Векторска графика

Векторската графика — употреба на примитиви како точки, линии, криви и фигури или многуаголници, сите засновани на математички равенки, со цел да се претстават слики и сметачка графика.
Векторски графички формати се комплементарни со растерската графика, која претставува приказ на слики со помош на поле од пиксели, како што честопати се користи за приказ на фоографски слики. Постојат случаи кога е најдобро да се работи со векторски алатки и формати, и случаи кога е најдобро да се работи со растерски алатки и формати. Понекогаш двата формата одат заедно. Ефикасната и делотворна употреба на алатките бара познавање на предностите и органичувањата на секоја од овие технологии.
1 Преглед
Сметачките екрани се состојат од мали точки наречени пиксели. Сликата на екранот е составена од вакви точки. Подобар квалитет се добива со помали и погусти точки, но ова бара и поголема податотека за да ги зачува податоците. Со зголемување на сликата (при ист број на пиксели) секој пиксел расте во големина и сликата станува зрнеста, и резолуцијата на окото му дава да ги распознае поединечните пиксели.
Податотеките за векторска графика ги складираат линиите, фигурите и боите кои ја сочинуваат сликата како математички формули. Еден програм за векторска графика користи три формули за да ја конструира сликата на екранот, создавајќи сликата со најдобар можен квалитет, земјаќи ја предвид резолуцијата на екранот. Математичките формули определуваат каде треба да бидат поставени точките што ја сочинуват сликата за да се добијат најдобри резултати при приказ на сликата. Бидејќи овие формули даваат слика размерлива во било која големина и детали, квалитетот на сликата зависи само од резолуцијата на екранот, а пак податотеката со податоците кои ја обликуваат сликата останува иста. Ако таа се испечати на хартија, добиената слика поостра и со повисока резолуција отколку онаа на екранот, иако се користи една иста податотека.
1.1 Обработка на векторска графика
Програмите за цртање на векторска графика се користат за создавање и обработка на векторска графика. Сликата се менува со обработка на објектите на екранот, а тие потоа се складираат како измени во математичките формули. Математичките опреатори во програмот се користат за растегнување, виткање и боење на компонентите во сликата или пак на целата слика. Овие алатки на корисникот му се прикажани интуитивно, со кориснички интерфејс. Сликата на екранот може да се сними и како битмапска/реастерска податотека, или пак да се создаде битмапа од векторската податотека со каква било резолуција за нејзино користење на каков било уред.
Големината на создадената податотека зависи од бараната резолуција, но големината на векторската податотека која го создава битмапската/растерската податотека секогаш останува иста. Затоа претворањето на една векторска податотека во низа најразлични битмапски/растерски формати, но изведувањето на спротивното е многу потешко, особено кога се бара понатамошна обработка на векторската слика. Добра предност е да се зачува една слика создадена од изворна векторска податотека како битмапски/растерски формат, бидејќи различни системи имаат различни (и нескладни) векторски формати, а пак некои воопшто не поддржуваат векторска графика. Меѓутоа, штом податотеката еднаш ќе се претвори од векторски формат, веројатно е дека ќе биде поголема, и ја губи можноста за размерливост без губиток на резолуција. Исто така повеќе нема да може да се уредуваат поединечни компоненти на сликата како дискретни објекти.
Векторските формати не се секогаш соодветни за графичка работа. На пример, дигиталните уреди како фотоапаратите и скенерите создаваат растерска графика која е непрактична за претворање во вектори, и затоа за ваква работа обработувачот ќе оперира со пиксели наместо со цртање на објекти дефинирани со математички формули. Опсежните графички алатки можат да комбинираат слики од векторски и растерски извори, и можат да имаат алатки за обработка на обете, бидејќи некои делови од сликата може да се создадени со фотоапарат, додека пак други може да се исцртани со помош на векторски алатки.
1.2 Стандарди
Стандардот на W3C за векторска графика е SVG. Овој стандард е комплексен и неговото установување било релативно бавно барем делумно заради комерцијални интереси. Многу денешни прелистувачи даваат барем некаква поддршка за приказ на svg податоци, но полната имплементација на овој стандард сѐ уште е ретка.
