Что такое растровая и векторная графика в информатике
Растровая и векторная графика
Компьютерная графика — это специальная область информатики, изучающая методы и способы создания и обработки изображений на экране компьютера с помощью специальных программ. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную. Кроме того выделяют другие типы графики, например, трехмерную (3D), изучающую приемы и методы построения объемных объектов в пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способ формирования изображения.
Растровая и векторная графика создается в специальных программах — графических редакторах и процессорах. Например, программы Paint и Gimp являются растровыми, а Inkscape — векторым.
Растровая графика
Растровое изображение представляет картину, состоящую из массива точек на экране, имеющих такие атрибуты как координаты и цвет.
Пиксель – наименьший элемент изображения на экране компьютера. Размер экранного пикселя приблизительно 0,0018 дюйма.
Растровый рисунок похож на мозаику, в которой каждый элемент (пиксель) закрашен определенным цветом. Этот цвет закрепляется за определенным местом экрана. Перемещение фрагмента изображения «снимает» краску с электронного холста и разрушает рисунок.
Самыми близкими аналогами растровой графики является живопись, фотография.
Кодирование графической информации
Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета.
Число цветов (К), воспроизводимых на экране дисплея, зависти от числа бит (N), отводимых в видеопамяти под каждый пиксель:
K=2 N
Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит (RGB), т.е. для каждого из цветов возможны K = 2 8 = 256 уровней интенсивности. Один бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов).
Величину N называют битовой глубиной.
Если на экране с разрешающей способностью 800 х 600 высвечиваются только двухцветные изображения, то битовая глубина двухцветного изображения равна 1, а объем видеопамяти на одну страницу изображения равен 800 * 600 * 1 = 480000 бит = 60000 байт.
Векторная графика
В векторной графике изображение состоит из простых элементов, называемых примитивами: линий, окружностей, прямоугольников, закрашенных областей. Границы областей задаются кривыми.
Файл, отображающий векторное изображение, содержит начальные координаты и параметры примитивов – векторные команды.
Самым близким аналогом векторной графики является графическое представление математических функций. Например, для описания отрезка прямой достаточно указать координаты его концов, а окружность можно описать, задав координаты центра и радиус.
Информация о цвете объекта сохраняется как часть его описания, т.е. тоже в векторной команде.
Векторные команды сообщают устройству вывода о том, что необходимо нарисовать объект, используя заложенное число элементов-примитивов. Чем больше элементов используется, тем лучше этот объект выглядит.
Приложения для создания векторной графики широко используются в области дизайна, технического рисования, оформительских работ. Элементы векторной графики имеются также в текстовых процессорах. В этих программах одновременно с инструментами рисования и командами предусмотрено специальное программное обеспечение, формирующее векторные команды, соответствующие объектам, из которых состоит рисунок.
Файлы векторной графики могут содержать растровые объекты.
Растровая и векторная графика
Давайте попробуем разобраться, в чём отличие растровой графики от векторной?
Растровая графика
Растровое изображение, как мозаика, складывается из множества маленьких ячеек — пикселей, где каждый пиксель содержит информацию о цвете. Определить растровое изображение можно увеличив его масштаб: на определённом этапе станет заметно множество маленьких квадратов — это и есть пиксели.
Наиболее распространённые растровые форматы: JPEG, PNG.
Растровое изображение и его увеличенный фрагмент
Применение
Растровая графика удобна для создания качественных фотореалистичных изображений, цифровых рисунков и фотографий. Самый популярный редактор растровой графики — Adobe Photoshop.
Пример использования растровой графики: цифровой рисунок (автор изображения: Катя Климович) 
Пример использования растровой графики: фотография
Преимущества
Недостатки
Векторная графика
В отличие от растровых, векторные изображения состоят уже не из пикселей, а из множества опорных точек и соединяющих их кривых. Векторное изображение описывается математическими формулами и, соответственно, не требует наличия информации о каждом пикселе. Сколько ни увеличивай масштаб векторного изображения, вы никогда не увидите пикселей.
