brasil.ce l.agh.e du.pl

http://brasil.cel.agh.edu.pl/~12sustro jny/grafika-rastro wa-a-grafika-wekto ro wa/

Po ró wnanie jako ści o b razó w we kto ro wych i
rastro wych p o d czas skalo wania.

Grafika rastrowa a grafika wektorowa

Podstawowa klasyf ikacja graf iki komputerowej wyróżnia jej dwa rodzaje:

grafika rastrowa – obraz budowany jest z prostokątnej siatki punktów

(pikseli). Najważniejsze f ormaty plików to: Bitmap, OpenRaster, ICO (Microsof t
f ile f ormat). Formaty takie jak JPEG, TIFF, PNG oraz GIF także przechowują obraz według koncepcji
rastrowej, natomiast dodatkowo pojawia się w tych f ormatach kompresja. Najważniejsze edytory
graf iczne: Photoshop, MS Paint oraz GIMP.

grafika wektorowa - jest rozszerzeniem graf iki rastrowej. Stosuje ona prymitywy graf iczne takie

jak: punkty, linie, krzywe oraz kształty lub wieloboki do przedstawienia obrazów w
graf ice komputerowej. Wszystkie te prymitywy graf iczne bazują na równaniach
matematycznych. Podstawowym standardem graf iki wektorowej jest SVG. Podstawowe edytory
graf iczne: CorelDRAW, Adobe Illustrator, oraz Inkscape.
Typy prymitywów najczęściej używane w graf ice wektorowej:
• linie i polilinie,
• poligony,
• okręgi i elipsy,
• krzywe Béziera,
• bezigony,
• tekst np. TrueType, gdzie każda litera jest utworzona w oparciu o krzywe Bezier’a.

Rasteryzacja jest to czynność polegająca na konwersji
obrazu opisanego w f ormie wektorowej na obraz rastrowy
(piksele lub kropki) w celu wyświetlenia na urządzeniu
wizyjnym, wydrukowania lub w celu zapamiętania w pliku w
f ormacie bitmapowym. Sporadycznie stosowana jest
odwrotna konwersja. Najbardziej elementarny algorytm
rasteryzacji sceny 3D pobiera ją jako zbiór poligonów, a
następnie dokonuje projekcji na powierzchnie 2D. Poligony
są reprezentowane jako zbiór trójkątów. Trójkąty
są reprezentowane poprzez 3 wierzchołki w przestrzeni 3D.
W najprostszym ujęciu urządzenie rasteryzujące pobiera
strumień wierzchołków, przekształca je na odpowiadające im
dwuwymiarowe punkty i dokonuje wypełnienia kolorem
wnętrza odpowiadających im dwuwymiarowym trójkątom.

Przykład graf iki artystycznej, którą można porównać do
graf iki wektorowej ze względu na wykonanie przy pomocy
charakterystycznych pociągnięć ołówkiem, mogą stanowić rysunki Francisca Goi.

Natomiast klasycznym przykładem graf iki bitmapowej

Francisco G o ya – The Disaste rs o f War

Claud e Mo ne t – Jap o ński mo ste k w G ive rny

jest nurt impresjonistyczny, w którym nakładano plamy
czystego koloru tak, iż z pewnej odległości zlewały się
tworząc barwy uzupełniające.

Dla ciekawych

Impresjonizm to nurt w sztuce, którego założeniem jest uchwycenie ulotności chwili. W tym celu

artyści skupiali się przede wszystkim na kolorach i świetle. Tematem obrazów były przedstawienia

osób w ruchu, przy codziennych czynnościach, pejzaże, malowano także budynki w różnym

oświetleniu i o różnych porach dnia. Głównymi przedstawicielami impresjonizmu byli Claude Monet,

Edgar Degas, August Renoir, a w Polsce Olga Boznańska, Leon Wyczółkowski i Władysław

Podkowiński.

