Grafica vectoriala

Grafica vectoriala

Prin acest procedeu imaginile sunt formate din obiecte (grupuri de linii sau curbe) descrise prin formule matematice care stabilesc dimensiunea, pozitia si orientarea lor. Aceste desene pot fi redimensionate si rotite fara  sa-si piarda din calitate, deoarece ele se regenereaza la orice dimensiune si in orice pozitie prin formulele matematice prin care au fost descrise.

Fig.3 Fig 4.

Principalul lor dezavantaj consta in faptul ca, fiind alcatuite din obiecte descrise cu formule matemetice, atat numarul acestor obiecte cat si complexitatea lor sunt limitate, depinzand de biblioteca de formule matematice folosita de programul de desenare.

Un exemplu de program care foloseste acest tip de grafica este Corel.

Toate imaginile reprezentate vectorial sunt generate de calculator prin utilizarea a diferite pachete software specializate, cum ar fi cele de Proiectare Asistata de Calculator (CAD - Computer Aided Design), folosite de catre arhitecti, de exemplu, sau pachetul de editare grafica 'CorelDraw!' .

Intr-o imagine reprezentata vectorial, toate primitivele grafice (linii, dreptunghiuri, elipse, arce de cerc, etc.) ce formeaza obiectele componente, sunt definite prin perechile de coordonate ale punctelor lor esentiale. De exemplu, pentru un dreptunghi, se vor defini perechile de valori (x1, y1) si (x2, y2), acestea fiind coordonatele a doua colturi diagonal opuse ale respectivului dreptunghi. Aceasta informatie e suficienta nu numai pentru a defini dimensiunile dreptunghiului in discutie, ci si pozitia acestuia in cadrul imaginii. In plus, pentru fiecare primitiva grafica componenta se mai pot furniza informatii suplimentare, cum ar fi culoarea conturului, culoarea interiorului, tipul de hasura pentru interior, etc.

Aceasta permite ca figurile complexe sa poata fi stocate in fisiere foarte compacte.

Dimensiunea acestor fisiere depinde in mod direct proportional cu numarul de obiecte ce compun imaginea, iar un fisier cu multe obiecte componente nu este numai mare ca dimensiune, ci si necesita un timp mare pentru afisarea imaginii.

Modificarea dimensiunilor unei imagini reprezentate vectorial se poate face cu usurinta si fara pierderi de informatie, fiind vorba doar de operatii de scalare a parametrilor primitivelor grafice componente.

Grafica vectoriala poate fi utilizata pentru reprezentarea imaginilor 'din realitatea inconjuratoare', dar acest lucru necesita o cantitate impresionanta de procesare, impartirea in primitive grafice fiind foarte dificila.

Conversia formatelor (format conversion) reprezinta transformarea datelor dintr-un format in altul, acceptat de alt sistem (de regula, la exportul sau importul datelor).

fConversia din format raster in format vector (vectorization, raster to vector conversion) - conversia automata sau semiautomata a reprezentarii raster a obiectelor spatiale in format vector, cu ajutorul setului de operatii, incluzind, de regula:

■ «scheletizarea» (skeletonization) liniei raster a inscrierii;

■ «subtierea» ei (thinning);

■ generalizarea cu utilizarea operatorilor de spatiere, adica inlaturarea punctelor intermediare suplimentare in inscrierile digitale ale liniilor (weeding), simplificarii desenului (smoothing);

■ inlaturarea liniilor «suspendate» (dangle line).

Conversia din format raster in format vector este mentinuta de mijloace specializate de program, numite vectorizatori. Vectorizatorii simpli, care indeplinesc trasarea (tracing) imaginilor in format raster sau straturilor de date, pot intra in componenta redactorilor grafici sau mijloacelor de program deservind numai operatiile grafice.

Conversia din format vector in format raster (rasterization, gridding, vector to raster conversion) numita si rasterizare reprezinta transformarea (conversia) reprezentarii vector a obiectelor spatiale in reprezentare raster prin atribuirea elementelor raster semnificatii care corespund apartenentei sau ne-apartenentei la ele a elementelor inscrierilor vectoriale a obiectelor.

Pentru grafica pe calculator se folosesc numeroase formate de fisiere, dintre care mentionam:

■ Windows Bitmap (BMP) - originar in mediile Windows, poate avea doua forme:

► compresata utilizand RLE (run length encoding) sau

► necompresata, putand suporta imagini color pe 24 biti/pixel.

■ Drawing eXchange Format (DXF) - a fost dezvoltat cu scopul de a interschimba fisierele intre aplicatiile AutoCAD si este folosit mai ales in domeniul proiectarii asistate de calculator.

■ Encapsulated Postscript (EPS) - este un format conceput de Adobe, sub-set al limbajului de descriere Postscript. Este un format de tip meta-fisier si suporta atat imagini raster, cat si vectoriale. Fisierele EPS pot fi utilizate pentru listarea imaginilor la o imprimanta compatibila Postcript si pot fi de tip:

► ASCII - includ o descriere textuala a imaginii (pentru imprimanta si pentru display)

► binar - comenzile grafice sunt substituite de numere

Dezavantajele majore ale EPS-ului sunt absenta comprimarii si dificultatea de a fi convertit intr-un alt format.

