„Różnice między grafiką Wektorową a Rastrową”

Grafika komputerowa to obrazy tworzone za pomocą komputera i wykorzystywane w komputerze. Najogólniej ujmując, dotyczy tworzenia obrazów za pomocą komputera. Jest to rozległa i dynamicznie rozwijająca się dziedzina. Zajmują się nią zarówno artyści plastycy (zob. rysunek obok), jak i osoby przygotowujące ilustracje do różnych publikacji.

Edytory grafiki

Do tworzenia obrazów za pomocą komputera używa się programów nazywanych edytorami grafiki. W edytorach tych mamy na ogół do dyspozycji trzy podstawowe grupy operacji:

1. Rysowanie odręczne - nazwy operacji w tej grupie często nawiązują do nazw przyborów znanych z życia (ołówek, pędzel, aerograf); umożliwiają one rysowanie za pomocą myszy na ekranie w podobny sposób, jak czynimy to na kartce papieru.

2. Umieszczanie gotowych elementów - w tej grupie znajdują się operacje, które umożliwiają precyzyjne tworzenie różnych figur geometrycznych, gotowych kształtów (np. strzałek, napisów) oraz wstawianie rysunków (tzw. clipartów) z galerii dostępnej w komputerze.

3. Przekształcanie rysunków lub ich fragmentów i zmiana kolorów - w tej grupie znajdują się operacje związane z powielaniem, przenoszeniem, deformowaniem i przekształcaniem fragmentów rysunku oraz wyborem, definiowaniem barw i nadawaniem fragmentom rysunku odpowiednich kolorów.

Tworzenie obrazów barwnych na ekranie monitora (lub telewizora) polega na mieszaniu ze sobą trzech barw: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Zmieniając nasycenie każdej z nich, uzyskuje się pozostałe kolory. Technika ta jest znana pod nazwą RGB. Skrót ten pochodzi od angielskich słów Red, Green, Blue. Nowe kolory można określać także, podając barwę, jej nasycenie i jaskrawość. Ten sposób definiowania kolorów jest nazywany HSL(B) od angielskich słów Hue (pol. barwa), Saturation (pol. nasycenie), Lightness (Brightness) (pol. jaskrawość). Zmiana jaskrawości odpowiada dodawaniu czerni dla uzyskania innego odcienia.

Ilustracja przeznaczona do druku w kolorze, przygotowana za pomocą komputera, jest pamiętana w jeszcze innym standardzie definiowania kolorów, nazywanym CMYK. Skrót ten składa się z pierwszych liter angielskich słów Cyan, Magenta, Yellow, Black, czyli błękitny, purpurowy, żółty i czarny. Proces druku barwnego polega na odpowiednim nałożeniu wymienionych kolorów w celu otrzymania pozostałych barw i odcieni. Profesjonalne edytory grafiki (np. Photoshop lub Corel Draw) umożliwiają wykonanie separacji barwnej, czyli zapamiętanie obrazu w taki sposób, aby można było uzyskać każdy z wymienionych czterech kolorów potrzebnych do druku barwnego na osobnej kliszy. Przygotowanie kliszy odbywa się za pośrednictwem urządzenia zwanego naświetlarką. Następnie klisze są wykorzystywane w procesie wykonywania blach dla maszyny drukarskiej, za pomocą której odbywa się drukowanie

J

Grafika rastrowa i wektorowa

Najprostszym rodzajem edytora grafiki jest edytor zwany „malarzem”, w którym obraz powstaje przez odpowiednie zabarwienie poszczególnych punktów (pikseli) na ekranie. Obraz ten jest pamiętany w postaci bitmapy, czyli zbioru pikseli. Tak powstaje grafika zwana grafiką rastrową. W edytorach grafiki rastrowej edycja jest możliwa na poziomie pojedynczych pikseli, ewentualnie ich grup, np. można zmienić kolor jednokolorowego obszaru otoczonego innym kolorem.

Zaznaczanie (maskowanie) fragmentów rysunku to czynność, polegająca na wyodrębnieniu fragmentu rysunku, którego dotyczyć ma edycja, np. operacja kopiowania, przekształcania, powiększania, zmiany kolorów. Dzięki temu można łatwo tworzyć kompozycje symetryczne czy z powtarzających się motywów (rys.poniżej). Zazwyczaj można zaznaczyć regularny (prostokątny) obszar lub o dowolnym kształcie. Niektóre edytory mają jeszcze inne możliwości zaznaczania fragmentu rysunku. Aby poddać edycji fragment rysunku, należy go zaznaczyć i wtedy jest możliwa zmiana np. wielkości i położenia zaznaczonego obszaru. Przy powiększaniu bitmapy nie zwiększa się liczba punktów, tworzących obraz - powiększanie punktów obrazu powoduje utratę ostrości i efekt "schodkowania".

Inny rodzaj edytorów to edytory grafiki wektorowej. W edytorach tych poszczególne fragmenty rysunku, tworzone w trybie rysowania odręcznego, jak i z gotowych elementów, są pamiętane za pomocą wzorów matematycznych. Każdy fragment rysunku jest osobnym obiektem (wektorem). Dzięki temu można wrócić w dowolnym momencie do edytowania obiektu (zmiany koloru, wielkości oraz położenia). Można również zmieniać sposób i kolejność nakładania obiektów na siebie oraz grupować je w jeden obiekt.

Ilustracje, tworzone w edytorach grafiki wektorowej, są zapisywane w specjalnych formatach, które uwzględniają pamiętanie obiektów składających się na obraz. Obrazy te można zapisać również jako bitmapy, ale wówczas traci się informacje o obiektach składających się na rysunek. Natomiast bitmapa odczytana (wstawiona, wklejona) w edytorze grafiki wektorowej jest traktowana jak obiekt, ale nie jest ona pamiętana za pomocą wzorów matematycznych. Podlega natomiast zmianom rozmiaru i położenia. Tylko niektóre edytory grafiki wektorowej umożliwiają przekształcenie bitmapy w obiekt wektorowy (np. z programem Corel Draw jest stowarzyszony program Corel Trace, który umożliwia wykonanie tej operacji).

Edytory grafiki czasem łączą w sobie cechy grafiki rastrowej i wektorowej. Na przykład program Picture Publisher jest w zasadzie edytorem grafiki rastrowej, ale zaznaczone fragmenty rysunku mogą być traktowane jak obiekty. W tym celu należy zaznaczony obszar zamienić na obiekt, wykonując polecenie Object | Create object from mask. Można również świadomie zadecydować o scaleniu obiektu z utworzonym obrazem i wówczas jest on „przyklejony” do podłoża (polecenie Object j Com-bine | Selected objects with base). Informacje o obiektach są pamiętane w pliku, jeśli zapiszemy go w formacie związanym z tym programem (w pliku z rozszerzeniem ppf).

Rysunek rastrowy a wektorowy

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 w rysunku rastrowym

literka "a" powiększona 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 (przypomnijmy sobie lekcje matematyki i wzory opisujące określone figury).

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

djęcia rastrowe wyglądają ładnie gdy są w oryginalnej wielkości, ale po powiększeniu nie można już rozróżnić szczegółów. Nie mogę przedstawić zdjęcia wektorowego, gdyż takich nie można zrobić. 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.

zdjęcie składa się z małych punktów

ten rysunek został utworzony z 6254 obiektów

---