Vektorgrafik -
Vector graphics

Den här artikeln handlar om datorillustration. För annan användning, se Vektorgrafik (disambiguation) .
Exempel som visar effekten av vektorgrafik kontra rastergrafik

Vektorgrafik är datorgrafikbilder som definieras i termer av punkter på ett kartesiskt plan , som är förbundna med linjer och kurvor för att bilda polygoner och andra former. Vektorgrafik har den unika fördelen jämfört med rastergrafik genom att punkterna, linjerna och kurvorna kan skalas upp eller ner till valfri upplösning utan alias . Punkterna bestämmer riktningen för vektorbanan ; varje väg kan ha olika egenskaper inklusive värden för streckfärg, form, kurva, tjocklek och fyllning.

Istället för att dela upp ett stort område av datorminne och mappa det till bildskärmsenheten använder vektordisplayen ett variabelt antal rader för att skapa bilder - därav termen "vektorgrafik". Eftersom vektordisplayenheter kan definiera en rad genom att bara hantera två punkter (det vill säga koordinaterna för varje ände av raden) kan enheten minska den totala mängden data som den måste hantera genom att organisera bilden i form av par av poäng.

Vektorgrafik finns vanligtvis idag i SVG- , WMF- , EPS- , PDF- , CDR- eller AI -typer av grafiska filformat och skiljer sig väsentligt från de vanligare raster -grafikfilformaten som JPEG , PNG , APNG , GIF , WebP , BMP och MPEG4 .

Översikt

Ett gratis Asteroids -liknande videospel som spelas på en vektormonitor

Vektorgrafikskärmar användes först 1958 av US SAGE luftförsvarssystem . Vektorgrafiksystem drogs tillbaka från USA under flygtrafikkontrollen 1999. Vektorgrafik användes också på TX-2 vid MIT Lincoln Laboratory av datorgrafikpionjären Ivan Sutherland för att köra sitt program Sketchpad 1963.

Efterföljande vektorgrafiksystem, varav de flesta itererade genom dynamiskt modifierbara lagrade listor med ritinstruktioner, inkluderar IBM 2250 , Imlac PDS-1 och DEC GT40 . Det fanns en spelkonsol att förbrukade vektorgrafik kallas Vectrex samt olika arkadspel som Asteroids , Space Wars , och många cinematronics titlar som Rip-Off och Tail Gunner använda vektor monitorer . Lagringsomfångsskärmar, som Tektronix 4014 , kan visa vektorbilder men inte ändra dem utan att först radera skärmen.

Termen "vektorgrafik" används huvudsakligen idag i samband med tvådimensionell datorgrafik. Det är ett av flera lägen en konstnär kan använda för att skapa en bild på en rasterskärm. Vektorgrafik kan laddas upp till onlinedatabaser för andra designers att ladda ner och manipulera, vilket påskyndar den kreativa processen. Andra lägen inkluderar text, multimedia och 3D -rendering . Nästan all modern 3D -rendering görs med tillägg av 2D -vektorgrafiktekniker. Plottrar som används i teknisk ritning drar fortfarande vektorer direkt till papper.

Denna vektorbaserade bild av en rund fyrfärgad virvel visar flera unika funktioner i vektorgrafik kontra rastergrafik: det finns ingen aliasing längs den rundade kanten (vilket skulle resultera i digitala artefakter i en rastergrafik), färggradienterna är alla släta , och användaren kan ändra storleken på bilden oändligt utan att förlora någon kvalitet.

Standarder

Den World Wide Web Consortium (W3C) standard för vektorgrafik är Scalable Vector Graphics (SVG). Standarden är komplex och har varit relativt långsam att fastställa åtminstone delvis på grund av kommersiella intressen. Många webbläsare har nu stöd för att återge SVG -data, men fullständiga implementeringar av standarden är fortfarande relativt sällsynta.

Under de senaste åren har SVG blivit ett betydande format som är helt oberoende av upplösningen på renderingsenheten, vanligtvis en skrivare eller bildskärm. SVG -filer är i huvudsak utskrivbar text som beskriver både raka och krökta vägar, liksom andra attribut. Wikipedia föredrar SVG för bilder som enkla kartor, linjeillustrationer, vapensköldar och flaggor, som i allmänhet inte är som fotografier eller andra bilder med kontinuerlig ton. Rendering SVG kräver konvertering till ett rasterformat med en upplösning som är lämplig för den aktuella uppgiften. SVG är också ett format för animerad grafik.

Det finns också en version av SVG för mobiltelefoner. Speciellt det specifika formatet för mobiltelefoner kallas SVGT (SVG Tiny version). Dessa bilder kan räkna länkar och även utnyttja anti-aliasing. De kan också visas som tapeter.

Omvandling

Listan över bildfilformat täcker proprietära och offentliga vektorformat .
Originalreferensfoto före vektorisering
Detaljer kan läggas till eller tas bort från vektorkonst.

Till raster

Moderna skärmar och skrivare är rasterenheter ; vektorformat måste konverteras till ett rasterformat (bitmappar - pixelarrayer) innan de kan återges (visas eller skrivas ut). Storleken på den bitmapp/rasterformatfil som genereras av konverteringen beror på den upplösning som krävs, men storleken på vektorfilen som genererar bitmapp/rasterfilen kommer alltid att förbli densamma. Därför är det enkelt att konvertera från en vektor fil till en rad bitmap / raster filformat men det är mycket svårare att gå i motsatt riktning, i synnerhet om det krävs efterföljande redigering av vektorbilden. Det kan vara en fördel att spara en bild som skapats från en vektorkällfil som bitmapp/rasterformat, eftersom olika system har olika (och inkompatibla) vektorformat, och vissa kanske inte stöder vektorgrafik alls. Men när en fil har konverterats från vektorformatet är den sannolikt större och den förlorar fördelen med skalbarhet utan förlust av upplösning. Det kommer inte längre att vara möjligt att redigera enskilda delar av bilden som diskreta objekt. Filstorleken för en vektorgrafisk bild beror på antalet grafiska element den innehåller; det är en lista med beskrivningar.