■ FlashPix - a fost dezvoltat de Kodak, Hewlett-Packard, Live Picture si Microsoft ca standard universal spre a fi folosit de aplicatii, servicii on-line si hardware.

Un fisier FlashPix contine in plus fata de imaginea originala un numar de imagini la rezolutie si calitate mai coborate pentru a fi accesate in etapele de previzualizare.

Un fisier FlashPix poate memora si informatii suplimentare descriptive, utile pentru sisteme de gestiune a bazelor de date vizuale. Tehnica de compresie JPEG se poate preta pentru comprimarea fisierelor in format FlashPix.

■ PCX - este un format creat de ZSoft, utilizeaza compresia RLE si a fost foarte popular; in prezent fiind inlocuit de formate mai performante.

■ PICT/PICT2 - se adreseaza aplicatiilor grafice de pe Macintosh, putand stoca imagini bitmap si vectoriale (8 biti si 24 biti per pixel).

■ Tagged Image File Format (TIFF) - a fost dezvoltat de Aldus ca standard pentru imagini scanate, folosit ulterior pentru schimbul de informatii grafice intre aplicatii si platforme eterogene. Se utilizeaza pentru imagini de calitate si poate avea mai multe tipuri:

►TIFF B - imagini alb-negru (2 culori)

►TIFF G - imagini nuante de gri (greyscale)

►TIFF P - imagini + palete de culori

►TIFF R - imagini 32 biti/pixel

Fisierele TIFF pot fi compresate cu algoritmul LZW (Lempel-Ziv-Welch) cu rate foarte bune de comprimare. Algoritmul LZW este marca inregistrata corporatiei Unisys. Un fisier TIFF este capabil a stoca imagini de la cele monocrome si pana la cele cu 16.7 milioane de culori. Nu ofera nici un avantaj major fata de JPEG si pare sa piarda din popularitate.

■ Computer Graphics Metafile (CGM) - este un standard creat de ANSI ca format grafic international, privit drept baza pentru stocarea si portabilitatea imaginilor.

■ Portable Network Graphics (PNG) - este un format grafic comprimat fara pierderea calitatii imaginii originale care stocheaza metadate. Metadatele pot include descrieri, cuvinte cheie, coduri de clasificare si date suplimentare, in vederea prelucrarii continutului grafic in maniera inteligenta, independenta de platforma. PNG este o alternativa la formatul GIF prezentat mai jos.

■ Scalable Vector Graphics (SVG) - este o recenta (februarie 1999) directie initiata de consortiul Web in domeniul graficii vectoriale.

■ Graphics Interchange Format  - GIF - (GIF87a, GIF89a): propus initial de catre corporatia UNISYS si Compuserve, pentru transmiterea de imagini pe linii de telefon utilizand modemurile. Implementeaza algoritmul de compresie Lempel-Ziv Welch, modificat putin pentru grupari de pixeli de dimensiunea unei linii de scan. Utilizarea sa se limiteaza doar la imagini cu maxim 256 culori (adancimea de culoare maxima: 8). Suporta intreteserea liniilor de imagine, putandu-se trasa imaginea, plecand de la conturul complet si neclar al sau, si marind detaliul pana cand apare imaginea completa. Specificatiile GIF89a suporta efecte simple de animatie si transparenta.

■ JPEG - un standard pentru compresii de imagini statice, creat de Joint Photographics Experts Group. Metoda de compresie este de tip 'cu pierderi', fiind conceputa astfel incat sa se profite de limitarile in perceptia video a ochiului uman. Permite setarea raportului calitate/compresie. Lucreaza cu aceeasi adancime de culoare, 24 (16.7 milioane de culori), indiferent de numarul total de culori din imagine. Este in momentul de fata unul dintre cele mai frecvent intalnite formate de fisiere grafice.

■ XBM: XBM - X Window Bitmap - format grafic standard pentru sistemul X Window sub UNIX. Suporta harti de biti cu adancimi de culoare de pana la 24 biti.

■ DXF - format vectorial de fisiere grafice utilizat de pachetele de proiectare asistata de calculator (CAD - Computer Aided Design).

In cele ce urmeaza vor fi prezentate trei dintre cele mai cunoscute si utilizate formate grafice si anume BMP, GIF si JPEG.

Ele sunt total diferite si totusi aceleasi. Ele vin pe cai diferite si sunt reprezentate in mod asemanator. Indiferent daca este vorba despre informatii de imagine care provin de pe harddisk sau din Internet prin linia telefonica - ele au ceva comun: sunt stocate intr-un format special, in fisiere de imagine. Imaginile ocupa, de regula, mult spatiu pe harddisk. De multe ori este mai bine ca o imagine sa fie convertita intr-un alt format de fisier, pentru a evita acest lucru. Insa, in cazul unor formate, la comprimare apare o pierdere a calitatii, care nu poate fi ignorata, mai ales cand este vorba despre imprimarea unor imagini color.

Cine lucreaza cu programe de prelucrare de imagini sau doreste sa arhiveze asemenea fisiere trebuie sa stie care format de fisier este cel mai potrivit pentru o anumita aplicatie. In cele ce urmeaza vor fi prezentate trei dintre cele mai importante formate de fisiere. Vor fi de asemenea reliefate pe larg avantajele si dezavantajele fiecarui format in parte.