В чем заключается различие представления информации растрового и векторного типа в видеопамяти

Обновлено: 15.01.2025

Образовательная: Изучить принципы представления изображения, выявить отличия, преимущества и недостатки растровой и векторной графики.

Воспитательная: Воспитание информационной культуры учащихся. Воспитание внимательности, аккуратности, самостоятельности, умений анализировать, сравнивать и делать выводы.

Развивающая: Развитие познавательных интересов, навыков самоконтроля и умения конспектировать.

Средства обучения: проектор, компьютер, доска, раздаточный материал.

Организационный момент (приветствие и проверка отсутствующих)

Определение целей и плана работы на уроке

Изучение нового материала

Практическая работа за компьютером

Подведение итогов, выставление оценок и домашнее задание

В компьютерной графике существуют два различных подхода к представлению графической информации. Они называются, соответственно, растровым и векторным. С растровым подходом вы уже знакомы. Суть его в том, что всякое изображение рассматривается как совокупность точек разного цвета. Векторный подход рассматривает изображение как совокупность простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок и пр., которые называются графическими примитивами.

( Записать определения растровой и векторной графики в тетради)

В растровой графике графическая информация — это совокупность данных о цветах пикселей на экране. В векторной графике графическая информация — это данные, однозначно определяющие все графические примитивы, составляющие рисунок.

Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана. Сетка пикселей совпадает с координатной сеткой. Горизонтальная ось X направлена слева направо; вертикальная ось Y — сверху вниз.

Отрезок прямой линии однозначно определяется указанием координат его концов; окружность — координатами центра и радиусом; многоугольник — координатами его вершин; закрашенная область — граничной линией и цветом закраски и пр.

Для примера рассмотрим «маленький монитор» с растровой сеткой размером 10 х 10 и черно-белым изображением. На рисунке одна клетка соответствует пикселю. Приведено изображение буквы «К». Для кодирования изображения в растровой форме на таком экране требуется 100 битов (1 бит на пиксель). Далее этот код представлен в виде битовой матрицы, в которой строки и столбцы соответствуют строкам и столбцам растровой сетки (1 обозначает закрашенный пиксель, а 0 — незакрашенный).

0001000100

0001001000

0001010000

0001100000

0001010000

0001001000

0001000100

В векторном представлении буква «К» — это три линии. Всякая линия описывается указанием координат ее концов в таком виде:

Изображение буквы «К» описывается следующим образом:

Для цветного изображения кроме координат указывается еще один параметр — цвет линии.

Для создания рисунков на компьютере используются графические редакторы. Графические редакторы бывают растровыми и векторными. Графическая информация о рисунках, созданных с помощью редактора, сохраняется в файлах на диске. Существуют разнообразные форматы графических файлов. Их также можно разделить на растровые и векторные форматы. Растровые графические файлы хранят информацию о цвете каждого пикселя изображения на экране. В графических файлах векторного формата содержатся описания графических примитивов, составляющих рисунок.

Растровые графические редакторы называют программами «картинного стиля», поскольку в них есть инструменты, которые используют художники при рисовании картин: «кисти», «краски», «ластики» и др. При создании растрового изображения пользователь словно водит кистью по «электронному полотну», закрашивая каждый пиксель рисунка, или стирает закраску пикселей, используя «ластик».

При вводе изображений с помощью сканера (фотографий, рисунков, документов) также формируются графические файлы растрового формата. При выводе таких изображений на экран достигается их высокое качество. Это основное достоинство растровой графики.

Основной недостаток растровой графики — большой размер графических файлов. Простые растровые картинки занимают несколько десятков или сотен килобайтов. Реалистические изображения, полученные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, могут занимать несколько мегабайтов. По этой причине информация в файлах растрового формата, как правило, хранится в сжатом виде. Для сжатия графической информации используются специальные методы, позволяющие сократить ее объем в десятки раз.

Еще одним недостатком растровых изображений является их искажение, возникающее при изменении размеров, вращении и других преобразованиях. Картинка, которая прекрасно выглядела при одном размере, после масштабирования или вращения может потерять свою привлекательность. Например, в областях однотонной закраски могут появиться ненужные узоры; кривые и прямые линии могут приобрести пилообразную форму и т. п.

( Записать достоинства и недостатки растровой графики)

Векторная графика

Векторные изображения получаются с помощью графических редакторов векторного типа — редакторов иллюстративной графики. Эти редакторы предоставляют в распоряжение пользователя набор инструментов и команд, с помощью которых создаются рисунки. Прямые линии, окружности, эллипсы и дуги являются основными компонентами векторных изображений. Одновременно с процессом рисования специальное программное обеспечение формирует описания графических примитивов, из которых строится рисунок. Эти описания сохраняются в графическом файле.

