Растровая графика Векторная графика

Сравнение растровой
и векторной моделей.
Растровая графика
Базовым элементом изображения
является пиксел
Изображение хранится в виде простой
таблицы пикселов, каждый из которых
имеет своё значение (цвет)
Векторная графика
Базовым элементом изображения
является линия
Изображение хранится в виде
последовательности координат точек.
Line 1,6 (0,4,1,5,2,6,4,4,3,3,2,2)
Растровая графика
Масштабирование изображения может
привести к ухудшению качества, т.к.
при увеличении наблюдается
пикселизация
Векторная графика
Масштабирование изображения
происходит без потери качества и
практически без увеличения размеров
исходного графического файла
Растровая графика
Изображение плохо поддается
трансформации (поворот, искривление
и т.п.). Процедуры, которые
применяются для трансформации
рисунка, проходят с искажениями.
Например, вертикальные или
горизонтальные линии при повороте
приобретают «ступенчатый» вид.
Векторная графика
Объекты векторной графики легко
трансформируются, что не оказывает
практически никакого влияния на
качество изображения
x2,y2
x1,y1
Растровая графика
Векторная графика
Изображение выглядит вполне реально,
т.к. каждый пиксел передаёт цвет.
Можно получать живописные эффекты,
скажем, туман или дымку, добиваться
тончайшей настройки цвета, создавать
глубину, размытость, акварельность и
т.п.
Поскольку в природе прямых линий
почти не существует, то векторное
изображение выглядит не совсем
естественно. Это хорошо подходит для
искусственных объектов инженерной
графики и не годится для
фотореалистичных изображений с
большим количеством оттенков или
мелких деталей (например,
фотографий, аэрофото- и космических
снимков)
Растровая графика
Векторная графика
Хранение изображения требует
больших ресурсов памяти компьютера,
т.к. размер растрового файла - это
произведение площади изображения на
разрешение и на глубину цвета (если
они приведены к единой размерности)
Для хранения изображения требуется
небольшой объём памяти. Размер файла
не зависит от размера изображения, т.к.
сохраняется не само изображение, а
только некоторые основные данные
(координаты узлов, форма, цвет и т.п.)
Map.tif (без сжатия) – 160,4 M
Map.jpg – 3,4 M
Map.cdr (файл Corel Draw) – 1,2 M
Растровая графика
Простота и техническая
реализуемость автоматизации ввода
(цифрования) графической
информации. Существует развитая
система устройств для ввода
изображений - сканеров, видеокамер,
цифровых фотоаппаратов
Векторная графика
Сложность векторного принципа
описания изображения не позволяет
автоматизировать ввод графической
информации и сконструировать
устройство, подобное сканеру для
растровой графики
Растровая графика
Векторная графика
Качество изображения при выводе на
монитор, принтер и прочие устройства
зависит от соотношения разрешения
оригинала изображения и разрешения
печатающего устройства. Если
разрешающая способность устройства
вывода гораздо ниже, чем разрешение
оригинала, то может наблюдаться
существенное уменьшение разрешения
изображения (пикселизация).
Векторная графика даёт прекрасное
качество печати. Она максимально
использует возможности разрешения
печатающего устройства: изображение
всегда будет настолько качественным,
насколько способно данное устройство.
Другими словами, чем больше точек
сможет использовать устройство
вывода для создания объекта, тем
лучше он будет выглядеть
Растровая графика
Векторная графика
Используется для отображения и
работы с ДДЗ. Также растры
(топооснова, космический снимок и
т.п.) часто используются как
визуальный фон для слоёв
географических данных в ГИС.
Также в ГИС значения ячеек растра
могут представлять измеренную
величину какого-либо показателя,
плавно изменяющегося в пространстве
(высота, температура, осадки,
концентрация загрязнения и т.п.)
Благодаря качественному
масштабированию и трансформации
хорошо подходит для отображения
картографической информации.
Позволяет производить проекционные
преобразования практически без
потери качества. Хорошо подходит для
послойного отображения информации
в ГИС. Используется для отображения
географических объектов и явлений,
имеющих ярко выраженные границы
(береговые линии, гидросеть, дороги,
здания, границы государств и т.п.)
В целом использование растрового формата необходимо при работе с
фотоизображениями и данными дистанционного зондирования, при
создании цифровых карт, показывающих плавное изменение какого-либо
свойства (рельеф, температура, атмосферное давление, количество
осадков, плотность населения, концентрация загрязнения и т.п.).
Векторный формат предпочтителен при создании контурной графики без
большого числа цветовых оттенков, при многослойном отображении
картографической информации, в географических информационных
системах.
Примеры растровых данных
Аэрофотоснимок
Растровое изображение топокарты используется в качестве подложки.
Примеры векторных данных
Многослойная карта
Минусы растровой модели.
x2,y2
x1,y1
Растровая картинка обладает избыточной информацией,
требует больших объемов памяти компьютера, создает
серьезные трудности при обработке данных. Программы,
занимающиеся обработкой растровых изображений, работают
очень медленно.
Растровая модель представляет прямоугольные области
и поэтому является менее точной.
Ячейки растра никак не связаны между собой. Объекты в
явном виде не существуют (например, растровое изображение
дороги достаточно трудно перемещать, удалять, преобразовывать
его форму, длину).
Растровая модель плохо переносит изменение
масштаба.
Плюсы растровой модели.
Слияние позиционной и содержательной информации, в
результате чего отпадает необходимость в особых средствах
хранения и манипулирования атрибутивной частью данных.
Растр не требует предварительного знакомства с явлениями.
Данные собираются с равномерно расположенной сети точек,
что позволяет в дальнейшем на основе статистической
обработки получать объективные характеристики исследуемого
объекта. Благодаря этому растр может использоваться для
изучения новых явлений, о которых не накоплен материал.
Существенно упрощается решение аналитических задач,
многие из которых сводятся к попиксельным операциям с
пакетом растровых слоев.
Процессы растеризации много проще и быстрее, чем
векторизации.
Плюсы векторной модели
Многие приложения, использующие графику для расчетов работают
только с векторными файлами, т.к. векторная технология намного
эффективнее.
Компактность записи данных ( векторные файлы занимают объем в
несколько сотен раз меньше, чем растровые).
Меньшие затраты времени на обработку и представление.
Высокая точность. (вычисления производятся с точностью до 8 и 16
знака, в то время как в растровых моделях точка занимает ячейку
целиком, в какой бы части ее она не располагалась).
Легче осуществляются операции с точечными и линейными
объектами (редактирование).
«Бумажные карты приводят к пожарам, но хорошо выполняют декоративные функции»
Свойство/Модель данных
Растровая
Векторная
Масштабируемость
-
+
Избыточность (объем данных)
-
+
Передача непрерывных свойств
+
-
Передача дискретных объектов
-
+
Легкость создания
+
-
По сравнению с картинкой на бумаге растр обладает некоторыми
преимуществами:
изображение находится в памяти компьютера в цифровом виде,
что позволяет создавать программы для автоматического распознавания и
последующей обработки элементов изображения;
цифровое изображение можно с помощью специальных
программ преобразовывать (разрезать, сшивать, выделять элементы
одного цвета, масштабировать) и создавать в неограниченных количествах
копии на бумаге как всей картинки, так и отдельных ее фрагментов;
на одном компьютере в сжатом виде можно хранить большие
каталоги растровых изображений.