1.3 Примена
Една од првите примени на векторската графика бил американскиот систем за воздушна одбрана SAGE. Веокторските графички системи за контрола на воздушен сообраќај биле заменети дури во 1999 г, и веројатно сѐ уште се во употреба за воени и специјализирани системи. Векторската графика се користела и во обработувачот TX-2 во лабораторијата Линколн при Масачусетскиот технолошки институт (MIT) од пионерот во сметачката графика Ајван Садерленд за неговиот програм Sketchpad во 1963 г.
Подоцнежните векторски графички системи, највеќето од кои работеле со динамички изменливи складирани списоци на иструкции за исцртување, се GT40 на фирмата Digital. Постоел и систем за домашни игри кој работел на векторска графика наречен Vectrex како и разни аркадни игри како ''Asteroids'' и ''Space Wars''. Терминалите со мемориска цевка како Tektronix 4014, можеле да прикажуваат векторски слики, но не и да ги менуваат без претходно бришење на приказот на екранот.
Современи векторски графички екрани можат да се сретнат кај ласерските сценско-амбиентални ефекти, каде се користат две брзоодни X-Y огледала за брзо исцртување на фигури и текст на екранска површина.
Поимот „векторска графика“ денес главно се користи во контекст на дводимензионална сметачка графика. Ова е еден од неколкуте начини кои уметникот може да ги употребува за создавање на слика на растерски екран. Други начини се текст, мултимедија и 3Д рендерирање. Практично сето 3Д рендерирање денес се прави со помош на проширувања на 2Д векторски графички техники. Плотерите за техничко цртање сѐ уште исцртуваат вектори директно на харија.
2 Работа
На пример, зададена е круг со полупречник ''r''. Главните информации кои му требаат на програмот за да нацрта круг се следниве:
# упатство кое му вели дека тоа што треба да го нацрта е круг
# полупречникот ''r''# местоположба на средишната точка на кругот
# стил на линиите и нивна боја (може и проѕирно)
# стил на пополнување и негова боја (може и проѕирно)
Предности кај овој начин на цртање наспроти растерската графика:
* Ова минимално количество на информации значи дека податотеката е многу помала во споредба со поголемите растерски слики бидејќи големината на приказот не зависи од димензиите на објектот), иако една векторска графика од мала податотека честопати се смета дека нема толку детали како фотографија од вистинскиот свет.
* Следствено на тоа, можеме да го зголемуваме до бесконечност, на пр. лакот на една кружница, и тој секогаш ќе остане мазен. Од друга страна, ако имаме многуаголник кој претставува кружница, тогаш ќе се познае дека тој не е вистински крив.
* При зголемување (зумирање), линиите и кривите не мора да се задебелуваат. Најчесто нивната широчина останува непроменета или пак тие се потесни отколку што би било пропорционално. Од друга страна, неправилните криви прикажани со прости геометриски фигури можат пропорционално да се прошират при зумирање, за да продолжат да изгледаат мазни, а не како тие геометриски фигури.
* Параметрите на објектите се складираат и можат подоцна да се менуваат. Ова значи дека движењето, размерувањето, ротацијата, пополнувањето итн. не го влошуваат квалитетот на цртежот. Покрај ова, вообичаено е димензиите да се зададат во единици независни од уреди, и со тоа се добива најдобра можна растеризација на растерски уреди.
* Од тридимензионална перспектива, рендерирањето на сенките е исто така многу пореалистично кога се користи векторска графика, бидејќи тука сенките можат да се апстрахираат во светлосните зраци од кои се формирани. Ова дава фотореалистични слики и рендерирања.
3 Типични примитивни објекти
* линии и прекршени линии
* многуаголници
* кружници и елипси
* Безјеови криви
* безигони
* текст (во формати на фонтови како TrueType каде секоја буква се состои од Безјеови криви)
Оваа листа не е целосна. Постојат разни видови на криви (Катмул-Ромови сплајнови, НРБС итн.), кои се од полза и имаат свои примени.
