РОЗДІЛ 3. ВЕКТОРНА ГРАФІКА

3.1. Основні відомості про векторну графіку

Програмні засоби для роботи з векторною графікою призначені, в першу чергу, для створення ілюстрацій і меншою ступінню для їх обробки.

Принципи векторної графіки базуються на відмінному від піксельної графіки математичному апараті і мають метою побудувати лінійні контури, складені з елементарних кривих, які описуються математичними рівняннями.

Векторна графіка – це вид комп’ютерної графіки, в якому зображення подається у вигляді сукупності окремих об’єктів, описаних математично.

У растровій графіці основним елементом зображення є точка, а у векторній графіці – лінія (при цьому не важливо, пряма це лінія чи крива).

Звичайно, в растровій графіці теж існують лінії, проте там вони розглядаються як комбінації точок. Для кожної точки лінії в растровій графіці відводиться одна чи декілька комірок пам’яті (чим більше кольорів можуть мати точки, тим більше комірок їм виділяється). Відповідно, чим довша растрова лінія, тим більше пам’яті вона займає. У векторній графіці об’єм пам’яті, який займає лінія, не залежить від розмірів лінії, оскільки лінія представляється у вигляді формули, а точніше, у вигляді декількох параметрів. Щоб ми не робили з цією лінією, змінюються тільки її параметри, які зберігаються в комірках пам’яті. Кількість же комірок залишається незмінною.

Отже, лінія – це елементарний об’єкт векторної графіки. Найпростіші об’єкти об’єднуються в більш складніші. Наприклад, об’єкт чотирикутник можна розглядати як чотири зв’язані лінії.

Під час редагування елементів векторної графіки змінюються параметри прямих і вигнутих ліній, які описують форму цих елементів. Можна переносити елементи, змінювати їх розмір, форму і колір, але це не відіб’ється на якості їх віртуального уявлення. Векторна графіка не залежить від роздільної здатності, тобто може бути показана в різноманітних вихідних пристосуваннях і з різною роздільною здатністю без втрати якості (рис.3.1).

Рис. 3.1. Приклади векторної графіки

Векторний формат більш компактний, проте він зовсім непридатний для збереження фотографічних зображень. У цьому форматі задавати їх математично було б дуже громіздко. А ось рисунки і креслення значно зручніше і практичніше зробити саме у векторному вигляді.

Основними перевагами векторної графіки є: зміна масштабу без втрати якості і практично без збільшення розмірів вихідного файлу; велика точність (до сотої частки мікрона); невеликий розмір файлу в порівнянні з растровими зображеннями; висока якість друку; відсутність проблем із експортом векторного зображення в растрове; можливість редагування кожного елемента зображення окремо.

Основними недоліками векторної графіки є такі: складність експорту з растрового формату у векторний; неможливість застосування численної бібліотеки ефектів, які застосовуються під час роботи з растровими зображеннями.

3.2. Математичні основи векторної графіки

В основі векторної графіки лежать математичні уявлення про властивості геометричних фігур. Оскільки, найпростішим об’єктом векторної графіки є лінія, то в основі векторної графіки лежить, перш за все, математичне уявлення лінії.

Точка на площині задається двома числами (х,у), які визначають її положення відносно початку координат.

Для задання прямої лінії достатньо двох параметрів. Звично графік прямої лінії описується рівнянням у = kx + b. Знаючи параметри k і b, завжди можна зобразити безкінечну пряму лінію у відомій системі координат.

До кривих другого порядку відносяться: параболи, гіперболи, еліпси, кола і інші лінії, рівняння яких не містять ступенів вище другого.

Відрізняються криві другого порядку тим, що не мають точок перегину. Загальна формула кривої другого порядку може виглядати, наприклад, так:

(3.1)

П’яти параметрів достатньо для опису безкінечної кривої другого порядку.

Відмінною особливістю кривих третього порядку є те, що вони можуть мати точку перегину.

Криві третього порядку добре відповідають тим лініям, які ми можемо бачити в живій природі, наприклад, лініям вигину людського тіла, тому в якості основних об’єктів векторної графіки застосовують саме такі лінії. Всі прямі і криві другого порядку (наприклад, коло чи еліпс) є окремими випадками кривих третього порядку.

У загальному випадку рівняння кривої третього порядку можна записати так:

(3.2)

Із рівняння видно, що для запису кривої третього порядку достатньо дев’яти параметрів і зображення кривої третього порядку здійснюється за заданими коефіцієнтами її рівняння. Для спрощення цієї процедури у векторних редакторах застосовують не будь-які криві третього порядку, а їх особливий вид, названий кривими Без’є.

Питання про побудову апроксимуючого багаточлена привернуло увагу багатьох математиків. Видатний вчений Сергій Натанович Бернштейн на початку ХХ століття запропонував доведення теореми Вейєрштрасса за допомогою теорії ймовірності. У цьому випадку необхідний поліном будується в явному вигляді (не параметрично). Саме даний поліном і став основою сплайнових кривих, зокрема NURBS-кривих (рис.3.2) і кривих Без’є (рис. 3.3-3.5).

Рис. 3.2. Крива NURBS

Рис. 3.3. Крива першої ступені (пряма)

Рис. 3.4. Крива другого ступеня (квадратична крива)

Рис. 3.5. Крива третього ступеня (кубічна крива)

3.3. Криві Без’є

Відрізки кривих Без’є – це окремий випадок відрізків кривих третього порядку. Вони описуються не одинадцятьма параметрами, як довільні відрізки кривих третього порядку, а лише вісьмома, і тому працювати з ними зручніше.

