Grafika wektorowa

Grafika wektorowa (obiektowa) – jeden z dwóch podstawowych rodzajów grafiki komputerowej, w której obraz opisany jest za pomocą figur geometrycznych (w przypadku grafiki dwuwymiarowej) lub brył geometrycznych (w przypadku grafiki trójwymiarowej), umiejscowionych w matematycznie zdefiniowanym układzie współrzędnych, odpowiednio dwu- lub trójwymiarowym. Drugim z podstawowych rodzajów grafiki komputerowej jest wcześniej wspomniana grafika rastrowa.

Porównanie grafiki w powiększeniu: u góry wektorowa, u dołu rastrowa

Podczas powiększania obrazu rastrowego będzie w końcu widać poszczególne piksele, natomiast podczas powiększania obrazu wektorowego będzie widać ostre kształty figur geometrycznych, z których obraz jest zbudowany. 

Druga nazwa grafiki wektorowej – grafika obiektowa – związana jest z faktem, iż obraz opisany jest za pomocą tzw. obiektów, które zbudowane są z podstawowych elementów nazywanych prymitywami, czyli prostych figur geometrycznych takich jak odcinki, krzywe, okręgi, wielokąty. Każdy z prymitywów opisywany jest za pomocą parametrów, np. w przypadku odcinka – współrzędnych jego końców, a w przypadku okręgu – współrzędnych środka i długości promienia. Obiekty takie mają także określone atrybuty mówiące np. o grubości i kolorze linii, kolorze wypełnienia figury lub wypełnieniu niejednolitym jak wypełnienie gradientem albo wzorem, stopniu przezroczystości. Atrybuty zależą głównie od stosowanego standardu opisu grafiki wektorowej. 

W przeciwieństwie do grafiki rastrowej grafika wektorowa jest grafiką w pełni skalowalną, co oznacza, iż obrazy wektorowe można nieograniczenie powiększać oraz zmieniać ich proporcje bez uszczerbku na jakości. Ma to swoje uzasadnienie w matematycznym opisie elementów (prymitywów), dlatego też obraz może być wyświetlony w maksymalnie dostępnej dla ekranu czy wydruku rozdzielczości. Sama jakość obrazu uzależniona jest wyłącznie od dokładności opisu obrazu przez prymitywy: czarne włosy rysowanej postaci można określić jako zamkniętą krzywą wypełnioną na czarno, choć można też opisać każdy włos krzywą o względnie niewielkiej grubości i czarnym kolorze.

W przypadku grafiki rastrowej obrót obrazu może zniekształcić go powodując utratę jakości (w szczególności, jeśli nie jest to obrót o wielokrotność kąta prostego). Typowe edytory grafiki wektorowej pozwalają oprócz zmiany parametrów i atrybutów prymitywów także na przekształcenia na obiektach, np.: obrót, przesunięcie, odbicie lustrzane, rozciąganie, pochylanie, czy zmiana kolejności obiektów na osi głębokości.

Zalety grafiki wektorowej:

• skalowalność, prostota opisu, a przez możliwość modyfikacji poprzez zmianę parametrów obrazu,
• mniejszy rozmiar w przypadku zastosowań niefotorealistycznych (schematy techniczne, loga, flagi i herby, wykresy itp.),
• opis przestrzeni trójwymiarowych,
• możliwość użycia ploterów zgodnie z metodą ich pracy,
• bardzo dobre możliwości konwersji do grafiki rastrowej.

Wady grafiki wektorowej:

• ogromna złożoność pamięciowa dla obrazów fotorealistycznych,
• przy skomplikowanych obrazach rastrowych nieopłacalność obliczeniowa konwersji (poprzez wektoryzację) do formy wektorowej.   

Grafika wektorowa sprawdza się najlepiej, gdy zachodzi potrzeba stworzenia grafiki, czyli mającego stosunkowo małą ilość szczegółów, nie zaś zachowaniu fotorealizmu obecnego w obrazach.

Podczas korzystania z komputera można spotykać się z grafiką wektorową częściej, niż się powszechnie uważa. Stosowane są one m.in. w fontach, komputerowych opisach czcionek oraz w grach komputerowych i wideo, a dokładniej do opisu grafiki trójwymiarowej. Geometria i jej przekształcenia stanowiące opis przestrzeni trójwymiarowej opisywane są metodami grafiki wektorowej, wygląd obiektów określany jest rastrowo za pomocą tzw. tekstur. 

Grafika komputerowa

Grafika rastrowa

Grafika rastrowa – prezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym.
Grafika rastrowa została opatentowana pierwszy raz przez firmę Texas Instruments w latach 70. i jest teraz wszechobecna.
Przykładowo: Zdjęcie z aparatu cyfrowego jest grafiką typu rastrowego.

