Векторные форматы: основные виды файлов
Содержание:
Векторные графические форматы файлов
Векторный формат файлов, создаваемых программой Adobe Illustrator. У Adobe Illustrator большое число версий — Adobe Illustrator 3, Adobe Illustrator 4, Adobe Illustrator 5 и т.д. Формат ai каждой новой версии несовместим с более старыми версиями, что означает, например, файл, сохраненный в версии Adobe Illustrator 9 может быть открыт в более новой версии программы (Adobe Illustrator 10, CS, CS2 и т.д.), но не может быть открыт в более старой версии программы (Adobe Illustrator 8, 7, 6 и т.д.), хотя с версии Adobe Illustrator 10 поддерживается возможность импорта файлов более новых версий. Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с другими программами (например, различные эффекты Adobe Illustrator и градиентная заливка могут не передаваться в другие форматы).
cdr
Векторный формат файлов, создаваемых программой CorelDraw. У CorelDraw большое число версий — CorelDraw 3, CorelDraw 4, CorelDraw 5 и т.д. Формат cdr каждой новой версии несовместим с более старыми версиями, что означает, например, файл, сохраненный в версии CorelDraw 9 может быть открыт в более новой версии программы (CorelDraw 10, 11, 12 и т.д.), но не может быть открыт в более старой версии программы (CorelDraw 8, 7, 6 и т.д.). Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с другими программами (например, различные эффекты CorelDraw и градиентная заливка могут не передаваться в другие форматы).
cmx
Corel Presentation Exchange — формат графических программ корпорации Corel, предназначенный для передачи рисунков между разными программами. Формат поддерживается, начиная с версии CorelDraw 6.
eps
Относительно универсальный векторный формат файлов, поддерживаемый большинством векторных редакторов — CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand и различными узкоспециализированными программами (для плоттерной резки, гравировки, выжигания на дереве и т.д.). Формат имеет много версий и, но каждая программа поддерживает его только до опеределенной версии (например, CorelDraw поддерживает только версии до EPS 7). Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков.
fla, fh
Исходные Flash-файлы, создаются в Adobe Flash .
svg
Сокращение от англ. Scalable Vector Graphics. Основан на XML язык разметки, предназначенный для описания двухмерной векторной графики. Формат поддерживается многими веб-браузерами и может быть использован при оформлении веб-страниц. Но, формат не обеспечивается высокого качества в отношении сложных рисунков и имеет ограничения по сфере своего использования.
swf
Flash-формат, который может просматриваются с помощью Flash Player, устанавливамый как plugin в браузер.
wmf
Windows Metafile — графический формат файла в системе Microsoft Windows. Универсальный векторный формат, поддерживаемый большинством векторных редакторов. Но, формат не обеспечивает высокое качество для сложных рисунков и имеет очень ограниченное число поддерживаемых эффектов, поэтому для профессионального использования не подходит и используется преимущественно частными пользователями. Формат поддерживается рядом веб-браузеров и может быть использован при оформлении веб-страниц.
Как изображать
Вектор из одного числа (скаляр) отображается в виде точки на числовой прямой.
Графическое представление скаляра. Записывается в круглых скобках
Вектор из двух чисел отображается в виде точки на плоскости осей Х и Y. Числа задают координаты вектора в пространстве — это такая инструкция, по которой нужно перемещаться от хвоста к стрелке вектора. Первое число показывает расстояние, которое нужно пройти вдоль оси Х; второе — расстояние по оси Y. Положительные числа на оси Х обозначают движение вправо; отрицательные — влево. Положительные числа на оси Y — идём вверх; отрицательные — вниз.
Представим вектор с числами −5 и 4. Для поиска нужной точки нам необходимо пройти влево пять шагов по оси Х, а затем подняться на четыре этажа по оси Y.
Графическое представление числового вектора в двух измерениях
Вектор из трёх чисел отображается в виде точки на плоскости осей Х, Y и Z. Ось Z проводится перпендикулярно осям Х и У — это трёхмерное измерение, где вектор с упорядоченным триплетом чисел: первые два числа указывают на движение по осям Х и У, третье — куда нужно двигаться вдоль оси Z. Каждый триплет создаёт уникальный вектор в пространстве, а у каждого вектора есть только один триплет.