Честопати за примитивен објект се смета и битмапската слика. Од концептуален аспект, таа се однесува како правоаголник.
4 Векторски операции
Обработувачите на векторска графика најчесто дозволуват ротација, движење, отсликување, растегнување, искривување, афини трансформации, промена на преклопниот ред (z-ред) и комбинирање на примитиви во посложени објекти.
Во пософистицирани трансформации спаѓаат операциите со затворени фигури (унија, разликување, пресек итн.)
Векторската графика е идеална за прости и сложени цртежи кои требаат да бидат независни од уред, или пак кои немаат потреба од фотореализам. На пример, јазиците за опишување страници PostScript и PDF користат векторски графички модел.
5 Печатење
Векторските ликовни прикази се од клучно значење за печатењето. Бидејќи приказот е составен од низа математички криви, тој приказ ќе се испечати многу остро и јасно, дури и при негово зголемување. На пример, еден векторски логотип може да се испечати на мал лист хартија, а потоа векторскиот логотип да се зголеми и истиот да се испечати на рекламно пано при истиот непроменет квалитет. Растерската графика со пониска резолуција при вакви зголемувања стануваат премногу матни или пикселирани за да бидат воопшто употребливи.
Ако типографските знаци ги сметаме за слики, истата логика важи дури и за составувањето на пишан текст за печатење (сложување). Постарите множества знаци се складирале како битски карти, и ако се сака да се добие најдобриот квалитет, тогаш тие мораат да се употребат само со зададената резолуција; тие фонтови формати се нарекуваат неразмерливи. Во денешно време висококвалитетната типографија се заснова на цртежи на знаци (фонтови) кои се зачувани како векторски графики, и како такви можат да се размеруваат до која било големина. Примери за вакви векторски формати се фонтовите од семејствата Postscript и TrueType.
6 Векторско илустрирање
Векторското илустрирање е популарна техника кај многу дигитални илустратори ширум светот. Меѓу најпрочуените уметници на меѓународната сцена од областа на ваквата уметност се Џон Бургерман, Каталина Естрада, Петра Штефанкова, Нејтан Јуревисиус, Ј. Ото Зајболд и други.
7 3Д моделирање
Во 3Д сметачката графика најчесто се среќаваат векторизирани прикази на површини (битските карти се користат за посебни цели како за создавање на текстура на површините, податоци за висински полиња и релјефно мапирање). За едноставни потреби, се користат прости мрежи со многуаголници за приказ на геометриски детали каде кадровата брзина или едноставноста се од поголема важност. За пософицтицирани потреби, каде графичарот е спремен да почека подолго, но да добие повисок квалитет и прецизност, мазна површина се користат прикази како Безјеови парчиња, NURBS или поделбени површини. Меѓутоа приказ на мазна површина може да се постигне и од многуаголна мрежа со употреба на алгоритми за сенчење како Фонг и Гуро.
8 Формати
Еден пример за векторски графички формат е SVG (размерлива векторска графика, ''Scalable Vector Graphics''), кој е отворен стандард создаден и развиен од Конзорциумот за Светската мрежа за да ги задоволи потребите (и обиди од страна на неколку корпорации) за флексибилен, многунаменски, и сестран векторски формат напишан во скрипта за употреба на интернет и пошироко. Друг пример е VML, предложен стандард прифатен од Microsoft. Форматот AI на програмот Adobe Illustrator исто така се смета за векторски графички стандард.
Форматот SWF на Adobe, исто така е векторски содржател наменет за чување на анимации. Страниците создадени со Flash вака можат да се зголемуваат за потребите на монитор од било која големина, задржувајќи го квалитетот на сликата.
9 Поврзано
* Сплајн
* Безјеова крива
* Adobe Illustrator
* Inkscape
* Cairo
* Сметачки дизајн
* Графичка програмска опрема
* GXL (Graph eXchange Language)
* Список на обработувачи на векторска графика
* Векторизација
* Обработувач на векторска графика
* Размерлива векторска графика (SVG)
* Мрежест модел