Самые популярные векторные форматы: SVG, AI.
Векторное изображение и его увеличенный фрагмент
Применение
Векторная графика используется для иллюстраций, иконок, логотипов и технических чертежей, но сложна для воспроизведения фотореалистичных изображений. Самый популярный редактор векторной графики — Adobe Illustrator.
Преимущества
Недостатки
Мы приходим к выводу, что не существует «серебряной пули»: и растровая, и векторная графика имеют свои достоинства и недостатки, соответственно, стоит выбирать формат, который подходит для решения поставленных перед вами задач.
Подробнее про форматы можно посмотреть в статье «Форматы изображений».
Целая глава о графике
Нажатие на кнопку — согласие на обработку персональных данных
Растровая и векторная графика: это как?
Есть два вида картинок: в одной миллионы цветов и полный фотореализм; вторую можно увеличивать и уменьшать до бесконечности без потери качества. Вот как это всё работает.
👉 Как и большинство статей в журнале «Код», эта статья для начинающих. Юные Артемии, вам не сюда. Лучше порешайте наши задачки в паблике.
Растровая графика
Растр — это множество мелких точек, из которых может состоять изображение. В случае с компьютером растр — это пиксели, из которых состоит фотография.
Например, когда вы фотографируете на смартфон или цифровой фотоаппарат, вы получаете растровое изображение, которое состоит из множества отдельных точек. Если смотреть на экране телефона или компьютера, они не видны, но если сильно увеличить, то эти точки станут заметны.
Чем сильнее увеличим фотографию, тем больше видны пиксели
👉 У растровой графики есть два главных параметра: размер изображения и глубина цвета.
Размер изображения — это количество пикселей по горизонтали и вертикали. Чем больше размер, тем сильнее можно увеличивать картинку без потери качества. Например, возьмём одну и ту же фотографию, но у одной будет размер 100 на 200 пикселей, а у другой — 1000 на 2000 пикселей:
В одном и том же масштабе вторая картинка смотрится гораздо лучше, потому что в ней больше пикселей, которые передают больше деталей
Общее правило такое: чем больше пикселей на фотографии, тем больше мелких деталей можно на ней разглядеть. Именно поэтому производители камер и смартфонов постоянно увеличивают количество пикселей у себя в устройствах.
Глубина цвета. Представьте, что ваша камера в телефоне может различать только 16 цветов. В этом случае фотографии получались бы такими:
В целом понятно, что тут изображено, но выглядит странно
Это и есть глубина цвета — сколько разных оттенков присутствует на изображении. В нашем примере 16 цветов — это 4 бита, потому что 2 в 4 степени = 16. Сравните, как выглядит та же фотография с глубиной цвета 16 и 8 бит:
Чем больше глубина цвета, тем плавнее цветовые переходы на фото
Главное применение растровой графики — фотографии и изображения с большой глубиной цвета и множеством деталей. Фотографии — это растр. Рисунки от руки — чаще всего растр. Если на изображении природа, люди, водичка или что угодно со множеством деталей, скорее всего, такое изображение будет растровым.
Компьютеры классно справляются с растровыми изображениями, потому что растр довольно прост в обработке. Компьютер ставит подряд нужное количество пикселей и красит их в нужные цвета. Операция простая, математика минимальная, просто нужно повторить её много раз. Компьютеры в этом сильны.
Векторная графика
В отличие от растровой графики, векторная состоит не из пикселей, а из математических формул. В такой графике каждое изображение нарисовано с помощью отдельных элементов:
Чтобы это нарисовать, у каждого элемента есть свои параметры, например:
Если компьютеру нужно нарисовать звёздное небо, мы можем дать ему такие команды:
В итоге получим такой рисунок:
Избражение: wallpapersafari.com
Так как мы не привязаны к размеру изображения, то по этим формулам компьютер может нам отрисовать звёздное небо любого размера — от обоев на телефон до рекламного билборда 4 на 6 метров. При этом при увеличении потери качества не происходит — компьютер просто получает от нас финальный размер изображения и рисует всё в нужных пропорциях.
