Какая разница между растровой и векторной графикой

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

Растр и вектор: сходства и различия

1. 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). Стандартное видео 640x480 — около 0,3 Мп. Некоторые современные фотоаппараты уже достигли значения 10 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.

2. Векторные файлы понимают не каждые программы. Файл, созданный программой CorelDraw, сможет открыть только CorelDraw. Также вы не сможете просмотреть превью. Поэтому для вставки в программу верстки или использовании в других целях векторный файл растрируют или конвертируют в формат *.eps. 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, бесплатный Inkscape).

3. Графический файл может быть представлен различными цветовыми схемами. Bitmap-изображение создается черными и белыми точками (1 бит, 2 цвета). Grayscale представляет собой черно-белое изображение (256 цветов, 8 бит). Для просмотра графики на экране монитора или публикации в Интернете, используется цветовая модель RGB (красный, зеленый, синий — 24 бита, 16,7 млн. цветов). Для печати на физическом устройстве — модель CMYK (голубой, пурпурный, желтый, “черный” — 32 бита, 4,3 млрд. цветов). В случае, если каждый цвет кодируется не 8, а 12 битами, размерность RGB становится равна 36 бит, а CMYK — 48 бит.

4. 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.

5. Перевести векторную графику в растр достаточно просто. Обратная процедура выполняется специальными утилитами-трассировщиками и дает приемлемый результат только для однотонных, контрастных и качественных картинок. Фотографию в вектор перевести вряд ли удастся.

Форматы растровой графики

Все форматы делятся на три группы. Без сжатия, сжатие без потерь и сжатие с потерями. В файле также может храниться дополнительная информация. Например, все файлы, снятые цифровыми фотоаппаратами имеют данные EXIF (модель фотоаппарата, дата и параметры съемки, разрешение и т.п.).

TIFF (Tagged Image File Format — .tif или .tiff) — популярный растровый формат, поддерживающий практически все известные цветовые пространства. Вариант без сжатия практически стал стандартом в полиграфии. Возможно применение различных алгоритмов сжатия без потерь и с потерями.

PSD (.psd) — внутренний формат Adobe Photoshop. Тем не менее, в виду его распространенности, .psd “понимают” многие программы сторонних разработчиков. Несжатый формат.

RAW (.nef, .crw, .raf и другие) — графический формат данных, хранящий “сырые” данные, полученные с цифрового фотоаппарата. Единого стандарта не существует, каждый производитель фотокамер использует свой формат, поэтому не все графические пакеты имеют полную поддержку RAW. После преобразования RAW-файл обычно сохраняют в TIFF или JPEG. Профессиональные фотографы предпочитают снимать именно в RAW, так как он позволяет контролировать многие параметры постобработки фотографии. Может использовать различные варианты сжатия, поэтому по размеру обычно больше чем JPG, но меньше TIFF.

DNG (Digital Negative — .dng) — формат файлов, разработанный Adobe Systems для создания единого стандарта для файлов RAW. Однако разработчики фотокамер пока не спешат его внедрять в свои устройства.

PNG (Portable Network Graphics — .png) — растровый графический формат, использующий сжатие без потерь. Создан для замены формата GIF, т.е. основная сфера его применения — сеть Интернет. Имеет ряд преимуществ, по сравнению с устаревающим GIF. Впрочем, PNG не умеет создавать анимированные картинки и степень сжатия ненамного превосходит предшественника. Также не все веб-браузеры одинаково отображают содержимое png-файлов.

GIF (Graphics Interchange Format — .gif) — популярный некогда формат. Поддерживает не более 256 цветов одновременно, в отличие от PNG. Зато GIF-файлы обладают небольшим размером и поддерживают простейшую анимацию (смена кадров в одной файле).

BMP (Bitmap — .bmp, .dib и .rle) — формат, созданный Microsoft, за счет чего в свое получил широкое распространение. Максимальный размер изображения 65535×65535 пикселей. В настоящее время относится к вымирающим видам. К тому же виду относится и аналогичный формат PCX, разработанный еще в эпоху MS-DOS, и хорошо сжимающий лишь простые рисунки.

JPEG (Joint Photographic Experts Group — .jpeg, .jpg, jfif) — пожалуй, самый известный растровый формат. Используется сжатие с потерей качества. При сильном сжатии проявляется эффект “квадратиков” (пикселей 8x8). Не поддерживает прозрачность (в отличие от TIF, PNG, GIF). Несколько лет назад был создан формат JPEG2000 (.jp2), который использует более мощный алгоритм сжатия на базе вейвлет-преобразования, однако так и не смог вытеснить прародителя.

Форматы векторной графики

Количество векторных форматов несколько меньше, чем растровых, и для редактирования большинства из них требуется родной векторный редактор. Просмотреть векторную картинку обычными просмотрщиками изображений вряд ли удастся.

EPS (Encapsulated PostScript) — стандарт в полиграфии. Формат EPS был создан компанией Adobe на основе языка PostScript и послужил базой для создания ранних версий формата Adobe Illustrator. Может содержать растровые изображения, векторные изображения, а также их комбинации. Также поддерживаются все основные цветовые пространства: Grayscale, RGB, CMYK, Lab, Multi-channel.

SVG (от англ. Scalable Vector Graphics — .svg) — язык разметки масштабируемой векторной графики, созданный Консорциумом всемирной паутины (W3C). Входит в подмножество расширяемого языка разметки XML. Поддерживает неподвижную, анимированную и интерактивную графику. Это открытый стандарт. Поддерживается большинством веб-браузеров, но обладает рядом ограничений в сфере применения.

CDR (.cdr) — внутренний формат программы CorelDraw. Формат CDR более новой версии несовместим со старыми версиями. Т.е. открыть в CorelDraw X3 файл, созданный в X4, невозможно. Поэтому при передаче CDR-файл старайтесь сохранять его в одной из более ранних версий. Также знайте, что растровая фотография, помещенная в публикацию CDR не становится векторной. Для создания EPS нужно выполнить операцию экспорта изображения.

AI (.ai) — внутренний формат программы Adobe Illustrator. Формат AI каждой новой версии также несовместим с предыдущими версиями. Умеет сразу сохранять в EPS.

WMF (Windows Metafile — .wmf) — еще один формат от компании Microsoft. На этот раз векторный. Поддерживается рядом веб-браузеров и большинством графических программ. Однако не рекомендуется к использованию при создании сложных изображений; также он плохо работает с цветом. Можно отнести к устаревающему виду.