Если вектор состоит из четырёх и более чисел, то в теории он строится по похожему принципу: вы берёте координаты, строите N-мерное пространство и находите нужную точку. Это сложно представить и для обучения не понадобится.
Графическое представление числового вектора в трёх измерениях. Для примера мы взяли координаты −5, 2, 4
Помните, что все эти записи и изображения с точки зрения алгебры не имеют отношения к нашему реальному трёхмерному пространству. Вектор — это просто какое-то количество абстрактных чисел, собранных в строгом порядке. Вектору неважно, сколько там чисел и как их изображают люди. Мы же их изображаем просто для наглядности и удобства.
Например, в векторе спокойно может быть 99 координат. Для его изображения нам понадобилось бы 99 измерений, что очень проблематично на бумаге. Но с точки зрения вектора это не проблема: перемножать и складывать векторы из двух координат можно так же, как и векторы из 9999999 координат, принципы те же.
Кодирование графической информации
Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета.
Число цветов (К), воспроизводимых на экране дисплея, зависти от числа бит (N), отводимых в видеопамяти под каждый пиксель:
K=2N
Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит (RGB), т.е. для каждого из цветов возможны K = 28 = 256 уровней интенсивности. Один бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов).
Величину N называют битовой глубиной.
Страница — раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана (одной «картинке» на экране). В видеопамяти одновременно могут размещаться несколько страниц.
Если на экране с разрешающей способностью 800 х 600 высвечиваются только двухцветные изображения, то битовая глубина двухцветного изображения равна 1, а объем видеопамяти на одну страницу изображения равен 800 * 600 * 1 = 480000 бит = 60000 байт.
Для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов — 16 будет таким: 640 * 350 * 4 * 2 = 1792000 бит = 218,75 Кбайт
Количество используемых цветов — 16, это 24, значит, битовая глубина цвета равна 4.
Что такое векторная графика
Фотография и ее векторны аналог
В векторной графике создают изображения при помощи математических формул, которые представляют собой своего рода набор объектов, отрезков. Растровая графика – это изображения из пикселей, совокупностей точек.
Эти два подраздела неразрывно связаны между собой. К примеру, просматривая изображение, вы не увидите на мониторе набор формул. Вам будет показана непосредственно картинка. Векторная графика преобразуется в растровую перед выводом на экран. Этот процесс происходит автоматически посредством работы видеокарты.
В основе векторной графики лежит линия. Формулы задают ее координаты. Таким образом, создается контур изображения. Это понятие подразумевает собой 2D графику.
Свойства картинки (цвет заливки, толщина линий и т.д.) находятся в прерогативе растровой графики.
Примеры векторных изображений:
- Векторная карта России с регионами
- Векторная карта Украины
- Плоские иконки с изображениями бытовой техники
- Иконки животных в мималлистичном стиле
Поддержка приложения
Программное обеспечение можно запрограммировать для рендеринга изображений SVG с помощью такой библиотеки , как librsvg, используемой GNOME с 2000 года, или Batik . Изображения SVG также можно преобразовать в любой желаемый популярный формат изображения с помощью ImageMagick , бесплатной утилиты командной строки (которая также использует librsvg под капотом).
Другие варианты использования SVG включают встраивание для использования в текстовых редакторах (например, с LibreOffice ) и настольных издательских системах (например, Scribus ), построение графиков (например, gnuplot ) и импорт путей (например, для использования в GIMP или Blender ). Microsoft 365 и Microsoft Office 2019 предлагают поддержку экспорта, импорта и редактирования изображений SVG. Равномерное идентификатор типа для SVG используется Apple , это и соответствует и .
Линейная алгебра
Есть математика: она изучает абстрактные объекты и их взаимосвязи. Благодаря математике мы знаем, что если сложить два объекта с ещё двумя такими же объектами, то получится четыре объекта. И неважно, что это были за объекты: яблоки, козы или ракеты. Математика берёт наш вещественный мир и изучает его более абстрактные свойства.
