Как сделать векторное изображение

Что такое векторное изображение?

Теперь давайте познакомимся с понятием векторного изображения. Чтобы продемонстрировать наглядный пример, в Adobe Photoshop я попробую создать новый документ. Перейдем в меню «Файл» —> «Создать«. Давайте выберем инструмент, с помощью которого можно будет создавать векторную графику. К примеру, я возьму инструмент «Перо» (2). Обязательно нужно, чтобы стояла настройка «Слой-фигура» (3). После этого я расставляю точки в нужных местах (4). В результате получается определенная фигура. Вы ее можете сделать по своему усмотрению.

После того, как мы соединили все точки, образуется фигура и к слою прикрепляется миниатюрная векторная маска (5). Это свидетельствует о том, что это векторная фигура, а не растровая. Ее можно увеличивать и уменьшать много раз и при этом качество никак не пострадает. Естественно к данному слою можно применять различные эффекты свечения, обводки и так далее.

Векторные изображения

Векторные изображения состоят из элементарных геометрических объектов, таких как: точки, линии, круги, многоугольники и так далее. В основе их контуров лежат математические уравнения, сообщающие устройствам как рисовать отдельные объекты. Эти объекты составляют фигуры, а уже они, в свою очередь, заполняются цветом.

Векторное изображение — это набор координат вершин, образующих простейшие геометрические фигуры, из которых складывается итоговое изображение. 

Такая графика создается непосредственно человеком с помощью специализированных программ, например, Adobe Illustrator и Corel Draw. Нужно обладать специальными навыками пользования этими программами, а также умением рисовать. Понятное дело, это доступно не многим людям, поэтому такой вид графики не так широко распространен.

Векторные изображения преимущественно создаются для индустрии рекламы и дизайна.

Достоинства векторной графики:

1. Возможность изменять масштаб изображений без потери качества до любых размеров, при этом вес изображения не увеличивается. При изменении размеров происходит пересчёт координат и толщины линий, а затем построение объектов в новых размерах.

2. Векторное изображение не хранит в себе тонны информации, поэтому вес такого файла будет в разы меньше растра.

3. Возможность трансформации изображения из вектора в растр без потери качества и каких-либо сложностей. Это может сделать фотошоп в два щелчка мыши.

Недостатки:

Векторная графика не годится для создания реалистичных картин и фотографий. Она сильно ограничена в передаче плавных переходов и градиентов между цветами. В результате этого все цвета и линии сильно контрастируют.

Фотошоп хоть и работает с растровой графикой, но в своем наборе инструментов содержит и векторные элементы. Прежде всего это инструмент «Текст». При добавлении текста к изображению в фотошопе, создается отдельный текстовый слой. До тех пор пока этот слой живет самостоятельно, он является векторным элементом. Его можно растягивать до любых размеров и текст всегда будет четким.

Произвольные фигуры фотошопа также представляют из себя простейшие векторные изображения.

Помимо всего этого, хоть фотошоп не может создавать векторную графику, он может открывать ее. Тем самым можно добавлять заранее подготовленные дизайн-объекты и масштабировать их без потери качества.

Таким образом, подведем короткие выводы:

— растровые изображения фотореалистичные, а у векторных изображений всегда видно, что они нарисованы;

— масштабирование изображений очень важная возможность, которой нужно уметь пользоваться при работе с фотошопом. Для этого надо знать как и когда теряется качество графики и стараться не допустить этого. Тогда ваши будущие работы будут из тех, где приятно любоваться самыми мелкими деталями и восхищаться насколько они классно нарисованы.

Заметили ошибку в тексте — выделите ее и нажмите Ctrl + Enter. Спасибо!

Растровая графика

Растр — это мно­же­ство мел­ких точек, из кото­рых может состо­ять изоб­ра­же­ние. В слу­чае с ком­пью­те­ром растр — это пик­се­ли, из кото­рых состо­ит фотография. 