Przewaga grafiki wektorowej nad rastrową:

obraz wektorowy wymaga bardzo małej ilości inf ormacji, co przekłada się na małe pliki. Rozmiar

obrazu nie wpływa na rozmiar pliku. Niestety, obraz w praktyce nie ma „detalu”. Jest to „gra coś za
coś” – potrzebny jest potężny procesor do wygenerowania inf ormacji wizualnej w oparciu
o algorytm,

robiąc przybliżenie na krawędź np. okręgu zawsze będzie to krawędź gładka. Z drugiej strony,

jeśli krzywa jest reprezentowana np. wielobokiem, to przybliżenie ujawni niewłaściwą
reprezentacje matematyczną.

przybliżanie krzywych nie zwiększa proporcjonalnie ich grubości jako linii. Zwykle ta grubość nie

jest zwiększana albo następuje utrata proporcji. Z drugiej strony, nieregularne krzywe
reprezentowane przez proste geometryczne kształty udaje się zrobić proporcjonalnie szersze
podczas przybliżenia, tak aby wyglądały gładko i nie przypominały tych składowych
kształtów. Problem ten znika w przypadku graf iki f raktalnej,

parametry obiektów są pamiętane i mogą być modyf ikowane. To oznacza, że transf ormacje

Przykład o wa g rafika fraktalna

Karta p e rfo ro wana

graf iczne, takie jak translacja, skalowanie, rotacja, wypełnianie, itp. nie degradują jakości rysunku.
Ponadto wymiary zwykle podaje się w jednostkach niezależnych od urządzenia, co przekłada się
później na optymalną rasteryzację w module rasteryzującym, gdy zmuszeni jesteśmy przez
urządzenie wyświetlające do przejścia na postać rastrową,

z perspektywy graf iki 3D, renderowanie cienia w graf ice wektorowej jest znacznie bardziej

realistyczne, ponieważ cienie mogą być abstrahowane do promieni światła, z których wynikają. To
umożliwia renderowanie z realizmem bliskim klasycznej f otograf ii.

Dla ciekawych

Grafika fraktalna wykorzystuje fraktale, czyli obiekty samopodobne. Fraktal to figura, której

dowolny fragment po powiększeniu przypomina cały jego zbiór lub znaczną część. Grafika fraktalna

jest wykorzystywana do generacji losowych krajobrazów oraz map geograficznych. Najbardziej

znane figury fraktalne to zbiór Cantora, płatek Kocha, trójkąt Sierpińskiego. Istnieje wiele

programów przeznaczonych do tworzenia obrazów fraktalnych, np. Gimp, Fractint, Ultra Fractal czy

FractalExplorer.

Urządzenia wyświetlające

Pamiętajmy, że podstawową kwestią w przygotowaniu
graf iki jest to, jakim urządzeniem wyświetlającym
dysponujemy.

Karta perforowana: graf ika komputerowa w zasadzie
nie jest możliwa. Człowiek tworzył graf ikę (np. wykresy)
w oparciu o wyniki z komputera.

Terminal z rolką papieru: graf ika komputerowa
zaczyna być możliwa: graf ika rastrowa złożona ze
znaków ASCII.

Terminal ASCII: graf ika komputerowa zaczyna być
możliwa w wersji dynamicznej: graf ika rastrowa
złożona ze znaków ASCII.

Terminal wektorowy: graf ika komputerowa zaczyna
mieć postać graf iki wektorowej.

W przypadku stereoskopowych okularów 3D, np.
zestawu NVIDIA GeFOrce 3D Vision, urządzeniem
wyświetlającym nie jest telewizor generujący L-, R-
obraz ani okulary na przemian blokujące dostęp do
danego oka, ale mózg ludzki w oparciu o
tzw. stereopsis.

ze staw NVIDIA G e Fo rce 3D Visio n

Dla ciekawych

Pytanie teoretyczne - czy jest możliwe wytworzenie takich dwóch obrazów danego obiektu,

odpowiednio dla lewego i prawego oka, tak aby mózg nie wytworzył obrazu tego

obiektu? Podobne zjawisko realizowane praktycznie stosuje się przy wyciszaniu hałasu urządzenia

przy pomocy bliźniaczej fali akustycznej odpowiednio przesuniętej w fazie.

Autor pytania: T. Szuba

Podsumowanie

Podstawową różnicą pomiędzy graf iką wektorową i rastrową jest to, że obraz bitmapowy jest złożony ze
skończonej ilości punktów (pikseli), a obraz wektorowy jest złożony ze skończonej ilości kształtów (linii,
krzywych, poligonów itp.)