Bez zastosowania kompresji kolor każdego piksela jest definiowany pojedynczo. Obrazki z głębią kolorów RGB często składają się z kolorowych kwadratów zdefiniowanych przez trzy bajty – jeden bajt (czyli 8 bitów) na kolor czerwony, jeden na zielony i jeden na kolor niebieski. Mniej kolorowe obrazki potrzebują mniej informacji na piksel, np. obrazek w kolorach czarnym i białym wymaga tylko jednego bitu na każdy piksel (bitmapa). Grafika rastrowa różni się od wektorowej tym, że grafika wektorowa pokazuje obraz używając obiektów geometrycznych, takich jak krzywe czy wielokąty. 

Jakość obrazka rastrowego jest określana przez całkowitą liczbę pikseli (wielkość obrazu) oraz ilości informacji przechowywanych w każdym pikselu (głębia koloru). Na przykład obrazek zapisujący 24 bity informacji o kolorze (standard dla większości wyświetlaczy w 2004 roku) może pokazać łagodniejsze cieniowanie od obrazka zapisującego jedynie 16 bitów informacji na jeden piksel, ale też nie pokaże łagodniejszego obrazka od zapisującego 48 bitów na piksel. Podobnie, obrazek o wymiarach 640 × 480 pikseli (zawierający 307200 pikseli) będzie wyglądał nierówno i chropowato w porównaniu do obrazka o wymiarach 1280 × 1024 (1310720 pikseli).
Ponieważ taka ilość danych zajmuje ogromną powierzchnię, często stosuje się technikę kompresji danych celem zmniejszenia wielkości zajmowanego miejsca. Niektóre techniki zamieniają (zmniejszają, usuwają) pewne informacje, aby uzyskać mniejszy plik. Niestety nie są to bezstratne metody kompresji. Przykładami takich kompresji jest kompresja JPEG, a także stratne tryby kompresji PNG czy JPEG 2000.

Porównanie grafiki w powiększeniu: u góry wektorowa, u dołu rastrowa

Podczas powiększania obrazu rastrowego będzie w końcu widać poszczególne piksele, natomiast podczas powiększania obrazu wektorowego będzie widać ostre kształty figur geometrycznych, z których obraz jest zbudowany. 

Druga nazwa grafiki wektorowej – grafika obiektowa – związana jest z faktem, iż obraz opisany jest za pomocą tzw. obiektów, które zbudowane są z podstawowych elementów nazywanych prymitywami, czyli prostych figur geometrycznych takich jak odcinki, krzywe, okręgi, wielokąty. Każdy z prymitywów opisywany jest za pomocą parametrów, np. w przypadku odcinka – współrzędnych jego końców, a w przypadku okręgu – współrzędnych środka i długości promienia. Obiekty takie mają także określone atrybuty mówiące np. o grubości i kolorze linii, kolorze wypełnienia figury lub wypełnieniu niejednolitym jak wypełnienie gradientem albo wzorem, stopniu przezroczystości. Atrybuty zależą głównie od stosowanego standardu opisu grafiki wektorowej. 

W przeciwieństwie do grafiki rastrowej grafika wektorowa jest grafiką w pełni skalowalną, co oznacza, iż obrazy wektorowe można nieograniczenie powiększać oraz zmieniać ich proporcje bez uszczerbku na jakości. Ma to swoje uzasadnienie w matematycznym opisie elementów (prymitywów), dlatego też obraz może być wyświetlony w maksymalnie dostępnej dla ekranu czy wydruku rozdzielczości. Sama jakość obrazu uzależniona jest wyłącznie od dokładności opisu obrazu przez prymitywy: czarne włosy rysowanej postaci można określić jako zamkniętą krzywą wypełnioną na czarno, choć można też opisać każdy włos krzywą o względnie niewielkiej grubości i czarnym kolorze.

W przypadku grafiki rastrowej obrót obrazu może zniekształcić go powodując utratę jakości (w szczególności, jeśli nie jest to obrót o wielokrotność kąta prostego). Typowe edytory grafiki wektorowej pozwalają oprócz zmiany parametrów i atrybutów prymitywów także na przekształcenia na obiektach, np.: obrót, przesunięcie, odbicie lustrzane, rozciąganie, pochylanie, czy zmiana kolejności obiektów na osi głębokości.

Zalety grafiki wektorowej:

• skalowalność, prostota opisu, a przez możliwość modyfikacji poprzez zmianę parametrów obrazu,
• mniejszy rozmiar w przypadku zastosowań niefotorealistycznych (schematy techniczne, loga, flagi i herby, wykresy itp.),
• opis przestrzeni trójwymiarowych,
• możliwość użycia ploterów zgodnie z metodą ich pracy,
• bardzo dobre możliwości konwersji do grafiki rastrowej.

Wady grafiki wektorowej:

• ogromna złożoność pamięciowa dla obrazów fotorealistycznych,
• przy skomplikowanych obrazach rastrowych nieopłacalność obliczeniowa konwersji (poprzez wektoryzację) do formy wektorowej.   

Grafika wektorowa sprawdza się najlepiej, gdy zachodzi potrzeba stworzenia grafiki, czyli mającego stosunkowo małą ilość szczegółów, nie zaś zachowaniu fotorealizmu obecnego w obrazach.