Напри­мер, когда вы фото­гра­фи­ру­е­те на смарт­фон или циф­ро­вой фото­ап­па­рат, вы полу­ча­е­те раст­ро­вое изоб­ра­же­ние, кото­рое состо­ит из мно­же­ства отдель­ных точек. Если смот­реть на экране теле­фо­на или ком­пью­те­ра, они не вид­ны, но если силь­но уве­ли­чить, то эти точ­ки ста­нут заметны.

Чем силь­нее уве­ли­чим фото­гра­фию, тем боль­ше вид­ны пиксели 

У раст­ро­вой гра­фи­ки есть два глав­ных пара­мет­ра: раз­мер изоб­ра­же­ния и глу­би­на цвета.

Раз­мер изоб­ра­же­ния — это коли­че­ство пик­се­лей по гори­зон­та­ли и вер­ти­ка­ли. Чем боль­ше раз­мер, тем силь­нее мож­но уве­ли­чи­вать кар­тин­ку без поте­ри каче­ства. Напри­мер, возь­мём одну и ту же фото­гра­фию, но у одной будет раз­мер 100 на 200 пик­се­лей, а у дру­гой — 1000 на 2000 пикселей:

В одном и том же мас­шта­бе вто­рая кар­тин­ка смот­рит­ся гораз­до луч­ше, пото­му что в ней боль­ше пик­се­лей, кото­рые пере­да­ют боль­ше деталей 

Общее пра­ви­ло такое: чем боль­ше пик­се­лей на фото­гра­фии, тем боль­ше мел­ких дета­лей мож­но на ней раз­гля­деть. Имен­но поэто­му про­из­во­ди­те­ли камер и смарт­фо­нов посто­ян­но уве­ли­чи­ва­ют коли­че­ство пик­се­лей у себя в устройствах.

Глу­би­на цве­та. Пред­ставь­те, что ваша каме­ра в теле­фоне может раз­ли­чать толь­ко 16 цве­тов. В этом слу­чае фото­гра­фии полу­ча­лись бы такими:

В целом понят­но, что тут изоб­ра­же­но, но выгля­дит странно 

Это и есть глу­би­на цве­та — сколь­ко раз­ных оттен­ков при­сут­ству­ет на изоб­ра­же­нии. В нашем при­ме­ре 16 цве­тов — это 4 бита, пото­му что 2 в 4 сте­пе­ни = 16. Срав­ни­те, как выгля­дит та же фото­гра­фия с глу­би­ной цве­та 16 и 8 бит:

Чем боль­ше глу­би­на цве­та, тем плав­нее цве­то­вые пере­хо­ды на фото 

Глав­ное при­ме­не­ние раст­ро­вой гра­фи­ки — фото­гра­фии и изоб­ра­же­ния с боль­шой глу­би­ной цве­та и мно­же­ством дета­лей. Фото­гра­фии — это растр. Рисун­ки от руки — чаще все­го растр. Если на изоб­ра­же­нии при­ро­да, люди, водич­ка или что угод­но со мно­же­ством дета­лей, ско­рее все­го, такое изоб­ра­же­ние будет растровым. 

Ком­пью­те­ры класс­но справ­ля­ют­ся с раст­ро­вы­ми изоб­ра­же­ни­я­ми, пото­му что растр доволь­но прост в обра­бот­ке. Ком­пью­тер ста­вит под­ряд нуж­ное коли­че­ство пик­се­лей и кра­сит их в нуж­ные цве­та. Опе­ра­ция про­стая, мате­ма­ти­ка мини­маль­ная, про­сто нуж­но повто­рить её мно­го раз. Ком­пью­те­ры в этом сильны.

Фундаментальные недостатки векторной графики

• Не каждая графическая сцена может быть легко изображена в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться описание очень большого количества примитивов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением и на время необходимое для преобразования его в растровый формат для графического вывода (отрисовки или растеризации).
• Перевод векторной графики в растровое изображение достаточно прост. Но обратный путь, как правило, сложен — этот процесс называют трассировкой растра, и зачастую требует значительных вычислительных мощностей и процессорного времени, и не всегда обеспечивает высокое качество полученного векторного рисунка.
• При этом спецификации векторных форматов (и, соответственно, рендереры векторной графики) намного сложнее таковых для растровой графики.
• Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда векторный формат отображается в растровое разрешение с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную. В векторных шрифтах TrueType есть довольно сложные коды хинтинга, позволяющие избавиться от пропущенных (и, наоборот, излишне толстых) линий.