Från raster

Huvudartiklar: Vektorisering (bildspårning) och jämförelse av raster-till-vektorkonverteringsprogram

Utskrift

Vektorkonst är idealisk för utskrift eftersom konsten är gjord av en serie matematiska kurvor; det kommer att skriva ut mycket skarpt även vid storleksändring. Till exempel kan man skriva ut en vektorlogotyp på ett litet ark med kopieringspapper och sedan förstora samma vektorlogotyp till skyltstorlek och behålla samma skarpa kvalitet. En rastergrafik med låg upplösning skulle suddas eller pixlas överdrivet om den förstorades från visitkortstorlek till skyltstorlek. (Den exakta upplösningen av en rastergrafik som krävs för högkvalitativa resultat beror på visningsavståndet, t.ex. kan en skylt fortfarande tyckas vara av hög kvalitet även vid låg upplösning om visningsavståndet är tillräckligt stort.)

.

Drift

Fördelar med den här ritstilen över rastergrafik :

  • Eftersom vektorgrafik består av koordinater med linjer/kurvor mellan dem beror storleken på representationen inte på objektets dimensioner . Denna minimala mängd information översätts till en mycket mindre filstorlek jämfört med stora rasterbilder som definieras pixel för pixel. Detta sagt, en vektorgrafik med en liten filstorlek sägs ofta sakna detaljer jämfört med ett verkligt foto.
  • På motsvarande sätt kan man zooma in oändligt på t.ex. en cirkelbåge, och den förblir jämn. Å andra sidan kommer en polygon som representerar en kurva att avslöja att den inte är riktigt krökt.
  • Vid inzoomning behöver linjer och kurvor inte bli bredare proportionellt. Ofta är bredden antingen inte ökad eller mindre än proportionell. Å andra sidan kan oregelbundna kurvor som representeras av enkla geometriska former göras proportionellt bredare när de zoomar in, så att de ser släta ut och inte liknar dessa geometriska former.
  • Parametrarna för objekt lagras och kan senare ändras. Det betyder att flyttning , skalning , rotation , fyllning etc. inte försämrar kvaliteten på en ritning. Dessutom är det vanligt att specificera de dimensioner i enhetsoberoende enheter, som resulterar i den bästa möjliga rastrering på raster enheter .
  • Ur ett 3D-perspektiv är återgivning av skuggor också mycket mer realistisk med vektorgrafik, eftersom skuggor kan abstraheras i ljusstrålarna från vilka de bildas. Detta möjliggör fotorealistiska bilder och återgivningar.

Tänk till exempel på en cirkel med radie r . De viktigaste uppgifterna som ett program behöver för att rita denna cirkel är

  1. en indikation på att det som ska ritas är en cirkel
  2. radien r
  3. den plats i mittpunkten av cirkeln
  4. stroke line stil och färg (möjligen transparent)
  5. fyll stil och färg (möjligen transparent)

Vektorformat är inte alltid lämpligt i grafikarbete och har också många nackdelar. Till exempel producerar enheter som kameror och skannrar i huvudsak rastergrafik med kontinuerlig ton som är opraktiskt att konvertera till vektorer, så för denna typ av arbete kommer en bildredigerare att arbeta med pixlarna snarare än på ritobjekt som definieras av matematiska uttryck. Omfattande grafikverktyg kombinerar bilder från vektor- och rasterkällor och kan tillhandahålla redigeringsverktyg för båda, eftersom vissa delar av en bild kan komma från en kamerakälla och andra kan ha ritats med hjälp av vektorverktyg.

Vissa författare har kritiserat termen vektorgrafik som förvirrande. I synnerhet refererar vektorgrafik inte bara till grafik som beskrivs av euklidiska vektorer . Vissa författare har föreslagit att använda objektorienterad grafik istället. Men denna term kan också vara förvirrande eftersom den kan läsas som vilken typ av grafik som helst som implementeras med hjälp av objektorienterad programmering .

Typiska primitiva föremål

Varje särskilt vektorfilformat stöder endast vissa typer av primitiva objekt. Nästan alla vektorfilformat stöder enkla och snabbt återgivande primitiva objekt:

De flesta vektorfilformat stöder:

Några vektorfilformat stöder mer komplexa objekt som primitiv:

Om en bild som lagras i ett vektorfilformat konverteras till ett annat filformat som stöder alla primitiva objekt som används i just den bilden, kan konverteringen vara förlustfri.

Vektoroperationer

Vektorgrafikredaktörer tillåter vanligtvis översättning, rotation, spegling, stretching, skevning, affin transformationer , ändring av z-ordning (löst, vad som står framför vad) och kombination av primitiv till mer komplexa objekt. Mer sofistikerade transformationer inkluderar uppsatta operationer på slutna former ( förening , skillnad , korsning , etc.).

Vektorgrafik är idealisk för enkla eller sammansatta ritningar som måste vara enhetsoberoende eller inte behöver uppnå fotorealism . Exempelvis använder PostScript- och PDF -sidbeskrivningsspråken en vektorgrafikmodell.

Se även

Anteckningar

Referenser

Media relaterat till vektorgrafik på Wikimedia Commons