Основні поняття комп’ютерної графіки. Особливості растрових і векторних графічних зображень

Комп'ютерна графіка - це графіка, яка обробляється і відображається засобами обчислювальної техніки. Для відображення графіки використовують монітор, принтер, плоттер тощо. Для будь-якої графіки можна виділити процеси її створення і візуалізації. У разі традиційної графіки (декоративного розпису, ескізів, креслень тощо) ці процеси збігаються у часі. Створені зображення можуть зберігатися невизначений час у вигляді файлів на носіях. Візуалізуються вони тоді, коли дані файлів надходять на пристрої виведення: монітор або принтер. Дані про зображення зберігаються у графічних файлах. Ці файли організовані певним чином, скажімо, вони мають заголовок, ділянку даних і кінцівку. Спосіб організації графічних файлів називається графічним форматом.

Растрові зображення для відтворення зображення на пристрої виведення зображення розбивається на точки - пікселі. Наочним прикладом цього є формування зображення на екрані монітора. Пікселі впорядковані по рядках, а набір рядків утворює растр. Будь-яке зображення, побудоване на основі растра називають растровим. Растровим зображенням є набір пікселів, тобто кольорових точок розташованих на правильній сітці. Скажімо, ви можете будь-який малюнок на папері розкреслити вертикальними і горизонтальними лініями так, щоб утворилася правильна сітка з квадратними чарунками. Заповніть кожну чарунку однорідним кольором, що найбільше підходить для даної частини малюнка. Важливою характеристикою растра є його роздільна здатність, тобто кількість пікселів на одиницю довжини. Значення роздільної здатності звичайно записується в одиницях dpi. Роздільна здатність екранного зображення звичайно становить 72 або 96 dpi, відбитка лазерного принтера - 600 dpi. З кожним пікселем пов'язані числові значення, що визначають його колір. Якщо растр чорно-білого кольору, ці значення можуть бути закодовані одним бітом (усього два кольори). Для растра в сірих напівтонах піксельні значення займають 8 біт (1 байт). При цьому можливе відображення 256 відтінків сірого кольору. Зауважимо, що пікселі можуть містити інформацію не тільки про сірий, а й про інші кольори.

Векторні зображення Ідея векторного зображення полягає в описі елементів зображення за допомогою математичних формул. Для цього зображення розкладається на прості об’єкти - примітиви. Примітивами є лінії, еліпси, кола, багатокутники, зірки тощо. Примітиви створюються на основі ключових крапок, що визначаються у вигляді набору чисел. Програма відтворює зображення шляхом з'єднання ключових точок. Для опису різних геометричних фігур потрібні ключові точки різних типів. На векторні об'єкти розкладаються не тільки геометричні фігури і різні малюнки, і текст. Чому даний тип зображень називають векторним? Відомо, що вектором у математиці називається відрізок прямої, що має довжину і напрямок. У комп’ютерній графіці термін «вектор» має дещо інший зміст. Він означає частину лінії (сегмент), що задається ключовими точками. Отже, файли векторних зображень містять не піксельні значення, а математичні описи елементів зображень. За цими описами відбувається візуалізація зображень у пристроях виведення.

Формати графічних файлів Розмір графічного файла залежить від формату, обраного для збереження зображення. Існує декілька категорій форматів графічних файлів.

Растрові формати. Це формати, які використовуються для збереження растрових зображень. Вони найбільш придатні для запису графічних даних, які отримані від пристроїв введення. Найпоширеніші растрові формат* BMP (скорочення від Bit Map Picture, це «рідний» графічний формат ОС Windows), PCX, TIFF, GIF, JPEG.

Векторні формати. Ці формати корисні для збереження лінійних елемента (прямих, кривих, багатокутників), різних геометричних фігур, тексту. З математичними описами графічних об'єктів відбувається візуалізація зображень. Прикладами найбільш поширених векторних форматів є CDR (формат файлів векторного редактора CorelDRAW), DXF (файли пакеті інженерної графіки AutoCAD).

Метафайлові формати. Відмінність цього формату від попередніх полягає в тому, що він може зберігати як растрові, так і векторні дані. Метафайли звичайно використовуються для перенесення зображень між різними додатками і комп'ютерними платформами (IBM PC і Macintoch). Популярними метафайловими форматами є WPG, CGM.