RÓŻNICE MIĘDZY GRAFIKĄ WEKTOROWĄ A RASTROWĄ

Grafika Wektorowa - Sposób opisu obrazu oparty na formułach matematycznych. W przeciwieństwie do tradycyjnej grafiki bitmapowej (opierającej się na zapamiętywaniu koloru i położenia pojedynczych pikseli), grafika wektorowa zachowuje informacje o tworzących kształty obiektów liniach oraz krzywych - włączając ich położenie oraz barwę.

Grafika komputerowa - Powołując się na wiadomości słownika informatycznego, grafika komputerowa to dział informatyki zajmujący się tworzeniem obrazów obiektów rzeczywistych i wyimaginowanych, za pomocą komputera.

Narodziła się pod koniec lat pięćdziesiątych. Jej pionierzy zaczynali realizować swoje projekty na bardzo kosztownych i trudnych w obsłudze maszynach. Jednak ogromne sukcesy jakie odnosili realizatorzy tego kierunku, spowodowały, że grono zainteresowanych tą dziedziną wciąż powiększało się. Do pracy nad nowymi możliwościami i wykorzystaniem grafiki komputerowej w różnych dziedzinach zawodowych, mobilizowały nie tylko fundusze wpływające na ten cel, ale również szerokie zainteresowanie przeróżnych instytucji. Dzięki dynamicznemu rozwojowi elektroniki, w latach 80-tych, grafika była już dostępna dla większej rzeszy użytkowników komputerów domowych. Dziś wiele dziedzin życia nie mogło by sprawnie funkcjonować bez programów wykorzystujących grafikę komputerową. Możemy ją spotkać w architekturze, prasie codziennej, laboratoriach chemicznych, przemyśle twórczym, wojsku a nawet w szpitalu i rozrywce. Zwykli użytkownicy komputerów również nie stronią od tej formy przekazu. Wzbogacają grafiką swoje dokumenty w Wordzie lub w Excelu. Wykorzystują do tego celu rysunki typu ClipArt lub obiekty. Grafika (niekoniecznie użytkowa) występuje również w wielu dyscyplinach informatycznych; twórcy oprogramowania tworzą atrakcyjny wizualnie interfejs, autorzy witryn internetowych dbają o wygląd swoich stron WWW, a producenci aplikacji graficznych opracowują coraz doskonalsze narzędzia do tworzenia grafiki. Obrazy mogą być tworzone od podstaw, mogą tez być wynikiem obróbki zeskanowanych zdjęć i rysunków.

grafika rastrowa - W grafice rastrowej obrazy tworzone są z położonych regularnie, obok siebie pikseli. Posiadają one różne kolory lub odcienie jasności. Tworzone w ten sposób obrazy zwykło się nazywać mapami bitowymi (potocznie-bitmapami). Mapa bitowa (bit map) -sposób zapamiętania obrazu przy wykorzystaniu pikseli ułożonych w rzędy i kolumny. Każdy piksel a właściwie informacja o jego kolorze może zostać zapisana za pomocą określonej liczby bitów; wartość 1 oznacza czerń lub kolor, wartość 0 biel (brak koloru). W zależności od liczby kolorów jakie możemy wykorzystać w mapie bitowej, rozróżniamy mapy: 1-bitowe, 8-bitowe, 16-bitowe, 24-bitowe i 32-bitowe.Mapy 1-bitowe to mapy czarno-białe, natomiast w mapach 8-bitowych (28) na jeden piksel przypada 256 kolorów, w 16-bitowych (216)65 536 kolorów, w 24-bitowych (224)16777216 kolorów itd.
Liczba pikseli użytych do odwzorowania obrazu w komputerze zależy od jego rozdzielczości. Pojęcie to określa liczbę pikseli przypadającą na jednostkę powierzchni. Im wyższa jest rozdzielczość obrazka, tym większy jest jego plik. Na objętość zbioru graficznego istotny wpływ ma również ilość możliwych do zapamiętania kolorów. Im więcej kolorów tym większa objętość. Do zapamiętania wystąpień 16 777 216 kolorów na tej samej powierzchni trzeba użyć większej ilości bitów niż do zapamiętania 256 kolorów.
Do wstępnego oszacowania wielkości pliku możemy posłużyć się prostym wzorem:

Wp = ilość pikseli w pionie x ilość pikseli w poziomie x ilość kolorów

Przetwarzanie map bitowych wymaga odpowiedniej ilości pamięci RAM w komputerze. Im więcej, tym lepiej. W przypadku obrazów rastrowych liczba pikseli przypadająca na jednostkę powierzchni jest wielkością stałą (rozdzielczość), dlatego tez przy powiększeniu mapy bitowej występuje efekt powiększenia piksela. W praktyce objawia się to widocznymi na ekranie monitora lub wydruku schodkami, stąd jakość obrazu nie jest najlepsza. Występująca wtedy utrata ostrości obrazu map bitowych jest ich podstawową wadą. Inną wadą jest brak możliwości operowania na fragmentach obrazu. Grafikę rastrową można przyrównać do obrazka namalowanego farbkami. Zmiana barwy dowolnego fragmentu polega na nałożeniu pędzelkiem innego koloru. Nie można tutaj zmienić np. kształtu namalowanego obiektu przez jego modelowanie, a jedynie przez namalowanie w jego miejsce nowego. Po odpowiednim powiększeniu obrazu widać pojedyncze kwadratowe punkty, z których zbudowany jest cały obraz. Zwiększenie mapy bitowej powoduje, że zwiększane są także te punkty, przez co linie i krawędzie stają się postrzępione.