Основные виды изображений

Известно, что в сети интернет пользуются большим числом наглядных иллюстраций, позволяющих посетителю конкретного сайта подробнее изучить представленную информацию. Но все типы изображений можно разделить на два типа:

1. Растровые, которые представляют собой привычные для нас картинки, состоящие из большого числа пикселов. Они могут быть созданы как фотоаппаратом, так и компьютерными программами.
2. Векторные, состоящие из сложных и разнообразных геометрических фигур – окружностей, линий, квадратов. Создание подобного типа изображений возможно лишь средствами компьютерной визуализации.

Загружать на фотосток можно оба вида графической информации. Первые, чаще всего, используются для предоставления сведений о каком-либо объекте, происшествии, для описания инструкций. Векторная графика применяется для создания логотипов компаний, эмблем продукции, товарных знаков.

Отличие растровой и векторной графики

Растровые изображения состоят из отдельных точек (пикселей). Векторные же формируются из математически описанных примитивных геометрических объектов (линий, кривых Безье, окружностей, многоугольников и других)

Первый способ графического отображения двухмерных объектов позволяет отлично передавать полутона и цветовые переливы, что особенно важно в фотоснимках и при создании реалистичных иллюстраций. Однако недостатком растровой модели является то, что при масштабировании или механическом увеличении точечного объекта качество изображения соответственно ухудшается, так как оно визуально распадается на пиксели (которые выглядят как отдельные квадратики)

Тогда как векторный объект можно сколько угодно увеличивать (растягивать, масштабировать), и качество изображения при этом не ухудшится.

Поэтому зачастую возникает необходимость преобразовать точечное изображение в векторное. К примеру, при разработке логотипа, герба, макета сувенирного или печатного изделия специалист по графическому дизайну часто подвергает векторизации какой-либо растровый элемент или рисунок. Ведь данный объект может использоваться на всевозможных рекламных носителях (например, на билбордах), на полиграфической, упаковочной и сувенирной продукции крупных размеров, поэтому при его увеличении качество изображения должно оставаться неизменным.

Программные инструменты и функции, с помощью которых создаются векторные объекты

Такие изображения изначально делают в соответствующих графических программах, самыми популярными и функциональными из которых являются профессиональные редакторы Adobe Illustrator и CorelDRAW. Также векторные объекты с помощью специальных инструментов получают из растровых изображений (например, используя трассировку, ручную или автоматическую).

В программах векторной графики для создания и редактирования соответствующих изображений имеется полный набор инструментов (которые в различных пакетах и версиях такого софта и в переводах на русский язык могут называться по-разному, но имеют одинаковые или сходные функции). Например, в редакторе CorelDRAW к таким инструментам относятся «Перо», «Ломаная линия», «Свободная форма», «Кривая Безье», «Художественное оформление», «Эллипс», «Прямоугольник», «Основные фигуры», «Заливка», «Контур» и другие. Нарисовав или построив из разных элементов какое-либо изображение (а оно изначально будет векторным), его можно всячески трансформировать, закрашивать в нужные цвета любыми способами, комбинировать и объединять с другими объектами, разделять на фрагменты. Также к данному изображению можно применять различные эффекты («тень», «линза», «прозрачность», «градиентная заливка», «искажение» и другие). Текст, созданный в программе векторной графики, можно «преобразовать в кривые», после чего он будет отображаться неизменным и без потери качества на любом компьютере и при печати.