Внутри математики есть алгебра: если совсем примитивно, то в алгебре мы вместо чисел начинаем подставлять буквы и изучать ещё более абстрактные свойства объектов.
Например, мы знаем, что если a + b = c, то a = c − b. Мы не знаем, что стоит на местах a, b или c, но для нас это такой абстрактный закон, который подтверждается практикой.
Внутри алгебры есть линейная алгебра — она изучает векторы, векторные пространства и другие абстрактные понятия, которые в целом относятся к некой упорядоченной информации. Например, координаты ракеты в космосе, биржевые котировки, расположение пикселей в изображении — всё это примеры упорядоченной информации, которую можно описывать векторами. И вот их изучает линейная алгебра.
В программировании линейная алгебра нужна в дата-сайенс, где из упорядоченной информации создаются алгоритмы машинного обучения.
Если представить линейную алгебру в виде дома, то вектор — это кирпич, из которого всё состоит. Сегодня разберёмся, что такое вектор и как его понимать.
История развития
SVG был разработан рабочей группой W3C SVG, начиная с 1998 года, после того, как в этом году было получено шесть конкурирующих заявок на векторную графику:
- Веб-схемы, от CCLRC
- PGML от Adobe Systems , IBM , Netscape и Sun Microsystems
- VML от Autodesk , Hewlett-Packard , Macromedia , Microsoft и Vision
- Hyper Graphics Markup Language (HGML) от Orange UK и PRP
- WebCGM от Boeing , InterCAP Graphics Systems, Inso Corporation , CCLRC и Xerox
- DrawML, от Excosoft AB
В то время рабочую группу возглавлял Крис Лилли из W3C.
Версия 1.x
- SVG 1.0 стал Рекомендацией W3C 4 сентября 2001 г.
- SVG 1.1 стал Рекомендацией W3C 14 января 2003 года. Спецификация SVG 1.1 разбита на модули, чтобы можно было определять подмножества как профили. Кроме того, между SVG 1.1 и SVG 1.0 очень мало различий.
- SVG Tiny 1.2 стал Рекомендацией W3C 22 декабря 2008 года. Первоначально он был разработан как профиль запланированного SVG Full 1.2 (который с тех пор был заменен SVG 2), но позже был переработан как отдельная спецификация. Это вообще плохо поддерживается.
- Второе издание SVG 1.1, которое включает в себя все исправления и уточнения, но не было выпущено никаких новых функций к исходному SVG 1.1 16 августа 2011 года.
- SVG Tiny 1.2 Portable / Secure, более безопасное подмножество профиля SVG Tiny 1.2, представленное в качестве чернового стандарта IETF 29 июля 2020 года. Также известно как SVG Tiny P / S. SVG Tiny 1.2 Portable / Secure является требованием проекта стандарта BIMI .
Версия 2.x
SVG 2.0 удаляет или отменяет некоторые функции SVG 1.1 и включает новые функции HTML5 и Web Open Font Format :
- Например, SVG 2.0 удаляет несколько элементов шрифта, таких как и (заменяется форматом шрифта WOFF).
- Атрибут является устаревшим в пользу CSS.
- Были добавлены такие функции HTML5, как и атрибуты.
- Функции обработки текста из SVG Tiny 1.2 аннотированы для включения, но еще не формализованы в тексте. Некоторые другие функции 1.2 были тщательно отобраны, но SVG 2.0 в целом не является расширенным набором SVG tiny 1.2.
Он достиг стадии рекомендации кандидата 15 сентября 2016 года. Последний проект был выпущен 26 мая 2020 года.
Мобильные профили
В связи с отраслевым спросом в SVG 1.1 были представлены два мобильных профиля: SVG Tiny (SVGT) и SVG Basic (SVGB).
Это подмножества полного стандарта SVG, в основном предназначенные для пользовательских агентов с ограниченными возможностями. В частности, SVG Tiny был определен для мобильных устройств с жесткими ограничениями, таких как сотовые телефоны ; он не поддерживает стили или сценарии. SVG Basic был определен для мобильных устройств более высокого уровня, таких как смартфоны .
