Векторная и фрактальная графика

Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной – линия. Линия, состоящая из множества точек, описывается математически, как единый объект, и поэтому объём данных, необходимых для описания изображения в векторной графике, существенно меньше. Все объекты векторной графики составляются из линий, а охватываемое им пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Можно сказать, что векторная графика – это рисование по математическим формулам.

Для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул, что позволяет различным устройствам компьютера, таким как монитор и принтер вычислять, где необходимо размещать реальные точки при формировании изображения. Так векторный файл, описывающий окружность, в упрощённом виде можно представить следующим образом:

Объект – окружность;

Центр – 50, 70;

Линия – 0,5 (толщина);

Цвет – чёрный;

Заливка – нет.

Соответствующая данному файлу окружность показана на рис. 9.2.

R=40

0,05

50

0 70

Рис. 9.2.

Очевидно, что для запоминания каждой отдельной точки окружности в растровой графике понадобится намного больший объём памяти.

Векторную графику часто называют объектно-ориетированной или чертёжной графикой. В ней широко используются простейшие объекты (примитивы) такие, как эллипс, прямоугольник, линия и др. Примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений.

К преимуществам векторной графики также следует отнести:

· простоту масштабирования изображения без ухудшения его качества;

· независимость объёма памяти для хранения изображения от выбранной цветовой модели.

Недостатком векторных изображений является их некоторая искусственность, заключающаяся в том, что любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов.

На практике растровая и векторная графика существуют не отдельно друг от друга. Так, для упрощения задачи формирования изображений и повышения их качества векторные рисунки могут включать в себя растровые изображения и наоборот. Именно такой подход широко применяется в большинстве разделов компьютерной графики.

Кроме того векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга – т.е. осуществляется конвертация графических файлов в другие форматы. Понятно, что нет принципиальных трудностей при переходе от векторного файла к растровому, а наоборот могут возникнуть трудности. Это касается высококачественных фотографий, где каждый пиксел отличается от соседнего, и в этом случае нельзя использовать примитивы без потери качества изображения.

К векторной графике в определённом смысле можно отнести и фрактальную графику, которая основана только на математических вычислениях и её базовым элементом является математическая формула. Таким образом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трёхмерные объекты.

Строгого определения фрактала до сих пор не существует, но фрактальный подход широко применяется в самых разных областях компьютерной графики. Так, например, программа FractalWord (Ю.Щербакова) позволяет строить, задавая значения коэффициентов, непохожие изображения фракталов, описываемых системой из двух уравнений второго порядка.

Сейчас фракталы и их уравнения включают даже цветовую составляющую и генетические коды, что в определённой мере объединяет КГ и биологию.