Графический редактор CorelDRAW

В графический редактор CorelDRAW входит трейсер (ранее бывший отдельной программой CorelTRACE), который предназначен для автоматической векторизации (трассировки) растровых объектов. Однако изображение, полученное в результате применения этой функции, может быть не слишком качественным. Зачатую оптимальным методом создания векторного объекта является ручная трассировка, инструменты для которой имеются, например, в программах Adobe Illustrator и CorelDRAW. Она позволяет добиться высшего качества изображения. Однако ручная трассировка требует высокого мастерства специалиста и определенных затрат времени. Ее часто применяют при разработке дизайна логотипа. Готовый векторный объект можно сохранить для дальнейшего использования или редактирования в одном из специальных форматов ( CDR, AI, EPS, WMF, SVG).

В последних версиях растрового графического редактора Adobe Photoshop имеются функция преобразования точечного изображения в векторное и соответствующие инструменты (например, изменяемые кривые). Фотографию, которая представляет собой растровый объект, перевести в векторный формат нетрудно, но она может стать «мультяшной», исчезнут некоторые полутона и многие мелкие элементы. Тогда как рисунки, изобразительная графика, логотипы при векторизации не теряют свой оригинальный вид.

Фундаментальные недостатки векторной графики

• Не каждая графическая сцена может быть легко изображена в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться описание очень большого количества примитивов с высокой сложностью, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением и на время необходимое для преобразования его в растровый формат для графического вывода (отрисовки или растеризации).
• Перевод векторной графики в растровое изображение достаточно прост. Но обратный путь, как правило, сложен — этот процесс называют трассировкой растра, и зачастую требует значительных вычислительных мощностей и процессорного времени, и не всегда обеспечивает высокое качество полученного векторного рисунка.
• При этом спецификации векторных форматов (и, соответственно, рендереры векторной графики) намного сложнее таковых для растровой графики.
• Преимущество векторной картинки — масштабируемость — пропадает, когда векторный формат отображается в растровое разрешение с особо малыми разрешениями графики (например, иконки 32×32 или 16×16). Чтобы не было «грязи», картинку под такие разрешения приходится подгонять вручную. В векторных шрифтах TrueType есть довольно сложные коды хинтинга, позволяющие избавиться от пропущенных (и, наоборот, излишне толстых) линий.

Что такое векторная графика

Векторная графика — это изображение, которое строится по указанным координатам, которые были заданы в векторной программе. Это простые геометрические объекты: линии, точки, кривые, круги и т.д. Т.е. векторные изображения формируются из указанных координат — установленных точек, того, какая им дана форма (линии, круги, кривые, квадраты и т.д.), и какие к ним применены различные эффекты: цвета, заливки и т.д.

В самом файле хранится информация о местоположении этих координат и какие эффекты были применены. Поэтому векторные файлы занимают меньше места, в отличие от растровых, в которых хранится информация о множестве пикселей, их цвете, координатах, используемой цветовой схеме и другой информации.

Такой способ формирования графики позволяет добиться наивысшего качества и гибкости в работе с полиграфическими материалами. Созданные изображения можно бесконечно редактировать, менять их масштаб — качество от этого теряться не будет, т.к. работа происходит с объектами в виде координат моделей, а отрисовка делается в зависимости от необходимого размера.

Чтобы создать такое изображение нужно нарисовать фигуру — начертить линии, поставить где нужно точки, дать им обводку или заливку. Смотрите скриншот, как это выглядит.

Так, как дисплеи различных девайсов и монитор, за которым вы читаете этот материал предназначены для вывода растровой графики, векторная преобразуется в нее на программном или аппаратном уровне. Поэтому, все, что вы видите на дисплеях своих устройств, показывается в растровом формате: изображения, видео, игры и т.д.

Где и как используется векторная графика

Такой вид графики используется во всех сферах, где требуется печать создаваемых материалов. Т.е. если компания создает, например, логотип — то лучше его сделать в векторе, ведь в независимости от того, где вы его в дальнейшем будете использовать, он будет одинаково качественно выглядеть.