В 2003 году 3GPP , международная группа телекоммуникационных стандартов, приняла SVG Tiny в качестве обязательного мультимедийного формата векторной графики для телефонов следующего поколения. SVGT является обязательным форматом векторной графики, а поддержка SVGB является необязательной для службы обмена мультимедийными сообщениями (MMS) и службы потоковой передачи с коммутацией пакетов. Позже он был добавлен в качестве необходимого формата для векторной графики в подсистеме мультимедиа IP 3GPP (IMS).
Отличия от немобильного SVG
Ни один из мобильных профилей не включает поддержку полной объектной модели документа (DOM), в то время как только SVG Basic имеет дополнительную поддержку сценариев, но поскольку они являются полностью совместимыми подмножествами полного стандарта, большая часть графики SVG может отображаться на устройствах, поддерживающих только мобильные профили.
SVGT 1.2 добавляет microDOM (μDOM), стили и сценарии.
Стандарт MPEG-4 Part 20 — облегченное представление сцены приложения (LASeR) и простой формат агрегирования (SAF) основан на SVG Tiny. Он был разработан MPEG ( ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11) и опубликован как ISO / IEC 14496-20: 2006. Возможности SVG расширены в MPEG-4 Part 20 ключевыми функциями для мобильных сервисов, такими как динамическое обновление, двоичное кодирование, представление шрифтов на современном уровне. SVG также был включен в MPEG-4 Part 11 в формате Extensible MPEG-4 Textual (XMT) — текстовое представление мультимедийного контента MPEG-4 с использованием XML .
Характеристика векторной графики
Основные достоинства векторной графики:
- Удобство ее использования для изображений, состоящих из элементов, которые могут быть разложены на простейшие геометрические объекты (линии, окружности, многоугольники, текст и т.п.).
- Векторные данные легко масштабируются и поддаются различного рода манипуляциям (в том числе вращению, вытягиванию, сжатию и т.п.).
- Векторные изображения легко адаптируются к различным устройствам вывода и принципиально могут быть преобразованы в другой векторный формат, но в этом случае могут появиться проблемы, связанные с использованием программами разных алгоритмов и математики при построении одних и тех же объектов.
- Векторная графика экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, в частности, координаты опорных и управляющих точек, используя которые программа всякий раз заново воссоздает изображение. Кроме того, описание цветовых характеристик не сильно увеличивает размер файла, поскольку данные о цвете идентичны для всего объекта.
- Объекты векторной графики легко трансформируются и ими легко манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения ввиду того, что растеризация изображения (пространственная или линейная дискретизация элементов — это неизбежный этап) происходит в момент вывода на внешнее устройство (экран или печатающее устройство).
- Векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства (изображение всегда будет выглядеть настолько качественно, насколько позволяет данное устройство).
- Важным преимуществом программ векторной графики является развитая интеграция векторных изображений и текста, единый подход к ним, и как следствие, — возможность создания конечного продукта (в отличие от программ точечной графики). Поэтому редакторы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежнографических и оформительских работ.
Основные недостатки векторной графики:
- Проблематичность ее использования для передачи сложных изображений (например фотографий).
- Визуализация векторных изображений может потребовать значительно больше времени, чем растрового файла такой же сложности, поскольку каждый элемент изображения должен быть воспроизведен отдельно и в определенной последовательности.
- Программная зависимость, поскольку не существует принципиальной возможности создать единый стандартный формат, который бы позволял свободно открывать любой векторный документ в любой векторной программе.
- Bекторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер или цифровая фотокамера для точечной графики.
При редактировании векторной графики изменяется в первую очередь форма объекта, а цвет играет второстепенную роль. Векторные изображения используются для отображения объектов с четкой границей и ясными деталями, например, шрифтов, логотипов, графических знаков, орнаментов, декоративных композиций в рекламе и полиграфической продукции.
Растровая графика
Растровое изображение представляет картину, состоящую из массива точек на экране, имеющих такие атрибуты как координаты и цвет.
Пиксель – наименьший элемент изображения на экране компьютера. Размер экранного пикселя приблизительно 0,0018 дюйма.