Метод побудови кривих Без’є базується на застосуванні пари дотичних проведених до лінії в точках її закінчення (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Канонічний вид кривої Без’є

Для побудови кривої потрібно чотири контрольні точки. Проте крива фізично проходить тільки через дві з них, що отримали назву опорних. Одна з цих точок називається початковою (start point), а інша – кінцевою (end point). Дві точки залишаються в стороні, вони отримали назву керуючих (control point). Для того, щоб їх не «втратити», в програмах векторної графіки керуючі точки з’єднуються з опорними точками лінією.

Для того, щоб отримати величезну різноманітність форм, із яких можна скласти об’єкт будь-якої складності потрібно змінити форму канонічної кривої Без’є.

У програмах векторної графіки існує єдиний спосіб зміни форми кривих – це інтерактивне переміщення опорних і керуючих точок (рис. 3.7). Якщо переміщуються початкова чи кінцева точки, то крива стане відповідним чином змінюватися (витягуватися чи стискуватися як пружна резинка). Переміщення керуючих точок змінює кривизну відповідної частини кривої Без’є.

а) б) в)

Рис. 3.7. Способи зміни форми кривих: а) переміщення сегмента,

б) переміщення опорної точки, в) переміщення керуючої точки

Таким чином, за допомогою переміщення цих чотирьох точок отримують необмежену кількість форм кривих Без’є, яка може бути всього-навсього одним окремим сегментом складного векторного контуру.

У кожному сегменті можна добавляти опорні точки, які теж дозволяють змінювати форму кривої. Добавляння нових опорних точок у межах одного сегмента кривої не протирічить тій умові, що окремі криві з’єднуються в ланцюг. Просто крива Без’є добавляється не до кінця контуру, а розміщується всередині вже існуючого контуру.

Взагалі будь-яка конструкція (векторний контур або векторна форма) створюється з векторних сегментів, кожен з яких ідентичний окремій елементарній кривій Без’є.

Звідси слідує, що між ними утворюються з’єднувальні точки, які деколи називаються вузлами (наприклад, nodes – у графічному редакторі Corel Draw).

Для підтримання співвідношення між елементарними сегментами існують різні типи опорних точок.

Типи опорних точок

Існують такі типи опорних точок:

1) точки перегину,

2) гладка опорна точка,

3) симетрична опорна точка,

4) тангенціальна опорна точка.

Точки перегину. Цей тип опорної точки, який з’єднує два сегменти, забезпечує незалежність керуючих точок у напрямку і довжині один від одного. Такий стан сегментів називається злам (рис. 3.8).

Гладка опорна точка. Кутове зчленування сегментів (вигин) далеко не завжди вигідне. Наприклад, для створення кола необхідно забезпечити з’єднання, яке в кресленні і в геометрії називають гладким спряженням, коли одна крива плавно переходить у іншу. Таке зчленування забезпечує точка перегину (smooth) (рис. 3.9).

Рис. 3.8. Приклад точки зламу Рис. 3.9. Приклад точки перегину

Симетрична опорна точка. У програмах CorelDRAW передбачений підвид гладкого спряження, який називається симетричний вузол (symm від слова «symmetcal») (рис. 3.10). Сутність його в тому, що керуючі лінії фіксують не тільки по напрямку, але й по величині (довжина направляючих завжди однакова). Якщо одну з них збільшувати чи зменшувати, друга буде синхронно повторювати цю дію.

Тангенціальна опорна точка. У свою чергу, в програмі FreeHand у окремий вид опорних точок виділений випадок гладкого спряженням прямолінійного і криволінійного сегментів (рис. 3.11). Така точка отримала назву тангенціальної (connecter point). Під час виділення така точка позначається трикутником.

Зміст цієї точки в тому, що для того, щоб криволінійний сегмент гладко з’єднувався з прямою лінією, дотична криволінійного сегмента повинна співпадати з продовженням прямого сегмента. Тому керуюча точка криволінійного сегмента спроможна рухатися тільки вздовж цієї дотичної 3.12–3.19.

Типи опорних точок у різних векторних програмах подано в табл. 3.1.

Рис. 3.10. Симетрична опорна точка Рис. 3.11. Тангенціальна опорна точка

Рис. 3.12. NURBS–крива. Контрольні точки

Рис. 3.13. NURBS–крива з однорідним вузловим вектором

Рис. 3.14. NURBS–крива з неоднорідним вузловим вектором

Рис. 3.15. Зміна форми кривої при зміні ваги контрольної точки

Рис. 3.16. NURBS–криві з різними вагами центральної контрольної точки

Таблиця 3.1. Типи опорних точок у різних векторних програмах

Тип опорної точки	Adobe Illustrator	Macromedia FreeHand	CorelDRAW
Кутова	Corner anchor point	Corner point	Cups node
Гладка	Smooth anchor point	Curve point	Smooth node
Тангенціальна	-	Connector point	-
Симетрична	-	-	Summ node

Види кривих Без'є

Крива Без’є була розроблена математиком П'єром Без'є. Криві та поверхні Без'є були використані у 60-х роках компанією "Рено" для комп'ютерного проектування форми кузовів автомобілів. У теперішній час вони широко використовуються в комп'ютерній графіці.

Криві Без'є описуються в параметричній формі таким чином: х = P_х(t), у =Р_у(t). При цьому значення t виступає як параметр, якому відповідають координати окремої точки лінії. Параметрична форма опису може бути більш зручною для деяких кривих, ніж задання у вигляді функції f(x) тому, що функція f(x) може бути набагато складнішою, ніж та Р_x(t) та Р_x(t) крім того f(x) може бути неоднозначною.

Розглянемо криві Без'є, класифікуючи їх за значеннями т.

т=1 (по двох точках)

Крива вироджується у відрізок прямої лінії, який визначається кінцевими точками і як показано на рис 3.17:

т=2 (по трьох точках, рис. 3.18):

Рис. 3.17. Крива Без’є при m=1	Рис. 3.18. Крива Без’є (m=2)

Крива Без’є при m=3 (по чотирьох точках, кубічна, (рис 3.19), використовується досить часто, особливо в сплайнових кривих:

Рис. 3.19. Кубічні криві Без’є (m=3)

3.4. Редактори векторної графіки

Найбільш поширеними редакторами векторної графіки є: CorelDraw, Adobe Illustrator, Мacromedia FreeHand, Хага Xtreme, Adobe Flash.

Безперечними фаворитами є редактори CorelDraw і Adobe Illustrator.

CorelDRAW – це векторний графічний редактор, розроблений канадською корпорацією Corel. Популярність CorelDraw пояснюється великим набором засобів створення і редагування графічних образів, зручним інтерфейсом і високою якістю одержуваних зображень. З його допомогою можна створювати як прості контурні малюнки, так і ефективні ілюстрації з вражаючим уяву переливом фарб і приголомшливими ефектами. Хоча CorelDraw призначений для обробки векторної графіки, він має в своєму розпорядженні потужні засоби для роботи з растровими малюнками, дозволяє вставляти растрові малюнки в документ. При цьому кожен растровий малюнок є окремим об'єктом і його можна редагувати незалежно від інших об'єктів. Ця програма також має засоби для роботи з текстом. Завдяки безлічі видів форматування фігурного і простого тексту як об'єкта, в редакторі можна створювати малюнки з текстовим супроводом. При цьому фігурний текст дозволяє виконувати над ним операції, властиві векторним об'єктам. CorelDraw має стандартний інтерфейс, характерний для всіх програм, що працюють під керуванням MS Windows. У той же час на екрані є ряд елементів, характерних тільки для графічних програм. На екрані запуску програми відображаються два вікна: вікно самої програми і вікно документа. Під рядком меню знаходяться дві основні панелі: cтандартна панель і панель властивостей. Перша панель має дванадцять командних панелей, які характерні для багатьох програм, що працюють під керуванням MS Windows. Розміщені на ній значки забезпечують швидкий доступ до стандартних команд. Панель властивостей є контекстно-залежною панеллю. Це означає, що її значки і списки динамічно змінюються в залежності від режиму роботи, активного інструменту і типу виділеного об'єкта. Таким чином забезпечується доступ до найбільш важливих команд, пов'язаних з обраним об'єктом або інструментом.

Основними сферами застосування програми CorelDRAW є: поліграфія і веб-дизайн. У професійній поліграфічній діяльності редактор застосовується для створення листівок, плакатів, візиток, буклетів, календарів та іншої продукції, для веб-дизайну у програму включені спеціальні команди експорту графіки та інструмент "Керування кольором", який дозволяє вибирати вже готові налаштування для Web, і створювати свої.

Пакет Illustrator послужив моделлю, яка лягла в основу всіх представлених у цьому огляді програм векторної графіки. Macromedia FreeHand краще виконує імпортування файлів EPS і AI і при цьому забезпечує високу точність передачі кольору в форматі CMYK, якою завжди відрізнявся Illustrator. CorelDraw вже давно передбачила у своїх пакетах градієнтне зафарбовування, істинні шари, булеві операції та спеціальні ефекти.

Редактор АCanvas 5 має у своєму розпорядженні засоби редагування растрових зображень на рівні пікселів, з робочою площею майже 140 м², у той час як для Illustrator ця площа становить усього 0,2 м².

Micrografx Designer надає чудовий інструментарій для малювання, інтегрується з Windows і Microsoft Office та містить засоби для підготовки технічних ілюстрацій.

CorelXara забезпечує справжню прозорість для векторних об'єктів і можливість вбудовування растрових зображень. У свою чергу Fractal Design Expression за допомогою інструменту Skeletal Strokes дозволяє отримувати самі найнезвичайніши ефекти і видозмінювати зображення. Порівняно обмежений набір засобів пакету Illustrator не означає, що він простий у застосуванні. І хоча якість кольорового друку залишається найсильнішою стороною пакета Illustrator, можливості обробки кольорів CMYK у FreeHand також не гірші. Крім того, одна і та ж версія FreeHand може працювати в середовищі як для Windows, так і Mac. Проте швидкість промальовування низька і значно поступається швидкості Xara Xtreme та FreeHand. Напевно, саме тому картографи та інші фахівці, що працюють з об'ємними зображеннями, насиченими деталями і містять до 200 шарів, віддають перевагу іншим редакторам.

Програма Adobe Illustrator створювалася як редактор векторної графіки, проте основними споживачами програми є художники-дизайнери. Зображення, які створюються в програмі Adobe Illustrator, легко інтегруються в мультимедійні програми (наприклад, Adobe Premiere, Adobe After Effects та ін), тому вона зручна для використання фахівців з виробництва мультимедійних продуктів. Програма Adobe Illustrator CS4 володіє новими можливостями, зокрема: використання декількох монтажних областей дозволяє зберігати, експортувати та друкувати монтажні області разом або працювати тільки з окремими областями, а інструмент "Кисть-клякса" створювати одиночні чіткі векторні фігури. Крім того існує робота з градієнтами, виконання перевірки створеного графічного об'єкта. Illustrator CS4 підтримує перевірку для обох типів червоно-зеленої колірної сліпоти – протанопія і дейтеранопія.

Пакет Macromedia FreeHand вражає бездоганною якістю виведення на екран, чотириколірним друком CMYK і наявністю декількох форматів для Web. FreeHand завжди відображає кольори так само, як вони будуть виглядати під час друку. Програма дозволяє відбирати кольори з кількох бібліотек, у тому числі Pantone і Hexachrome для друку, і з палітри Web, оптимізованою як для Mac, так і PC. Інструментарій FreeHand для малювання і роботи з текстом відповідає необхідним вимогам, але трохи обмежений. У інтерфейсі FreeHand віддано перевагу редагуванню вузлів, а не редагування об'єкта в цілому. Кожна з операцій масштабування, повороту, дзеркального відображення і деформації, які виконуються в CorelDraw маніпуляціями в робочому вікні об'єкта - вимагає окремого інструменту з набору інструментарію FreeHand. Під час вибору об'єкта, його точки (вузли) завжди доступні для безпосереднього редагування, але це тільки вузли і траєкторії об'єкта, а не його "закінчений" вигляд. Програма підтримує великий набір векторних ефектів і дозволяє підключати додаткові розширення (Xtras). Цікавою і важливою особливістю FreeHand під час роботи над великими проектами є можливість глобальних змін документа. FreeHand дозволяє глобально змінити графічні об'єкти, виділити об'єкти із заданими властивостями для подальшого перетворення. Основними властивостями, за якими ведеться пошук, заміна чи виділення об'єктів, є: колір, товщина контуру чи число складових його точок, шрифт, кут повороту. Багато з цих характеристик допускають деталізовану, уточнену настройку. Областю пошуку може бути виділена область, сторінка чи весь документ. Крім того, редактор дуже невимогливий до ресурсів: для роботи достатньо 64 Мб оперативної пам'яті і 70-100 Мб на жорсткому диску. FreeHand працює в Windows 98, на відміну від останніх версій CorelDRAW і Adobe Illustrator, які не підтримують дану ОС. Особливості Macromedia FreeHand 11.0 дають можливість швидко спланувати та організувати багатосторінкові сайти та проекти, а також підготувати інтерактивні презентації, розкадровки та web-сторінки з навігацією, не виходячи з робочого середовища FreeHand.

До складу редактора входять живі ефекти, тобто широкий набір засобів, що включає як растрові, так і векторні ефекти, з можливістю їх застосування до всіх або деяких вибраних об'єктів. Macromedia FreeHand дозволяє редагувати примітиви в режимі реального часу, використання нових видів градієнта (конусний і прямокутний), використання шаблонів сторінок і фону, а також пошуку і заміни в графічних зображеннях, що дозволяє знизити витрати часу на створення та редагування.

Графічний редактор Xara Xtreme за функціональними можливостями практично не поступається іншим професійним програмам. Крім того, після інсталяції Xara X займає лише 32 Мб дискового простору. Слід зазначити невибагливість редактора до швидкодії системи, що дозволяє використовувати його навіть на комп'ютерах з 32 Мб оперативної пам'яті. В останніх версіях програми були зроблені спроби змінити редактор так, щоб він підходив розробникам сайтів у Інтернеті – в редактор були додані інструменти для створення різних ефектів таких, як: тінь і обсяг, сценарії Javascript для кнопок, створення і обробка анімації у форматі. Xara Xtreme спочатку розроблялася для Microsoft Windows. У даний час комерційна версія продукту існує тільки для Windows. Однак крім комерційної версії, існує і вільна версія Xara Xtreme for Linux (або Xara Xtreme Linux Edition).

Останньою версією редактора Xara Xtreme для Microsoft Window є Xara Xtreme 4 – випущена в квітні 2008. За інформацією з офіційного сайту Xara Xtreme забезпечує до 10 разів більш високу швидкість векторного рендерингу, ніж Illustrator CS3. Основними поліпшеннями в порівнянні з попередніми версіями є розширені можливості під час роботи з текстом, поліпшена інтеграція з обробником растрових зображень, а також експорт веб-сторінок. Версія Xara Xtreme 4 відрізняється підвищеною в 10 разів швидкістю обробки растрових зображень, що привело до скорочення розміру проміжних файлів у 10 разів у порівнянні з іншими графічними пакетами.

Інструменти верстки веб-сторінок у візуальному режимі WYSIWYG дозволяють створювати анімаційні ефекти, задавати обтікання фігур текстом, а також включати в сторінку спливаючі вікна і ін.

Xara Xtreme for Linux – це версія програми Xara Xtreme з відкритим вихідним кодом для GNU/Linux, FreeBSD і Mac OS X. Раніше ця версія називалася Xara Xtreme LX або просто Xara LX. Xara Xtreme for Linux у даний час розробляється. Зараз на офіційному сайті Xara Xtreme for Linux доступна версія 0.7, в якій реалізована частина функцій, присутніх у комерційній версії для Windows.

У версії 0.7 покращена робота інструменту введення текст, додана можливість через лінійку вказувати відступи, імпорт файлів перетягуванням з файлових менеджерів. Завдяки інтеграції з ImageMagick підтримується ще більше форматів: TIFF, BMP, PICT, PPM, PDF (як растрові зображення), PSD і XPM, доданий новий фільтр імпорту SVG, поки що неповнофункціональний – обмежена підтримка градієнтних заливок, немає підтримки тексту, можливий імпорт з файлів Adobe Illustrator раніших версій ніж версія Adobe Illustrator 8, покращено друк: малюнки розміщуються на сторінці, помилка експорту в Postscript виправлена.

Xara Xtreme має свої недоліки: не має встановленого редактора тексту та функції створення шрифтів, а також спотворення кольорів під час експорту растрового зображення в кольоровій моделі CMYK.

Сфера застосування Adobe Flash набагато ширша, ніж представлених раніше програм, оскільки в першу чергу, це середовище для створення додатків під Flash платформу, і отже її можливості багатші і універсальніші, ніж у звичайного редактора векторної графіки. Програма популярна серед розробників векторних карт, різних анімацій та ігор.

Flash-додатки створюються за допомогою ActionScript (остання версія 3.0) – мови програмування. Якщо програмний код не містить в собі інструкції мови, то під час компіляції в будь-якому випадку генерується деякий базовий код на ActionScript (це можна побачити переглянувши Flash-байткод). Далі відповідно існує базовий кліп на сцені, успадкований від MovieClip класу, який і починає відтворюватися. Середовище Adobe Flash орієнтоване в більшій мірі на дизайнерів, аніматорів. При створенні продукту можна використати медіа, звукові та графічні файли, створювати інтерактивні інтерфейси та повноцінні веб-програми з використанням PHP і XML. В основі Flash лежить векторний морфінг, тобто плавне «перетікання» одного ключового кадру в інший. Це дозволяє робити досить складні мультиплікаційні сцени, задаючи лише кілька ключових кадрів для кожного персонажу. Flash використовує мову програмування ActionScript, засновану на ECMAScript. Сфера застосування Adobe Flash дуже популярна серед дизайнерів і художників-ілюстраторів. Є набір легких у застосуванні інструментів редагування графіки, серед яких векторні лінії, можливість заповнити вибрані області текстурами растрового типу, легкий спосіб зміни кривих (за допомогою інструмента «direct selection»). AdobeFlash використовує для об'єктно-орієнтованого програмування (OOP) технологію Actionscript і повністю підтримує мову XML.

3.5. Формати файлів векторної графіки

Векторні графічні формати слугують для збереження зображень у вигляді сукупності геометричних примітивів – ліній, дуг, прямокутників, еліпсів тощо. Вони більш компактні у порівнянні з растровими, проте зовсім непридатні для збереження фотографічних зображень. Однак малюнки і креслення значно зручніше і практичніше зробити саме у векторних форматах.

Формат EPS (Encapsulated PostScript) є стандартом для векторного зображення, яке потрібно встановити в програму макетування сторінок. Його підтримують багато програм верстання та підготовки ілюстрацій: він є найбільш розповсюдженим. Файл EPS являє собою точний опис малюнка програми код PostScript, який буде застосовуватися під час друку. Крім цього, в EPS включене зображення низької роздільної здатності для попереднього перегляду (preview). Рreview полегшує ідентифікацію зображень під час верстки, дозволяє візуально контролювати його положення, масштаб і поворот. Цей формат підтримує прозорий білий колір у бітовому режимі.

Формат файлів Shockwave Flash був розроблений фірмою Macromedia. Його використовують для створення цілої сторінки чи більшої її частини. Недоліком Flash є наявність додаткового модуля для його перегляду, який хоча і розповсюджується безкоштовно, проте під час завантаження через мережу виникає проблема в перегляді Flash-заставки, оскільки розмір його становить 0,24 Мб. Проте поява вбудованого модуля вже в 4.5 версії "Коммуникатора" і обіцянки Microsoft зробити аналогічне і в IE 5.0+ може цілком висунути Flash у лідери серед графічних форматів для Internet і дещо змінити саме уявлення про web-дизайн. Цей формат володіє такими перевагами векторних форматів, як масштабування та відносно невеликий об'єм файлу. Проте він не є чисто графічним. Інструментарій для малювання в програмі Macromedia Flash Direct більше схожий до растрових редакторів, ніж до векторних, а здатність створювати анімації, озвучувати їх, примушувати реагувати на переміщення «миші» і здатність працювати з гіперпосиланнями роблять Flash схожим на мультимедійний формат. Як окремі елементи сайту Flash-заставки використовуються в основному як інтерактивні банери в деяких рекламних мережах. Такого типу банерам пророкуватимуть велике майбутнє у зв’язку з їх більшою можливістю впливати на користувачів мережі, ніж класичних, виконаних у GIF.

Графічний файловий формат DXF (англ. Drawing eXchange Format) – відкритий формат файлів для обміну двомірної графічної інформації між додатками САПР (для обміну кресленнями та іншими графічними документами в середовищі AutoCAD). Він був представлений в грудні 1982 р. як частина AutoCAD 0,1 і повинен був надати точне представлення даних файлів формату AutoCAD. Незважаючи на вік цього формату та його недоліки, DXF зараз підтримується багатьма програмами як формат обміну даними. Підтримується практично всіма СAD-системами на платформі РС. Головним недоліком формату DXF є великий об’єм файлів. У середовищі системи AutoCAD для роботи з документами використовується більш компактний формат – DWG через бібліотеки, які надаються некомерційною організацією Open Design Alliance. Однак він є внутрішнім форматом, його не розуміють інші програми. DXF це напевне один з найбільш підтримуючих векторних форматів у світі на сьогоднішній день. Формат має багато характеристик, включаючи: підтримку 3D об’єктів кривих, тексту, вимірювань і т.д. Хоча DXF був розроблений для подання даних у програмі CAD, він широко застосовується багатьма програмами.

А формат MIF-MID використовується в геоінформаційних системах (ГІС). Ці системи описують просторові об’єкти сукупністю метричних і атрибутивних (семантичних) даних. Крім цього формат MIF-MID є найпопулярнішим векторним форматом обміну даними для ГІС. Він розроблений фірмою MapInfo для власної ГІС, однак зараз використовується майже усіма ГІС як формат експорту-імпорту.

Опис просторових об’єктів у цьому форматі складається з двох файлів — *.MIF та *.MID. Файл із розширенням MIF містить загальний опис і координати вузлових точок об’єктів. Об’єкти можуть бути точковими, лінійними чи площинними. Графічні примітиви: Arc, Ellipse, Line, Pline, Rect, Region, Roundrect та Text. Кольори та стилі показу об’єктів позначаються записами Brush, Pen та Symbol.

Файли MIF та MID є текстовими файлами ASCII, в яких містяться графічні дані (об’єкти), а також може існувати опис таблиці даних, що має атрибутивну інформацію, пов’язану з об’єктами. Самі табличні дані розміщені в файлі з розширенням MID, ім’я якого повинно співпадати з ім’ям відповідного MIF-файла. Кожен запис таблиці займає одну стрічку файла. Поля запису відділяються одне від одного за допомогою символа-розділювача, заданого в MIF-файлі. Позитивною особливістю текстових форматів обміну є відкритість і ясність змісту — дані легко розпізнаються, навіть якщо вже не функціонують програми, які обробляли такі формати. Недолік текстового векторного формату — великий об'єм файлів.

Графічний файловий формат РІСТ широко використовує програми верстки та обробки графіки в системах Macintosh як загальний формат для обміну документами. Формат РІСТ був розроблений компанією Apple Computer у 1984 спочатку для програми MacDraw. Багато програм для PC також розуміють цей формат. Він є ефективним для ущільнення зображень з великими однокольоровими областями. Найбільш відчутний ефект отримують у разі ущільнення альфа-каналів, які містять великі області чорного та білого кольору. Під час зберігання RGB-зображень у форматі РІСТ можна задавати роздільну здатність 16 або 32 біт/піксель. Для зображень у градаціях сірого роздільна здатність може становити 2, 4 або 8 біт/піксель. РІСТ–файли в об'єктно-орієнтованому форматі складаються з окремих графічних об'єктів (ліній, дуг, овалів або прямокутників), кожен з яких можна незалежно редагувати й масштабувати. У РІСТ–файлах можуть також зберігатися растрові зображення. Файли РІСТ кодуються командами QuickDraw.

Існують дві версії формату РІСТ. Формат РІСТ 1 – старий формат, що застосовує тільки 8 кольорів. Він був розроблений для перших чорно-білих Макінтошів. У форматі РІСТ 2 можуть зберігатись бітмапи будь-якого типу. Об'єктно-орієнтований формат може включати багатокутники, лінії, колірні установки, овали й інші примітиви, а також бітмапи. Файл РІСТ може включати 1-бітні, 4-бітні, 8-бітні, 16-бітні та 24-бітні кольорові об'єкти. 32-бітний колір також підтримується, але не використовується для CMYK. Замість цього останні 8 бітів використовуються для альфа-каналу. Формат РІСТ дозволяє зберігати тільки один альфа-канал, крім того, у режимі 16 бітів на піксель альфа-канал не зберігається. Стан опції глибини кольору береться з установок, що збережені під час останнього збереження РІСТ-файлу. Для бітмапів використовується ущільнення RLE. Якщо встановлений QuickTime V2.0 чи більш пізній, файл РІСТ може містити бітмапи, ущільнені за стандартом JPEG. QuickTime постачається з програмами для ущільнення файлів РІСТ за алгоритмом JPEG чи будь-яким іншим компресором QuickTime. Будь-яка програма, що використовує РІСТ на Macintosh з інстальованим QuickTime, може декомпресувати такі файли.

Формат CDR використовується програмою CorelDraw, яка на сьогоднішній день є однією з найпопулярніших серед програм, що дозволяють малювати векторні малюнки. Формат CDR дозволяє записувати векторну й растрову графіку, текст. У процесі випуску нових версій формат отримав серйозні зміни (починаючи з четвертої версії, файл у форматі CDR може мати кілька сторінок, починаючи із сьомої версії, підтримується технологія ОРІ тощо). Через це виникло кілька прикрих незручностей, наприклад, погана сумісність файлів. Але, починаючи з восьмої версії, цей формат не викликає у користувачів будь-яких серйозних нарікань. У формату CDR є незаперечна перевага — можливість читати ушкоджені файли. Програма, знайшовши ушкоджений об’єкт, просто пропускає його.

Отже, основними вимогами до графічних форматів є економність і інформативність. Векторні формати складаються або зі списку примітивів, або містять у собі набір інструкцій, команд для побудови примітивів. Векторні файли важко застосовувати для зберігання складних фотореалістичних зображень. Не виключається і комбінація цих способів.

Метафайлові формати

Під час сумісної роботи декількох програм часто виникає потреба в обміні растровими і векторними графічними даними. Для підтримки обміну такими даними використовуються спеціальні графічні формати – метафайли. Метафайли можуть зберігати інформацію про растрові та/або векторні зображення й про команди візуалізації.

Широке застосування знайшли метафайлові формати даних PDF, AI, PSD, Sciteх CT, WMF, EMF, CGM.

PDF (Portable Document Format – формат документів, що переносяться. Це універсальний формат, розроблений фірмою Adobe System. Графічний файловий формат PDF використовує програма Adobe Acrobat – основний засіб електронного розповсюдження документів фірми Adobe на платформах Macintosh, Windows, Unix і Dos. Формат PDF, розроблений на основі мови PostScript Level 2, можна використовувати для подання векторних і растрових (бітових) зображень. Під час роботи з комп’ютерною графікою в Web, не згадують про шрифти у графічних об'єктах. Пов’язано це з тим, що до недавнього часу в HTML-сторінках передбачалася вельми обмежена можливість керування параметрами шрифтів. Але вже в специфікації цієї мови вводиться поняття вбудовування шрифтів, що відкриває можливість використовувати їх не тільки стандартні, а й впроваджувати построковий текст, форми, мультимедіа-вставки, включати механізм електронних підписів для захисту і перевірки справжності документів, імпорту з безлічі сучасних форматів текстових документів, векторних і растрових графічних форматів. У цьому плані PDF- сторінки ідентичні PostScript-сторінкам. PDF-формат у першу чергу призначений для подання в електронному вигляді поліграфічної продукції, значної кількості сучасного професійного друкарського обладнання. На даний момент це єдиний формат файлів який містить текст, графіку, електронні таблиці, змішані документи, що містять як текст, графіку та документ будь-якого іншого типу, що буде гарантовано прочитаний на будь-якому комп’ютері. Тому цей формат застосовується для створення електронної документації, презентацій, передачі верстки і графіки, розповсюдження більшості супутньої документації. Крім цього PDF дозволяє впроваджувати необхідні шрифти, підтримує RGB, CMYK.

Для досягнення мінімального розміру PDF-файлу застосовується компресія, декілька типів стиснення растрової інформації. Причому кожен вид об’єктів стискається за найбільш вигідним для нього алгоритмом. Односторонні файли PDF можуть створювати Photoshop і Illustrator. PDF-файли створюються шляхом конвертації з PostScript-файлів або функцією експорту програм. Photoshop і Illustrator можуть створювати односторінкові файли PDF. Багатосторінкові PDF можуть створювати InDesign, FreeeHand 7-9, PDFWriter і Acrobat Distiller, які постачаються в пакеті Adobe Acrobat і разом із PageMare’ом – у пакеті Adobe Acrobat разом із PageMare’ом, деякі інші програми. PDFWriter працює як віртуальний принтер. Він не базується на PostScript і не може коректно обробляти графіку. PDFWriter призначений для швидкого застосування простих текстових документів. У нього є недолік із встановленням шрифтів, що присутнє і в Illustrator’а. FreeHand, також, не може впроваджувати шрифти. Для перегляду можна застосовувати офіційну безкоштовну програму Acrobat Reader, а також програми інших розробників. А для створення PDF-документів потрібні shareware-програми Adobe Systems, Acrobat Standard, Acrobat Professional, чи програми сторонніх розробників.

PDF має власний технічний формат для поліграфії: PDF/X-1, PDF/X-3.

Формат PDF сьогодні безумовно, став загальносвітовим стандартом обміну і збереження цифрових документів. Проте він не досконалий, а для роботи з PDF-файлами в Windows необхідно встановлювати додаткове пристосування.

AI (Adobe Illustrator, Adobe AI) – формат, розроблений фірмою Adobe для Macintosh Microsoft Windows і NeXT. Формат зберігає в собі інформацію про векторні форми, колір, шари, які можуть бути не тільки векторними, але й растровими (малюнки, креслення і декоративні надписи), тобто якщо потрібно створити зображення з фотографіями, то можна сміливо імпортувати фотографію в один із шарів Illustrator. Стиснення даних відсутнє. Характеризуються стабільністю і сумісністю з іншими форматами. АІ підтримують майже всі програми так чи інакше зв’язані з векторною графікою, включаючи більшість настільних видавничих систем. Цей формат багатьма спеціалістами вважається найкращим посередником під час передачі векторів із одного програмного середовища в інше, наприклад, з РС на ПК Macintosh і назад. Одним із недоліків цього формату є те, що максимальний розмір зображення може бути не більше 3´3 метра.

Програма FreeHand кілька разів переходила з рук в руки і на сьогоднішній день права на неї належать фірмі Macromedia. Як і Adobe Illustrator та CorelDraw, FreeHand працює з векторними і растровими зображеннями. Вона має свій формат – FH7 (останній символ у розширенні файлу вказує на номер версії програми). Цей формат призначений для збереження графічних документів, а також для переносу цих документів у інші середовища. Він близький до векторного формату АІ, що використовується в Adobe Illustrator. Щоб передати готове зображення іншій програмі, звичайно доводиться записати його в більш сумісному форматі, наприклад, EPS.

Зображення можна також зберігати у файлах програм верстки. Наприклад, при роботі з пакетом Adobe PageMaker, коли вставляти зображення в документ, програма запитує чи хочете зберігати зображення цілком. При позитивній відповіді кінцевий файл збільшиться на розмір малюнка (у цьому випадку жоден малюнок не буде втрачено, але іноді це приводить до неякісного виводу на PostScript-пристрої). Якщо обрати другий варіант, то у файлі буде зберігатися тільки зображення для попереднього перегляду і адреса файлу із зображенням. При цьому варіанті макет буде складатися з декількох файлів: основного документа PageMaker – і файлів із зображеннями. Усі вони повинні бути доступні програмі під час якісного виводу на друк, але для попереднього друку можна залишити тільки основний документ. Інша популярна програма верстки – QuarkXPress – допускає тільки другий варіант збереження документів.