Поэтому вектором пользуются: полиграфические фирмы, рекламные агентства, газеты и журналы, печатные издания, архитекторы и многие другие, кому важно, чтобы создаваемый материал был масштабируемым. Самыми качественными и популярными программами являются:

Самыми качественными и популярными программами являются:

• Adobe Illustrator
• Adobe InDesign
• Adobe FreeHand
• Corel Draw
• AutoCAD
• ArhiCAD

Достоинства векторной графики — плюсы

1. Небольшой размер несложных изображений. Но, если деталей будет много — их вес соответственно будет сильно расти.

2. Масштабируемость и редактирование без изменения качества в худшую сторону.

3. Один раз создав материал в таком формате — его можно без сильных изменений использовать, где угодно, хоть на огромном баннере, хоть, как маленькую картинку на сайте — качество будет одно и тоже. Т.е. не нужно отрисовывать его заново в отличие от растрового.

4. Легко перевести в растр причем любого разрешения, но из растра в вектор — сложно.

5. Легко научится создавать и работать с графикой такого формата если у вас есть хотя бы базовые знания о том, как нужно чертить.

Недостатки — минусы

1. Не все можно сделать в векторе — просто формат не позволит сделать сложные изображения с градиентами и большим количеством деталей. Хотя сделать то можно, но весить это дело будет очень много. Бессмысленная и ненужная затея.

2. Нет автоматического ввода/создания в векторе — у тех же сканеров, фотоаппаратов. Камеры, сканеры и т.д. создают изображения в растровом формате по пикселям.

3. Нет нормальной совместимости между программами для работы с такой графикой. Они конкурируют, а мы получаем кривое отображение если не используем тот же софт, в котором создавался материал.

4. Требует хорошего компьютера для отрисовки сложных материалов. Ведь в файле хранятся, только координаты, а отрисовка происходит уже после открытия.

5. Трудоемкий и довольно нелегкий процесс создания качественных изображений.

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.

Векторная графика

В отли­чие от раст­ро­вой гра­фи­ки, век­тор­ная состо­ит не из пик­се­лей, а из мате­ма­ти­че­ских фор­мул. В такой гра­фи­ке каж­дое изоб­ра­же­ние нари­со­ва­но с помо­щью отдель­ных элементов:

• точек,
• эллип­сов,
• пря­мо­уголь­ни­ков,
• мно­го­уголь­ни­ков,
• кри­вых любой сложности.

Что­бы это нари­со­вать, у каж­до­го эле­мен­та есть свои пара­мет­ры, например:

• коор­ди­на­ты,
• цвет,
• раз­мер,
• тол­щи­на линии,
• тол­щи­на контура,
• цвет кон­ту­ра,
• про­зрач­ность,
• ради­ус кри­виз­ны и так далее.

Если ком­пью­те­ру нуж­но нари­со­вать звёзд­ное небо, мы можем дать ему такие команды:

1. Создай пустой рисунок.
2. Залей его гра­ди­ен­том свер­ху вниз от тёмно-синего к синему.
3. Поставь точ­ку {белая, раз­мер 0,5, непро­зрач­ность 100%} по коор­ди­на­там 10,8.
4. Поставь точ­ку {белая, раз­мер 0,4, непро­зрач­ность 100%} по коор­ди­на­там 14,9.
5. Поставь точ­ку {белая, раз­мер 1,1, непро­зрач­ность 80%} по коор­ди­на­там 19,31.
6. … добав­ля­ем ещё 113 звёзд.

В ито­ге полу­чим такой рисунок:

Избра­же­ние: wallpapersafari.com

Так как мы не при­вя­за­ны к раз­ме­ру изоб­ра­же­ния, то по этим фор­му­лам ком­пью­тер может нам отри­со­вать звёзд­ное небо любо­го раз­ме­ра — от обо­ев на теле­фон до реклам­но­го бил­бор­да 4 на 6 мет­ров. При этом при уве­ли­че­нии поте­ри каче­ства не про­ис­хо­дит — ком­пью­тер про­сто полу­ча­ет от нас финаль­ный раз­мер изоб­ра­же­ния и рису­ет всё в нуж­ных пропорциях.