Картинки составлены из графических примитивов с помощью редактора векторного типа.

К достоинствам векторной графики можно отнести следующие ее свойства.

Графические файлы векторного типа имеют относительно небольшие размеры. Рисунки, состоящие из тысяч примитивов, занимают дисковую память, объем которой не превышает нескольких сотен килобайтов. Аналогичный растровый рисунок требует в 100-1000 раз большую память.

Следует понимать, что различие в представлении графической информации в растровом и векторном форматах существует лишь для файлов. При выводе на экран любого изображения в видеопамяти формируется информация, содержащая данные о цвете каждого пикселя экрана.

( Записать достоинства и недостатки векторной графики)

Практическое задание

1. Получите растровый код и векторное описание для изображения букв «Н» и «Л» на чёрно-белом экране с графической сеткой 8х8.

Компьютерная графика бывает двух видов: растровая и векторная. Различаются они в способе хранения информации. Изображение в векторном формате строится с помощью математический формул (точки, линии, кривые Безье). Изображение в растровом виде представляет собой прямоугольную матрицу, состоящую из множества точек (пикселей).

Растр и вектор: сходства и различия

Каждое растровое изображение характеризуется количеством пикселей по ширине и высоте или же их произведением (измеряется в мегапикселях). По сути, такая картинка состоит из очень маленьких цветных однотонных квадратиков. Таким образом, разрешение 1280x1024 пикселей аналогично разрешению 1,3 Мп. Разрешение 22-дюймового широкоформатного монитора 1680x1050 (1,7 Мп). Некоторые современные фотоаппараты уже достигли значения 20-30 Мп.

Для изображения, хранящегося в векторном виде такого параметра как разрешение не существует, так как изображение каждый раз воссоздается с помощью набора алгебраических выражений. Поэтому при изменении масштаба картинки, качество не изменяется.

Векторные файлы понимают не каждые программы, для них нужны специальные просмотрщики. Файл, созданный программой CorelDraw, сможет открыть только CorelDraw. Также вы не сможете просмотреть превью. Поэтому для вставки в программу верстки или использовании в других целей векторный файл растрируют или конвертируют в формат .eps (но о нем чуть позже).

Растровую графику редактируют и создают с помощью растровых графических редакторов (Adobe Photoshop, Corel Painter, бесплатный Gimp и другие). Также растровая графика создается фотоаппаратами, сканерами. Векторная графика делается векторными редакторами (CorelDraw, Adobe Illustrator, Inkscape).

Преимущество растровой графики в том, что возможно создать практически любое изображение, вне зависимости от сложности. На стороне векторной графики ее масштабируемость без потери качества, что невозможно с растровыми изображениями. Однако сложное векторное изображение может сильно замедлить скорость обработки файла. Мониторы отображают информацию только в растровом виде. Для отображения векторного формата на растровом дисплее используются встроенные в видеокарту программные или аппаратные преобразователи.

Из минусов растра можно также отметить большой размер файла для простого изображения . Например, файл, описывающий окружность радиуса 1000x1000 пикселей в растре будет иметь намного больший размер, чем тот же круг в векторной форме, так как для описания векторного круга достаточно следующей информации: а) радиус; б) координаты центра окружности; в) цвет и толщина контура; г) цвет заливки круга

Содержание

Ключевые определения

Растровые данные, векторные данные.

Растровые данные против векторных данных

Что такое растровые данные

Растровые данные состоят из пикселей. Каждый пиксель имеет соответствующее значение. Сетка ячеек представляет эти данные. Другими словами, это матрица ячеек, организованных в строки и столбцы. Каждая ячейка имеет значение, представляющее информацию. Химические концентрации и высота поверхности являются некоторыми примерами растровых данных.

Что такое растровые данные и векторные данные

Растровые данные просты. Их легче имитировать, так как все клетки имеют одинаковый размер и одинаковую форму. С другой стороны, растровые данные могут привести к потере информации. Также может быть трудно установить сетевые соединения. Более того, если нет специального аппаратного обеспечения или алгоритмов, проекционные преобразования могут занимать много времени.

Что такое векторные данные

Векторные данные используют последовательные точки или вершины для представления данных. Каждая вершина содержит координату x и координату y. Административные границы, линейные объекты, дороги и реки являются некоторыми примерами векторных данных. Кроме того, векторные данные отображают широту и долготу с использованием линий, точек, многоугольников и т.д.