👉 Сила векторной графики — в возможности бесконечно увеличивать и уменьшать размер изображения без потери качества. При изменении размера компьютер сразу пересчитывает все формулы и отрисовывает картинку заново. Поэтому при увеличении векторной графики не появляются пиксели и размытие, даже если нам нужно увеличить одну звезду в 100 раз:
Минус векторной графики в том, что в ней очень сложно создать фотореалистичное изображение. Дело в том, что каждая деталь, каждый новый цвет и каждый цветовой переход — это новая формула. Чтобы построить фотореалистичную картинку, нужно очень много формул, которые будут сложно обсчитываться, и всё равно по деталям можно понять, что перед нами не фотография:
Каждый элемент на этой картинке задаётся своей формулой. Здесь много деталей, но всё равно видно, что это не фотография, а векторная иллюстрация 
То же самое изображение в кривых
Векторная графика чаще всего применяется там, где не нужна фотореалистичность — иконки, пиктограммы, рекламные материалы. Главная задача такого изображения — чтобы его можно было увеличить или уменьшить как угодно без потери качества.
‘ src=’https://thecode.media/wp-content/uploads/2021/01/image9.png’ alt=’Векторная графика’> Иконки — Сергей Чикин
Что дальше
Будем осваивать векторную графику в CSS. Заодно потренируемся наводить красоту на страницах и попрактикуемся в коде.
Растровая и векторная графика
Здравствуйте дорогие читатели! В сегодняшней статье на фотодизарт.ру мы поговорим о том, что такое растровая и векторная графика. Разберем, какие достоинства и недостатки присутствуют в каждом из графических форматов. Наверняка вам уже известно, что все компьютеры работают с графикой в двух графических форматах растровом (точечном) и векторном (объектном).
Растровое изображение представлено в памяти персонального компьютера, как комплекс информации о цвете всех пикселей, упорядоченных каким либо образом. Самым актуальным примером растровой графики в обыденном миру является мозаика. Мозаика состоит из одинаковых элементов разного цвета и в сборе представляет собой единое целое напоминая изображение их точек. В растровом изображение точки до того мелкие, что человеческий глаз их не видит, а видит изображение как единое целое.
Растровая графика — это графическое изображение на компьютере или в другом цифровом виде, состоящее из массива сетки пикселей, или точек различных цветов, которые имеют одинаковый размер и форму.
Схематическое изображение пикселей.
К наиболее популярным форматам растровой графики можно отнести форматы: GIF, JPEG, PNG.
Векторная графика – это перечень всех объектов (линий, фигуры и т.д.) из которых состоит векторное изображение, каждому из объектов в изображение определено, к какому из классов объектов он относится и принадлежит, также приведены определенные параметры для управления объектом.
Аналоги векторным изображениям в реальном мире подобрать не просто. Хотя, например может претендовать геометрия со своими фигурами или же инженерная графика так, как в проектирование каких либо узлов оборудования создаются чертежи, которые состоят из различных геометрических фигур и в итоге составляют единое целое (изображение).
Схематическое представление объектов, которые составляют изображение.
К самым популярным форматам векторной графики можно отнести: CDR, Ai, SVG.
Основные различия растровой и векторной графики
Достоинства растровой графики:
Недостатки растровой графики:
Исходя из вышеуказанных недостатков хранить простые рисунки рекомендуется не в сжатой растровой графике, а использовать векторную.
Достоинства векторной графики:
Недостатки векторной графики:
На сегодняшний день наиболее популярными и востребованными графическими редакторами являются:
Редактор растровой графики: Adobe Photoshop, GIMP.
Редакторы векторной графики: CorelDraw, Adobe Illustrator и Inkscape.
Векторная и растровая графика хранится в определенных форматах изображения.
Растровая и векторная графика. В чем разница?
Периодически мы слышим о том, что графика бывает векторной и растровой. Но не каждый сможет объяснить разницу между этими двумя понятиями. Возможно для человека, который работает с текстовыми редакторами и электронными таблицами, она и не важна, но если мы говорим о дизайне и графике, понимание различных способов построения изображений необходимо.
Создайте свой логотип онлайн. Более 50 тысяч брендов по всему миру уже используют логотипы от Турболого.
Растровая графика
Чтоб понять принцип построения растрового изображения, представьте себе лист масштабно-координатной бумаги (миллиметровки), каждая клеточка которого закрашена каким-то цветом. Такую клеточку называют пикселем.
Качество изображения называют разрешением. Его определяют количеством пикселей, которые как раз и формирует рисунок. Чем больше пикселей размещено на единице площади, тем выше разрешение, а следовательно выше и качество изображения. Например рисунок с разрешением 1280×1024 состоит из 1280 px по вертикали и 1024 px по горизонтали. Следует отметить, что в данном случае речь идёт о физическом размере изображения, а не о единице площади (дюйме, сантиметре и т.п.).
Основным недостатком растровых изображений является заметное ухудшение качества при масштабировании (имеется ввиду увеличение размера изображения). Дело в том, что увеличивая (уменьшая) размер изображения, вы увеличиваете (уменьшаете) размер каждого пикселя, что, при значительном масштабировании, позволяет их визуально определить.
Кроме того, часто к недостаткам растра относят: отсутствие возможности поворота рисунка на угол, отличный от 90* без заметного искажения самого рисунка, а также размер файла, который напрямую связан с качеством изображения.
Достоинства растровых картинок также бесспорны. В первую очередь, это фотографическое качество получаемого изображения, способное передать всю гамму цветов и их оттенков.
Наиболее распространеным программным обеспечением для работы с растровыми изображениями является Adobe Photoshop.
Векторная графика
Построение векторного изображения основано на так называемых опорных точках, которые соединены между собой кривыми, определяемыми соответствующими математическими алгоритмами. Работая с векторным изображением, пользователь задаёт его опорные точки и характер векторных кривых между ними.
К преимуществам векторных изображений чаще всего относят простоту редактирования как рисунка в целом, так и его отдельных элементов, возможность как корректировки, так и значительного изменения размера изображения без потери качества (включая поворот на заданный пользователем угол) и изменения размера файла, а также небольшой размер файла.
Векторные изображения могут быть легко преобразованы в растровый формат любого разрешения.
Создание полноцветных векторных рисунков фотографического качества достаточно трудоемко и технически сложно, что существенно ограничивает возможности работы с целым рядом категорий изображений и является её основным недостатком.
Наиболее популярным программным обеспечением для работы с векторной графикой являются CorelDraw и Adobe Illustrator.
Плюсы и минусы
Растровые изображения
Плюсы: четко и максимально правдоподобно отображает оттенки цветов, их перетекание из одного в другой, а также тени.
Минусы: При увеличении заметно теряет в четкости и выглядит некачественно.
Применение: Применяются, как правило, при работе с фотографиями и другими изображениями с насыщенной цветовой гаммой и плавными переходами цвета. Активно применялась при дизайне сайтов, иконок приложений. Правда сейчас, когда flat и material дизайн стали так популярны, дизайнеры все чаще использую векторные программы для своих творений.
Векторные изображения
Плюсы: масштабирование без потери четкости изображения. Малый размер изображений.
Минусы: очень сложно передать плавные переходы цвета и добиться фотографического качества
Применение: Применяется при создании логотипов компаний, визиток, буклетов и иной печатной продукции. Также редакторы векторной графики незаменимы при создании новых, оригинальных шрифтов. Но и это еще не все. В редакторах векторной графики можно создавать прекрасные иллюстрации.
Чаще всего, дизайнеры совмещают эти типы графики, чтобы добиться максимального эффекта. Иногда лучше использовать растр, иногда — вектор. Надеемся, эта статья помогла вам немного лучше понять в чем разница между этими двумя типами изображений. Спасибо за внимание.
Продуктовый и графический дизайнер с опытом работы более 10 лет. Пишу о брендинге, дизайне логотипов и бизнесе.