Формат PSD розроблений для програми Adobe Photoshop. Він підтримує всі типи зображень від монохромної графіки до кольорового СМYК, дозволяє записувати растрове зображення з багатьма шарами, додатковими колірними каналами й іншою інформацією. Однак цей формат невідомий програмам верстки. Для роботи з ними необхідно зробити спрощену копію файлу в іншому форматі. Починаючи з версії 3.0, Photoshop записує такі файли з компресією, що не позначається на якості зображення при помітному зменшенні розміру, а у Photoshop 4.0 файли стають ще меншими. Формат PSD сприймається обмеженою кількістю графічних пакетів. Зазвичай, формат PSD використовується, якщо необхідно зберегти створені користувачем альфа-канали, чи зарезервувати шари, що можуть знадобитися пізніше під час редагування зображення.

Графічний файловий формат Scitex Continuous Tone (СТ) можна використовувати для кольорових зображень у поданні RGB або CMYK; зображень у градаціях сірого. Його застосовують на комп'ютерах Scitex, які використовуються для високоякісної професійної обробки зображень.

Зображення в форматі Scitex СТ є CMYК-файлами (часто великого обсягу), що утворюються під час введення даних за допомогою Scitex-сканерів. Виведення файлів у форматі Scitex СТ здійснюється на плівку на растровому пристрої Scitex, який виконує кольороподіл за допомогою запатентованої напівтонової системи Scitex. Оскільки ймовірність появи муару є малою, цю систему часто використовують для виконання професійної роботи з кольором (наприклад, під час розробки рекламних оголошень у центральних журналах).

Файли формату PostScript містять у собі сам документ (те, що існує на сторінках), усі зв'язані файли (растрові й векторні), використані шрифти, а також іншу інформацію вивідного пристрою: плати кольороподілу, додаткові плати, лінеатуру растра та форму растрової точки для кожної плати тощо. Дані в PostScript-файлі, як правило, записуються у двійковому кодуванні (Binery), яке приблизно вдвічі економніше за кодування ASCII. Але під час передачі файлів через мережі, при крос-платформному обміні, під час друку через послідовні кабелі використовується й ASCII. Це викликано можливістю спотворення двійкового кодування у старих комп'ютерах.

Отже, якщо файл створений правильно, не має значення, на якій платформі він робився чи які шрифти були використані. Однак навіть, якщо зроблені вірні установки у вікні друку, можуть виникнути проблеми, пов'язані з некоректним перекладом графічної мови програми, що використовується на мову PostScript (наприклад, з впровадженням інформації про невикористовуючі шрифти). Найкоректніші PS-файли створюють програми Adobe. Сказане відноситься до форматів, заснованих мовою PostScript, а саме: EPS і PDF.

Формат WMF (Windows Metafile) був розроблений компанією Microsoft для 16-розрядних версій Windows Ін. і можна сказати, є її рідним форматом. Він слугує для передачі векторів через буфер обміну (Clipboard). У цьому випадку ескіз також стає векторним і майже не відрізняється від основної копії. Такі файли можуть бути відредаговані в CorelDraw. Однак вони мають меншу сумісність. Формат розуміється практично всіма програмами Windows, так чи інакше пов’язаними з векторною графікою. Проте здається, що цей формат досить простий і універсальний, однак користуватися форматом WMF потрібно тільки в крайньому випадку для передачі «голих» векторів. WMF викривляє колір, не може зберігати ряд параметрів, які можуть бути присвоєні об’єктам у різних векторних редакторах, не може містити растрові об’єкти, не розуміється дуже багатьма програмами на Macintosh.

Можливості метафайла Windows значною мірою обмежені через залежність від пристроїв і програм. Метафайл не має інформації про розмір зображення, початкову роздільну здатність чи стан палітри пристрою, на якому записувалось це зображення, існують і інші обмеження, що накладаються GDI.

Формат файлів EMF (Microsoft Enhanced Metafile) являє собою оновлену версію формату WMF. Формат EMF підтримує 32-розрядну систему координат і нові 32-розрядні функції GDI, містить заголовок із геометричними даними та палітрою і навіть забезпечує деяку підтримку OpenGL. Формат EMF, що, порівняно з форматом WMF, менше залежить від пристрою й підтримує нові функції GDI, отримує все більшу популярність. Оскільки, більш економно витрачає дисковий простір. Малюнок, збережений в форматі EMF, займає в середньому в два рази менше місця, ніж відповідно WMF-файлі.

Метафайл комп’ютерної графіки CGM – це стандарт, що визначає структуру метафайла: види і місця тих або інших його елементів. Формат CGM був розроблений як формат обміну векторними даними між різними графічними пакетами і не був прив’язаний до будь-якого специфічного виробника. Сам формат є досить багатим і включає в себе опис ліній, кіл, секторів, багатокутників і тексту. У CGM існує три типи кодування даних: бінарний, який інтерпретує 99% додатків, і застосовує двійкові коди команд; буквенний (character), який містить опис графіки на мові CGM у стисненому вигляді і CLEAR TEXT, який ніяк не змінює команди і тому їх можна проглядати на екрані. Проте файли в такому форматі будуть значно більші за розмірами.

Для підтримки обміну растровими і векторними даними використовують метафайли. Головною ознакою метафайлу є те, що графічний опис об’єктів складається з команд для певного графічного пристрою.