Растровый рисунок похож на мозаику, в которой каждый элемент (пиксель) закрашен определенным цветом. Этот цвет закрепляется за определенным местом экрана. Перемещение фрагмента изображения «снимает» краску с электронного холста и разрушает рисунок.
Информация о текущем состоянии экрана хранится в памяти видеокарты. Информация может храниться и в памяти компьютера — в графическом файле данных.
Самыми близкими аналогами растровой графики является живопись, фотография.
Векторная графика
В отличие от растровых, векторные изображения состоят уже не из пикселей, а из множества опорных точек и соединяющих их кривых. Векторное изображение описывается математическими формулами и, соответственно, не требует наличия информации о каждом пикселе. Сколько ни увеличивай масштаб векторного изображения, вы никогда не увидите пикселей.
Самые популярные векторные форматы: SVG, AI.
Векторное изображение и его увеличенный фрагмент
Применение
Векторная графика используется для иллюстраций, иконок, логотипов и технических чертежей, но сложна для воспроизведения фотореалистичных изображений. Самый популярный редактор векторной графики — Adobe Illustrator.
Пример использования векторной графики: социальные иконки (источник изображения: MacKenzie www.freevector.com/social-websites-icons)
Пример использования векторной графики: иллюстрация (автор изображения: Катя Климович)
Преимущества
- Малый объём занимаемой памяти — векторные изображения имеют меньший размер, так как содержат в себе малое количество информации.
- Векторные изображения отлично масштабируются — можно бесконечно изменять размер изображения без потерь качества.
Недостатки
- Чтобы отобразить векторное изображение требуется произвести ряд вычислений, соответственно, сложные изображения могут требовать повышенных вычислительных мощностей.
- Не каждая графическая сцена может быть представлена в векторном виде: для сложного изображения с широкой цветовой гаммой может потребоваться огромное количество точек и кривых, что сведёт «на нет» все преимущества векторной графики.
- Процесс создания и редактирования векторной графики отличается от привычной многим модели — для работы с вектором потребуются дополнительные знания.
Форматы векторной графики
Созданные изображения хранятся в форматах. Привычные нам jpg (jpeg), png служат для хранения растровых изображений. Векторные картинки используют достаточно большое количество различных форматов. Среди них:
- AI. Данный формат создает программа Ad.Illustrator. Только она и может быть использована для открытия файлов с таким расширением. Документ, созданный в новой версии, не может быть воспроизведен старыми.
- CDR. Формат Corel Draw. Эта программа также может использовать и другие расширения, в зависимости от предназначения документа (cdt, cdx, cgm, clk, cmx, cpx, csl, des, dsf, drw).
- DXF. Поддерживается всеми программами автоматизированного проектирования. Однако некоторые способны лишь читать файлы и не допускают возможности редактирования.
- EPS. Универсальный формат, который используется наиболее часто. Он был совместно создан компаниями Adobe Systems и Altsys. Файлы с этим расширением доступны многим программам, в зависимости от их версий.
- FLA, FH. Формат компании Adobe Flash.
- PDF. Разработан компанией Adobe. Используется для передачи документов, которые содержат как текст, так и графические изображения.
- PICT. Используется на платформе Macintosh. Способен одновременно поддерживать как изображения векторной, так и растровой графики.
- TGA (Targa). Продукт компании AT&T, разработанный под видеокарту TrueVision. Его поддерживают более 200 приложений.
- SWG, SVGZ. Основан на XML-языке для векторных изображений. Поддерживается веб-браузерами. Его недостатком является относительно невысокое качество сложной графики.
- SWF. Формат для flash-анимаций. Доступен для чтения приложениями, поддерживающими технологию Flash.
- WMF. Аналог PICT для Windows. К нему часто прибегают при создании веб-страниц.
Векторные графические редакторы
Векторный графический редактор – это программа, предназначенная для создания изображений высокой точности. Это могут быть, к примеру, чертежи или схемы. Такие картинки отличаются гораздо большей четкостью, чем растровые. Все элементы векторного изображения описываются математически. Поэтому увеличение такой картинки может выполняться абсолютно без потери четкости. Однако такой реалистичности изображения, как растровый редактор, векторный обеспечить не может.