Różnie między grafiką wektorową a rastrową

Różnice między rysunkiem rastrowym (czasami nazywanym bitmapą) a wektorowym są olbrzymie. Szczególnie widoczne są podczas skalowania (czyli zmiany rozmiaru) rysunku lub obiektu. Oto jak będzie wyglądała mała literka "a" po powiększeniu jej o 700% w rysunku rastrowym i wektorowym:

literka "a" powiększona literka "a" powiększona

w rysunku rastrowym w rysunku wektorowym

"Rastrowa" literka "a" wygląda brzydko, a "wektorowa" nie straciła nic ze swojej jakości. Dlaczego tak się dzieje? Najlepiej będzie można to prześledzić na przykładzie elipsy i odcinka.

powiększenie rysunku rastrowego powiększenie rysunku wektorowego

Ładnie widać przyczynę utraty jakości na przykładzie odcinka. Rzucające się w oczy duże punkty z których się on składa, oraz postrzępiona linia. W rysunku rastrowym wszystko jest zapamiętywane z punktów. Tak więc "mały" odcinek jest zapamiętany z określonej liczby punktów, po powiększeniu go te małe punkty stają się duże, a na dodatek jest ich tyle samo. Różnica między "małym" odcinkiem a "dużym", polega więc na powiększeniu stałej liczby punktów. W rysunku wektorowym odcinek jest zapamiętywany jako zbiór dwóch punktów (początkowy i końcowy) o określonych współrzędnych. Następnie program oblicza pośrednie punkty ze wzoru matematycznego i następnie wyświetla je na ekranie. Powiększenie odcinka w tym przypadku polega na obliczeniu nowych współrzędnych dla obu punków i następnie na nowo, na obliczeniu punktów pośrednich. Grubość odcinka nie zmieniła się, gdyż zmienialiśmy tylko jego rozmiar.

Podobna sytuacja występuje w przypadku elipsy. W rysunku wektorowym powiększane są punkty składowe "małej" elipsy, a w przypadku rysunku wektorowego elipsa jest zapamiętywana w postaci dwóch ognisk elipsy i dwóch średnic, małej i wielkiej.

No dobrze, ale jak będą wyglądały obiekty po ich pomniejszeniu? W przypadku rysunku rastrowego są brane pod uwagę punkty leżące obok siebie i na podstawie ilości czarnych i białych punktów jest obliczany punkt wynikowy. Tak więc podczas pomniejszania do rozmiaru 1/10 oryginalnej wielkości branych jest pod uwagę.100 punktów (matryca 10 punktów w pionie i 10 punktów w poziomie, czyli 10x10=100). Jeżeli np. 49 punktów jest czarnych, a 51 punktów jest białych, to zostanie dobrany punkt biały. Stracimy więc bardzo dużo szczegółów oryginalnego rysunku. W przypadku grafiki wektorowej są tylko na nowo obliczane współrzędne obiektów, a dopiero potem jest rysowany obiekt o identycznej grubości co poprzedni. Zobaczmy to na przykładzie:

rysunek rastrowy pomniejszony rysunek wektorowy pomniejszony

Zwróćmy uwagę, iż rysunek wektorowy nie uległ pogorszeniu. W przypadku rysunku rastrowego literka "a" wygląda dobrze dlatego, że oryginalna literka jest bardzo gruba, więc podczas obliczania, okazuje się, że jest bardzo dużo czarnych punktów. Znacznie gorzej wygląda elipsa i odcinek, które były cienkie. Przy pomniejszaniu zostało "zgubionych" wiele punktów. Powyższe rysunki zostały zaledwie pomniejszone do 1/3 swoich oryginalnych rozmiarów, przy znaczniejszym pomniejszeniu nie można by się było w ogóle zorientować co to za kształt.

A tak są przeliczane punkty przy pomniejszeniu do 1/3 oryginalnego rozmiaru:

8 punktów białych 1 punkt czarny otrzymamy punkt biały

5 punktów białych 4 punkty czarne otrzymamy punkt biały

4 punkty białe 5 punktów czarnych otrzymamy punkt czarny

3 punkty białe 6 punktów czarnych otrzymamy punkt czarny

Zdjęcia rastrowe wyglądają ładnie gdy są w oryginalnej wielkości, ale po powiększeniu nie można już rozróżnić szczegółów. W technice wektorowej wszystko musi być narysowane przy użyciu takich obiektów jak okrąg, odcinek, kwadrat, wielobok itp. Choć i w tej technice można stworzyć prawdziwe arcydzieła, do złudzenia przypominające rzeczywistość.

3

---