прямоугольник, круг, окружность, эллипс, многоугольник, к примеру в adobe illustrator, присутствует также такой геометрический объект как звезда.
Каждый созданный объект представляет из себя визуализацию математической формулы, которая основана на аналитической геометрии и в основе этого метода лежит так называемый метод координат опорных точек. Каждому геометрическому соотношению этот метод ставит в соответствие некоторое уравнение, связывающие координаты фигуры. Помимо координат фигуры имеют параметры такие как: цвет, прозрачность, толщину линии, тип контура и тому подобное.
Имея математическое описание объектов, векторные изображения с легкостью могут масштабироваться без потери качества, благодаря чему предпочтительнее других видов графики используется в полиграфии, при создании рекламы и логотипов
Сложность в создании может возникнуть лишь, если вам необходим плавный цветовой переход, либо в создании фотореалистичных объектов, для этого предпочтительнее все же будет растровое изображение. Так же не слишком сложные изображения достаточно большого размера могут занимать значительно меньший объем на вашем диске, по сравнению с растровой графикой.
Но в случае создания сложных изображений стоит учитывать, уже не сколько они займут места, меньше или нет, а то, что будет достаточно большая нагрузка необходимая для рендеринга изображений на оперативную память и центральный процессор из-за объема математических функций с чем, к счастью, может облегчить задачу ускорение от графического процессора. К тому же мониторы, которые производят сейчас не умеют отображать векторную графику без перевода ее в растровое изображение, так как сейчас производят лишь растровые мониторы для компьютеров, из-за чего процесс растеризации также влияет на производительность.
К тому же в случае необходимости перевести изображение из векторного в растровый не составит труда и происходит достаточно быстро, чего не сказать об обратном переводе из растровой в векторную.
Теперь перейдем к самому популярному виду графики к Растровой графике.
Растровую графику можно представить в виде прямоугольной матрицы, которая содержит множество пикселей. У каждого пикселя есть свое значение цвета, яркости и прозрачности
Понимаю, что не всем может быть понятно, что представляет собою матрица, но если не углубляться в подробности, то матрица – это прямоугольная таблица каких-либо элементов. Если в математике, к примеру, матрица, состоящая из таблицы чисел – является числовой матрицей. То в данном случае вместо чисел выступают пиксели, каждый пиксель имеет свое значение, как говорил ранее и получается матрица пикселей.
Чем больше количество пикселей на единицу площади содержит изображение, тем оно более детализированное. Если размеры пикселей достаточно малы, то можно получить фотореалистичное изображение.
Таким образом и используют растровую графику для снимков так как с большим количеством пикселей, имеющих собственный цвет можно получать плавный цветовой переход, за счет количества пикселей, и их перехода между собой не заметных глазу. Соответственно, действует и наоборот, чем меньше количество пикселей, тем больше мы можем увидеть так называемых ступенек, между пикселями.
Стоит учитывать и то, что при масштабировании качество изображения ухудшается, при уменьшении изображения происходит удаление пикселей, или добавление пикселей при их увеличении.
До
После уменьшения
К примеру, самый простой способ удвоить разрешение - заменить каждый пиксель четырьмя пикселями того же цвета, при этом изображение, сохраняет детали оригинала, но приобретает "эффект лестницы".
Также наличие множества пикселей, может служить и недостатком по сравнению с векторной графикой в том, что тут необходимо хранить каждый пиксель отдельно, и чем большее количество пикселей, тем больше необходимо памяти для хранения изображения. Для уменьшения веса изображения используются сжатия изображения.
К примеру, если вы хотите сжать изображение без потерь, можно воспользоваться таким форматом, как PNG, или если необходимо еще уменьшить размер файла, можно воспользоваться сжатием с потерями - форматом JPEG, каждый из которых в свою очередь также имеет степень сжатия.
Одной из важных характеристик является размер изображения или устройств, к примеру, возьмем монитор, как я говорил в векторной графике сейчас почти все мониторы являются растровыми, которые выражаются в виде количества пикселей по горизонтали и вертикали, если взять распространенный размер с шириной 1920 и высотой 1080 точек, то можно узнать количество пикселей, перемножим одно на другое, в итоге мы получаем 2,07 мегапикселя, кстати, если посчитать количество пикселей таким образом у монитора с разрешением 3840×2160, т.е. у 4к монитора, то можно выяснить распространенное заблуждение о том, что 4к имеет всего в 2 раза больше пикселей, на самом деле это не так, разница составляет в 4 раза, из-за этого между ними ощутимая разница, когда мы сравниваем их между собой.
Ну и хотелось бы сказать, что, если изображение имеет большее количество пикселей, чем монитор, то там составляются пропорции сторон изображения с параметрами устройства отображения.
Растровые изображения также характеризуются цветовыми пространствами, моделями.
Немного скажу о основной цветовой модели, которая используется на устройствах для изображений на экране, а именно RGB модели, состоящей из прямых или излучаемых цветов и образована она на основе первичных основных цветов источников света, в частности из трех цветов красный, зеленый и синий. Смешивание этих цветов в разной интенсивности образует различные цвета. При максимальной интенсивности всех трех цветов, можно получить белый цвет, при минимальной интенсивности - черный. Для печати используется уже CMYK модель, которая применяется для устройств основанных на поглощении (вычитании) цветов – цветных принтеров — это связано с тем, что, в отличие от мониторов, бумага отражает, а не поглощает свет.
Не менее важной характеристикой является глубина цвета или ее еще называют битовая глубина – количество бит, используемых для кодирования цвета одного пикселя. Когда говорят про глубину цвета, имеют ввиду количество разных цветов, которое может содержать изображение в битах. Если, к примеру, взять пиксель, у которого глубина цвета 1 бит, то по формуле мы сможем найти, количество цветов, которые может принимать пиксель, в данном случае 2 в 1 степени будет равно двум, т.е. изображение может принимать два значения 0 и 1 и чаще всего ими будут являться белый и черный соответственно.
Аналогично, чем больше будет глубина цвета, тем больше будет количество цветов и тем многообразнее будет изображение. Если взять, к примеру, модель RGB, о которая говорили чуть выше, то обычно, чтобы получить True color, для одного цвета выделяют 8 бит, т.е. по формуле это будет 256 цветов, а у RGB модели целых три цвета, т.е. для каждого цвета по 8 бит, и того будет уже 24 бит и цветов соответственно 3 раза по 256, что дает нам 16,7 млн различных цветов, которых как раз достаточно, для получения так называемого истинного цвета.