Графические редакторы векторной графики позволяют не только выполнять рисунки вручную, но и преобразовывать в схемы растровые изображения. Для этого используется так называемый метод трассировки. Таким образом, к примеру, обычное фото можно преобразовать в стильный постер. Файлы, в которые сохраняются векторные рисунки, по сравнению с файлами растровых имеют небольшой объем.
FreeLogoDesign
Своей простотой эта программа напоминает графический редактор paint. FreeLogoDesign поможет создать примитивный логотип, используя небольшой набор шаблонов. Вы можете выбрать иконку, менять цвет, форму и текст.
Vectr
Платформы: веб, Windows, macOS, Linux.
Vectr предлагает все функции, которые только могут понадобиться для создания векторной графики, плюс множество опций для использования фильтров, теней и шрифтов. Этого хватит, чтобы справиться с большинством повседневных дизайнерских задач. Особенно полезны возможности совместного редактирования и синхронизации, благодаря которым можно работать когда и где угодно в тандеме с другими людьми.
SVG-Edit
Платформы: веб.
Если вам нужно быстро создать или отредактировать простой SVG-файл, есть несколько онлайн-редакторов, которые подойдут для этой задачи не хуже Adobe Illustrator. В числе лучших из них — SVG-Edit.
Этот редактор целиком создан на HTML5, CSS3 и JavaScript и не использует серверы для обработки данных. Код SVG-Edit открыт. Поэтому при желании вы можете скачать его и модифицировать, чтобы создать свою версию редактора.
SVG-Edit располагает всеми базовыми инструментами векторного редактора. Но поддерживает только формат SVG.
Sketch
Сложные векторные графические редакторы больше подходят для дизайнеров, один из них — Sketch. Такие сложные графические редакторы, конечно, позволяют создавать дизайн для социальных сетей, но это очень трудозатратно и требует профессиональных знаний и опыта.
CorelDRAW
Утилита создает высококачественную графику и профессионально редактирует большим набором полезных инструментов и эффектов.
Пользователь может создать иллюстрацию, анимированную гифку или логотип, обработать RAW-картинку или фотографию, нарисовать векторное изображение, вывести его на печать или экспортировать в удобный формат. Для новичков есть обучающие видеоуроки. Пробный период работы приложения составляет 30 дней.
Рабочие инструменты графического редактора Corel Draw – это, прежде всего, геометрические фигуры, которые можно преобразовывать в любые другие изображения, а также кривые. С использованием последних несложно довести до совершенства нарисованную от руки картинку. Закрашивать полученные изображения можно самыми разными методами. При желании допускается использовать как просто цвета, так и разного рода узоры и текстуры.
Рисунки в программе Corel Draw создаются на рабочем листе, размещенном в центре окна. Панель инструментов располагается в левой части.
Графический редактор – это вещь, которая может оказаться полезной в самых разных ситуациях. Научиться пользоваться хотя бы самым простым, безусловно, стоит. При помощи такого ПО можно превратить любую невзрачную фотографию в настоящее произведение искусства, сделать карикатуру или нарисовать интересную картинку и отослать ее друзьям.
Inkscape
Платформы: Windows, macOS, Linux.
Этот мощный редактор предлагает множество инструментов и функций, которые часто недоступны в других аналогичных программах. Среди них — альфа-смешивание, клонирование объектов и маркеры.
Полная поддержка различных цветовых моделей делает Inkscape достойной альтернативой Adobe Illustrator как для веб-дизайна, так и в сфере полиграфии. При всей простоте интерфейса в этой программе можно создавать невероятно комплексные работы.
Отдельного внимания заслуживают такие возможности, как преобразование растровых изображений в векторные, создание обводки с переменной шириной и поддержка файлов Illustrator.
Adobe Illustrator CC
Adobe Illustrator CC — еще одна программа из группы «векторные графические редакторы». Программа ориентирована на профессионалов. Она позволяет создавать логотипы, значки, рисунки, типографику и иллюстрации для печатных изданий и веб-публикаций.