Podczas korzystania z komputera można spotykać się z grafiką wektorową częściej, niż się powszechnie uważa. Stosowane są one m.in. w fontach, komputerowych opisach czcionek oraz w grach komputerowych i wideo, a dokładniej do opisu grafiki trójwymiarowej. Geometria i jej przekształcenia stanowiące opis przestrzeni trójwymiarowej opisywane są metodami grafiki wektorowej, wygląd obiektów określany jest rastrowo za pomocą tzw. tekstur.

Programy do tworzenia garfiki wektorowej

CorelDRAW

CorelDRAW to sztandarowy produkt kanadyjskiej firmy Corel Corporation – pakiet programów graficznych wchodzących w skład jednego produktu, służący początkowo do obróbki grafiki wektorowej, z czasem wzbogacany o kolejne programy dotyczące różnorodnych zastosowań grafiki komputerowej.

Adobe Illustrator

Adobe Illustrator CS6 to obok konkurencyjnego CorelDRAW, jeden z najpopularniejszych i najbardziej cenionych programów do edycji grafiki wektorowej. Został zaprojektowany pod kątem projektowania i tworzenia ilustracji.

Wśród oferowanych przez aplikację funkcji i narzędzi wymienić należy m.in. Adobe Bridge ułatwiające przeglądanie plików graficznych, Live Trace do szybkiego konwertowania obrazków na opis wektorowy oraz Live Color pozwalające na szybką zmianę kolorystyki przy jednoczesnym zachowaniu proporcji pomiędzy poszczególnymi kolorami w projekcie.

Zaletą Adobe Illustratora jest w pełni modyfikowalny interfejs użytkownika, a także możliwość eksportu do grafiki formatu SVG i SVG-t. Wśród funkcji jakie oferuje Adobe Illustrator CS6 wymienić należy nowe opcje pędzla, umożliwiające tworzenie pędzli o zmiennej grubości i precyzyjne ustawianie grubości w dowolnym jego punkcie, funkcje pozwalającą na intuicyjne łączenie, edytowanie i wypełnianie kształtów bezpośrednio na obszarze roboczym, bez konieczności korzystania z wielu dodatkowych narzędzi

Xara Designer Pro

Xara Designer Pro to zaawansowany program do obróbki zdjęć i tworzenia grafiki wektorowej na komputerze. Oprócz tego aplikacja umożliwia tworzenie specjalnie przygotowanej grafiki do projektowania witryn internetowych. Został wyposażony w najbardziej przydatne funkcje i narzędzia, które pomogą użytkownikowi przy modyfikowaniu i tworzeniu różnych obiektów graficznych.

Aplikacja posiada różne narzędzia do tworzenia trójwymiarowych napisów, wygładzania krawędzi, czy wykonywania zdjęć panoramicznych. Program został wyposażony w nowoczesną lupę do powiększania i oddalania edytowanych fotografii.  Xara Designer Pro wyróżnia się wygodnym w obsłudze interfejsem użytkownika i ogromną bazą darmowych szablonów lub innych obiektów graficznych.

Znajdziemy w nim również narzędzia do zmiany rozmiaru modyfikowanego zdjęcia, redukcji czerwonych oczu czy klonowania różnych elementów graficznych. Xara Designer Pro dostępny jest w wersji testowej i pozwala na 30 dni darmowego użytkowania.

DrawBerry

DrawBerry jest narzędziem przeznaczonym do tworzenia grafiki wektorowej w komputerach typu Mac. Aplikacja pozwala na tworzenie warstw, filtrów, dodawanie gradientów, masek itd. Użytkownik może korzystać z różnego rodzaju płócien, kształtów, linii czy tekstu. Można także cofać wykonane czynności i przeglądać historię zmian - służy do tego osobne okno programu. Zarówno projekty jak i narzędzia otwierane są w niezależnych oknach, co pozwala na dostosowanie wyglądu DrawBerry do indywidualnych wymagań użytkownika. Warstwy można mieszać ze sobą na różne sposoby, mogą być także przeźroczyste w stopniu, który wcześniej ustalimy. Za pomocą panelu preferencji można wybierać rodzaj jednostek w linijce (piksele, cale, centymetry, punkty), a także dodawać szablony plików. Te ostatnie przydadzą się jeśli podczas pracy korzystamy z powtarzających się ustawień.

Inkscape

Inkscape to bezpłatny, otwartoźródłowy program do grafiki wektorowej stworzony przez część programistów tworzących wcześniej Sodipodi.

Inkscape bazuje na stworzonym przez W3C formacie SVG opisującym statyczną i animowaną grafikę dwuwymiarową. W stosunku do swojego „kuzyna”, Inkscape jest jednak bardziej dopracowany i posiada dużo wygodniejszy interfejs. Tak jak każdy pełnowartościowy program tego typu oferuje możliwość pracy z krzywymi, obiektami, tekstem itp., przy wykorzystaniu grafiki rastrowej, gradientów, grupowania obiektów i obsługi kanału alfa dla uzyskania przeźroczystości.