Сила век­тор­ной гра­фи­ки — в воз­мож­но­сти бес­ко­неч­но уве­ли­чи­вать и умень­шать раз­мер изоб­ра­же­ния без поте­ри каче­ства. При изме­не­нии раз­ме­ра ком­пью­тер сра­зу пере­счи­ты­ва­ет все фор­му­лы и отри­со­вы­ва­ет кар­тин­ку зано­во. Поэто­му при уве­ли­че­нии век­тор­ной гра­фи­ки не появ­ля­ют­ся пик­се­ли и раз­мы­тие, даже если нам нуж­но уве­ли­чить одну звез­ду в 100 раз:

Минус век­тор­ной гра­фи­ки в том, что в ней очень слож­но создать фото­ре­а­ли­стич­ное изоб­ра­же­ние. Дело в том, что каж­дая деталь, каж­дый новый цвет и каж­дый цве­то­вой пере­ход — это новая фор­му­ла. Что­бы постро­ить фото­ре­а­ли­стич­ную кар­тин­ку, нуж­но очень мно­го фор­мул, кото­рые будут слож­но обсчи­ты­вать­ся, и всё рав­но по дета­лям мож­но понять, что перед нами не фотография:

Каж­дый эле­мент на этой кар­тин­ке зада­ёт­ся сво­ей фор­му­лой. Здесь мно­го дета­лей, но всё рав­но вид­но, что это не фото­гра­фия, а век­тор­ная иллюстрация 
То же самое изоб­ра­же­ние в кривых 

Век­тор­ная гра­фи­ка чаще все­го при­ме­ня­ет­ся там, где не нуж­на фото­ре­а­ли­стич­ность — икон­ки, пик­то­грам­мы, реклам­ные мате­ри­а­лы. Глав­ная зада­ча тако­го изоб­ра­же­ния — что­бы его мож­но было уве­ли­чить или умень­шить как угод­но без поте­ри качества.

Икон­ки — Сер­гей Чикин 

Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой

• Объём данных, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколь угодно большой объект файлом минимального размера. Например, описание окружности произвольного радиуса требует задания только 3 чисел, не считая атрибутов.
• В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив при выводе на графическое устройство, например, дугу окружности, и она останется при любом увеличении гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.
• Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.
• При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимой от реальной площади изображаемой фигуры.

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.

Что такое вектор

Вы навер­ня­ка помни­те век­тор из школь­ной про­грам­мы — это такая стре­лоч­ка. Она направ­ле­на в про­стран­ство и изме­ря­ет­ся дву­мя пара­мет­ра­ми: дли­ной и направ­ле­ни­ем. Пока дли­на и направ­ле­ние не меня­ют­ся, век­тор может пере­ме­щать­ся в пространстве.

Физи­че­ское пред­став­ле­ние век­то­ра: есть дли­на, направ­ле­ние и нет началь­ной точ­ки отсчё­та. Такой век­тор мож­но как угод­но дви­гать в пространстве 

У ана­ли­ти­ков век­тор пред­став­ля­ет­ся в виде упо­ря­до­чен­но­го спис­ка чисел: это может быть любая инфор­ма­ция, кото­рую мож­но изме­рить и после­до­ва­тель­но запи­сать. Для при­ме­ра возь­мём рынок недви­жи­мо­сти, кото­рый нуж­но про­ана­ли­зи­ро­вать по пло­ща­ди и цене домов — полу­ча­ем век­тор, где пер­вая циф­ра отве­ча­ет за пло­щадь, а вто­рая — за цену. Ана­ло­гич­но мож­но сор­ти­ро­вать любые данные.

Ана­ли­ти­че­ское пред­став­ле­ние век­то­ра: дан­ные мож­но пере­ве­сти в числа 

Мате­ма­ти­ки обоб­ща­ют оба под­хо­да и счи­та­ют век­тор одно­вре­мен­но стрел­кой и чис­лом — это свя­зан­ные поня­тия, пере­те­ка­ю­щие друг в дру­га в зави­си­мо­сти от зада­чи. В одних слу­ча­ях удоб­ней счи­тать, а в дру­гих — пока­зать всё гра­фи­че­ски. В обо­их слу­ча­ях перед нами вектор.

Мате­ма­ти­че­ское пред­став­ле­ние век­то­ра: дан­ные мож­но пере­ве­сти в чис­ла или график 

В дата-сайенс исполь­зу­ет­ся мате­ма­ти­че­ское пред­став­ле­ние век­то­ра — про­грам­мист может обра­бо­тать дан­ные и визу­а­ли­зи­ро­вать резуль­тат. В отли­чие от физи­че­ско­го пред­став­ле­ния, стрел­ки век­то­ров в мате­ма­ти­ке при­вя­за­ны к систе­ме коор­ди­нат Х и У — они не блуж­да­ют в про­стран­стве, а исхо­дят из нуле­вой точки.

Век­тор­ная систе­ма коор­ди­нат с базо­вы­ми ося­ми Х и Y. Место их пере­се­че­ния — нача­ло коор­ди­нат и корень любо­го век­то­ра. Засеч­ки на осях — это отрез­ки одной дли­ны, кото­рые мы будем исполь­зо­вать для опре­де­ле­ния век­тор­ных координат 

Полу­ча­ет­ся, век­тор – это такой спо­соб запи­сы­вать, хра­нить и обра­ба­ты­вать не одно чис­ло, а какое-то орга­ни­зо­ван­ное мно­же­ство чисел. Бла­го­да­ря век­то­рам мы можем пред­ста­вить это мно­же­ство как еди­ный объ­ект и изу­чать его вза­и­мо­дей­ствие с дру­ги­ми объектами. 

Напри­мер, мож­но взять мно­го век­то­ров с цена­ми на недви­жи­мость, как-то их про­ана­ли­зи­ро­вать, усред­нить и обу­чить на них алго­ритм. Без век­то­ров это были бы про­сто «рас­сы­пан­ные» дан­ные, а с век­то­ра­ми — порядок. 

Что такое растровое изображение?

В действительности, мы видим всего лишь электронную версию картинки на мониторе. Если говорить про растровое изображение, то оно храниться в памяти компьютера в виде цифр и символов. Они уже с определенной последовательностью описывают какую-то отдельную область (элемент) самого изображения. Этот элемент отображен в виде пикселя (ячейки определенного цвета). Давайте посмотрим, что это за пиксель такой.

Для этого можно просто взять фото и увеличить его. Вы заметите, что появились специальные квадратики (рисунок ниже). Изображение стало разбиваться на квадраты разного цвета. Вот эти квадратики и есть пиксели.

Таким вот оказывается любое растровое изображение, полученное с фотокамеры, с камеры мобильного телефона или скачанное с Интернета. Каждый пиксель, как я говорил, описан определенной последовательностью цифр и символов. Как узнать, что это за последовательность? Да очень просто! Выбираете инструмент «Пипетка» (в любом графическом редакторе он есть) и наводите на нужный пиксель. Если проверяете в фотошопе, то вам дополнительно нужно будет зайти в палитру цветов.

После этого появится цвет данного пикселя и соответствующее ему число, которое показывается в нижней строчке (1). Тут у меня только цифры. Но в других цветах они могут идти в сочетании с латинскими буквами или только из самих букв. Это так называемая шестнадцатеричная латинская система. С помощью таких букв и цифр можно описать цвет в любом графическом редакторе (не только в фотошопе). Это очень удобно. Например, чтобы обратиться к какому-то цвету, мы можем указать его числовые координаты, после чего появится соответствующий цвет. Можете ввести любой код и посмотреть, к какому цвету он относится. Также можно использовать онлайн генератор палитр.

Итак, что следует из того, что мы с вами рассмотрели выше. Если пиксели представлены в виде последовательности чисел и букв, то их можно без труда изменять. Изменяя числа и буквы каждого пикселя, мы можем изменять его цвет, то есть редактировать сам пиксель. При выполнении какой-либо глобальной операции коррекции (например, регулируем яркость) изменяется числовое значение нескольких тысяч пикселей изображения.