Векторные данные дают множество преимуществ. Это помогает описать всю топологию. Это также помогает представлять точную графику. Кроме того, также возможно обобщать и обновлять растровые данные. Однако это сложная структура данных. Их сложно смоделировать, так как каждая единица имеет различную топологическую форму. Кроме того, отображать высококачественные цвета может быть дорого.

Разница между растровыми и векторными данными

Определение

Тип данных

Важно, что в то время, как растровые данные являются непрерывными данными, векторные данные являются дискретными данными.

Представление данных

Другое различие между растровыми и векторными данными состоит в том, что растровые данные представляют данные в ячейках или в матрице сетки, тогда как векторные данные представляют данные с использованием последовательных точек или вершин.

Cложность

Более того, растровые данные проще, чем векторные данные. Следовательно, это также разница между растровыми и векторными данными.

Примеры

Температура, давление воздуха, рН грунта, экотоны, высота, расход и расстояние являются некоторыми примерами растровых данных. Однако административные границы, линейные объекты, дороги и реки являются некоторыми примерами векторных данных.

Заключение

Разница между Дендрохронологией и Дендроклиматологией

Разница между биосферой и литосферой

Основное различие между биосферой и литосферы в том, что биосфера является частью земной коры и атмосферы и основой её является живая материя, в то время как литосфера твердая оболочка […]

Разница между Электронным обучением и Мобильным обучением

Основное различие между Электронным обучением и Мобильным обучением заключается в том, что Электронное обучение происходит с помощью ноутбуков и настольных компьютеров, тогда как Мобильное обучение […]

Разница между университетом и колледжем

Изображение, построенное с помощью растровой технологии, представляет собой набор точек разных цветов – пикселей. Слово «растр» произошло от латинского «rastrum» и означает «решетка». Такая форма представления изображений действительно напоминает решетку из множества точек.

Растровая картинка состоит из пикселей такого маленького размера, что глаз человека воспринимает только все изображение целиком, не замечая, что оно состоит из отдельных точек. Такая графика обычно хранится в форматах JPEG, PNG, GIF.

Чтобы увидеть, как устроено такое изображение, можно увеличить масштаб картинки в одном из этих форматов файлов. Получится нечто напоминающее мозаику: сетка из квадратных точек. Качество растрового изображения зависит от числа пикселей и разнообразия оттенков цветов: чем больше, тем оно получается лучше. Например, чтобы получить качественную фотографию размером на лист А4, понадобится картинка из 8 миллионов точек.

Векторная графика

Слово «вектор» происходит от латинского «vector» и переводится как «несущий». Такая графика представляет собой не набор отдельных цветных точек, а математические формулы, описывающие элементы и направления их движения.

Каждая геометрическая фигура может задаваться формулой. Например, чтобы получить треугольник, компьютер получает данные о его размерах и местоположении и рисует готовое изображение. С помощью заранее известных формул можно вывести на экран линии, кривые, окружности, многоугольники и даже текст.

Достаточно только формулы фигуры, толщины и цвета линий, чтобы получить изображение любого размера. Такая картинка всегда идеальна по качеству и может быть распечатана в любом масштабе. При любом изменении размеров компьютер сам пересчитывает формулу и обновляет изображение, оставляя его контуры и границы четкими.

Основные отличия

Векторная и растровая графика используется в разных сферах, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Различие между ними заключается в следующих особенностях:

растровая графика используется для получения качественного изображения с большой палитрой оттенков (при соответствующем количестве пикселей) и подходит для обработки и печати фотографий и художественных рисунков
векторная графика идеальна для отображения чертежей, схем, дизайнерских проектов, а также таких изображений, где может понадобиться изменение масштаба

При этом оба вида форматов могут дополнять друг друга и использоваться в комплексе. Например, в векторных файлах может содержаться растровая картинка. Такое сочетание часто применяется в верстке и полиграфии, помогая распечатать качественные материалы.

В своей работе мы каждый день используем оба типа графики. При подготовке макетов к распечатке всегда приходится выбирать, в каком формате создавать изображения. Решающее значение всегда зависит от конкретной цели и желаемого результата.

Подготавливая продукцию для печати, стоит учитывать, что в векторной графике линии и обводки должны иметь минимальную толщину от 0,07 мм (0,2 пункта).

В растровых полутоновых форматах (Contone) рекомендуется минимальное разрешение от 300 точек на дюйм (или в самом низком качестве – не меньше 150). В растровых битовых изображениях (Bitmap) качество должно быть от 300 пикселей на дюйм, а лучшего всего от 600 и выше.

При сжатии растровых форматов файлов лучше всего выбрать технологию ZIP, а для файлов в формате JPEG лучше всего установить максимальное значение показателей качества.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также: