Gráfico vectorial

Un gráfico vectorial é unha imaxe xerada por ordenador composta por gráficos primitivos como liñas, círculos, polígonos ou curvas xerais (splines). Os gráficos vectoriais adoitan significar representacións cuxas primitivas poden describirse bidimensionalmente no plano, de forma similar a un vector en xeometría analítica. Unha descrición de imaxe que depende de primitivos tridimensionais chámase máis comunmente un modelo ou escena 3D, e a xeración de gráficos bidimensionais de liñas e áreas e imaxes fotorrealistas a partir de tales modelos 3D chámase síntese ou renderizado de imaxes.

Por exemplo, para gardar unha imaxe dun círculo, un gráfico vectorial necesita polo menos dous valores: a posición do centro do círculo e o diámetro do círculo. Ademais da forma e posición da primitiva gráfica, tamén se poden especificar a cor, o ancho da liña, varios patróns de recheo e outros datos que determinan a aparencia.

Características

Comparación entre imaxe rasterizada e vectorizada segundo zoom.

A diferenza dos gráficos ráster ou mapas de bits, os gráficos vectoriais non se basean nunha cuadrícula na que a cada picture element (píxel) se lle asigna un valor de cor e unha coordenada, senón nunha descrición da imaxe que define os obxectos que compoñen a imaxe. Por exemplo, un círculo pódese describir completamente nun gráfico vectorial usando a posición do centro, o raio, o grosor da liña e a cor. Só se gardan estes parámetros.

A creación de gráficos vectoriais forma parte do modelaxe xeométrico e acostuma facerse mediante un programa de gráficos vectoriais ou directamente cunha linguaxe de marcas. Con certas restricións, os gráficos ráster pódense converter en gráficos vectoriais usando o que se coñece como "vectorización". Algúns programas de recoñecemento de textos baséanse nun algoritmo de vectorización. Os programas de gráficos vectoriais comúns ofrecen agora funcións que permiten gardar gráficos vectoriais con degradados de cores e niveis de transparencia, e así describir un gran número de imaxes de forma satisfactoria. A diferenza dos gráficos ráster, estes gráficos vectoriais tamén se poden cambiar e transformar facilmente e sen perdas.

Vantaxes

En comparación cos gráficos ráster, os gráficos vectoriais a miúdo pódense gardar con moito menos espazo. Unha das principais características e vantaxes en comparación cos gráficos ráster é a escalabilidade continua e sen perdas.

A diferenza de PNG, GIF, JPEG e BMP, os gráficos vectoriais non consisten nunha cuadrícula de píxeles. Pola contra, os gráficos vectoriais consisten en camiños definidos por un punto inicial e un punto final e elementos xeométricos como curvas, liñas e cadrados. Isto permite crear debuxos sinxelos e diagramas complexos. Os camiños tamén se usan para definir os caracteres de certos tipos de letra.

Dado que as imaxes baseadas en vectores non están formadas por un número específico de puntos, pódense escalar a calquera tamaño para acadar a resolución desexada e non perder a calidade da imaxe. Isto fai que os gráficos vectoriais sexan idóneos para logotipos, que poden ser o suficientemente pequenos como para aparecer nunha tarxeta de visita, pero tamén se poden escalar para encher unha carteleira. Exemplos de software de gráficos para debuxar gráficos vectoriais son Adobe Illustrator, FreeHand e CorelDraw. Moitas animacións Flash tamén usan gráficos vectoriais porque escalan mellor e normalmente ocupan menos espazo que os gráficos ráster.

Render

A forza dos gráficos vectoriais en xeral é a súa independencia de resolución, é dicir, son aptas para a reprodución (en monitor e impresión) en calquera resolución. Non obstante, isto sempre require unha representación complexa do gráfico vectorial nun gráfico ráster. Unha desvantaxe dos gráficos vectoriais en comparación cos gráficos ráster é un esforzo de renderizado descoñecido e dependente do contido ( tempo de cálculo e memoria principal ). Para minimizar esta desvantaxe dos gráficos vectoriais, Wikipedia, por exemplo, ofrece imaxes de vista previa de gráficos rasterizados pre-renderizados no servidor de gráficos vectoriais SVG en varias resolucións de imaxe. En xeral, os gráficos ráster teñen a vantaxe de que o esforzo de renderizado é constante e independente do contido.

Aplicacións

Editando un gráfico vectorial con Inkscape

Cubo de Rubik con reflexión e sombra en formato SVG

A forza dos gráficos vectoriais reside nas representacións que poden ser descritas satisfactoriamente como unha colección de primitivos gráficos, como diagramas ou logotipos de empresas. Non son axeitados para imaxes dixitalizadas e fotos dixitais, que pola súa propia natureza son capturadas como gráficos ráster e non se poden converter sen perdas. Os formatos vectoriais tamén alcanzan os seus límites con imaxes renderizadas complexas, que tamén se calculan directamente como gráficos ráster. Porén, cada vez son máis as empresas especializadas na vectorización de gráficos rasterizados. Isto é de especial interese para a publicidade de imaxes a grande escala, as letras de vehículos ou cando se utiliza a vectorización como efecto gráfico.

Os gráficos vectoriais pódense imprimir directamente en varios materiais usando plotters ou marcadores láser sen cribado previo.

Aplicacións gráficas

Os programas de deseño baseados en vectores pódense usar para crear ilustracións, especialmente para crear logotipos. As escenas 3D creadas polas ferramentas de modelaxe 3D tamén se poden ver como gráficos vectoriais.

Linguaxes de descrición da páxina

Os gráficos vectoriais permiten describir documentos independentemente da resolución do dispositivo de saída. Coa axuda dunha linguaxe de descrición de páxina capaz de gráficos vectoriais, como PostScript ou o formato de documento portátil resultante, os documentos, a diferenza dos gráficos de mapa de bits, pódense mostrar ou imprimir en pantallas coa maior resolución posible sen perdas.

Paquetes ofimáticos

Os paquetes ofimáticos conteñen funcións de debuxo máis ou menos extensas. Os gráficos creados deste xeito son gráficos vectoriales. Os diagramas tamén son gráficos vectoriais. Os recheos máis complexos son rasterizados para a saída. Para os cliparts non fotorrealistas, Windows Metafile é un formato de ficheiro de gráficos vectoriais común en Windows.

Fontes

Os chamados tipos de letra de contorno, que describen o contorno de cada carácter como un gráfico vectorial, úsanse predominantemente nos sistemas informáticos comúns na actualidade. Os formatos máis importantes son TrueType, PostScript e OpenType.

Xogos de ordenador

Ilustración vectorial do xogo Space Rocks.

Os primeiros xogos de arcade eran esencialmente gráficos vectoriais. O primeiro foi Spacewar! dende 1962. Tamén foron coñecidos Lunar Lander (Atari, 1979), Battlezone (Atari, 1980) e Star Wars (gráficos vectoriales en cor, Atari, 1983); tamén empregaba gráficos vectoriais a consola de xogos Vectrex.

Como característica técnica destes sistemas, a deflexión X/Y do tubo de raios catódicos usado para a visualización controlábase directamente, en lugar de emitir unha memoria de gráficos liña por liña como ocorre cos gráficos de matriz de puntos. A vantaxe desta solución residía na visualización suave e sen escaleiras das liñas. Porén, este método era menos adecuado para a saída de gráficos e textos xerais, especialmente complexos.

En ordenadores persoais como o Amiga e o Commodore 64 tamén había xogos baseados en gráficos vectoriais, por exemplo Stunt Car Racer ou a serie Elite. Non obstante, os gráficos vectoriais non eran dados directamente, senón que foran calculados e convertidos en gráficos ráster. Debido ás condicións requiridas nese momento - gran potencia de computación- estes xogos eran relativamente lentos ou carentes de detalles.

Internet

Engrenaxe cónica. Debuxo vectorial creado con Adobe Illustrator, exportado como SVG

Na World Wide Web, os gráficos vectoriais adoitan estar dispoñibles en formato SVG aberto ou como ficheiros SWF propietarios (Adobe Flash). Para escenas 3D, a linguaxe de descrición X3D é o sucesor da linguaxe de modelaxe de realidade virtual (VRML). Volve estar dispoñible a Web Graphics Library (WebGL), baseada en OpenGL, así como a biblioteca JavaScript Open 3D (O3D) de Google, tamén baseada en WebGL.

Sistemas de información xeográfica

Nos sistemas de información xeográfica, a xeometría de parcelas, mapas, etc. almacénase en forma de datos vectoriais. Neste caso, tamén se poden empregar gráficos vectoriais.

Deseño asistido por ordenador

Para debuxos técnicos, utilízanse programas CAD. Aquí tamén se almacena a xeometría como datos vectoriais, o que permite, por exemplo, o dimensionamento calculado e a creación de extractos de masa e listas de pezas. Un formato vectorial CAD típico é o Drawing Interchange Format (formato de intercambio de debuxos).

Véxase tamén

Bibliografía

• Hans-Joachim Bungartz u. a.: Einführung in die Computergraphik: Grundlagen, geometrische Modellierung, Algorithmen. Vieweg, Braunschweig 2002, ISBN 3-528-16769-6, páxs. 6–8.
• Stefan Skiba: Vektorgrafik – Eine Technik der Gegenwartskunst. In: Atelier. Die Zeitschrift für Künstlerinnen und Künstler. Nr. 186, Abril/Maio 2013, páxs. 26–29.
• Stefan Skiba: Expressive Schwarz-Weiß-Vektorgrafik in der zeitgenössischen Kunst. Kunst- und gestaltungstheoretischer Forschungsbericht. Skiba, Bremen 2016, ISBN 978-3-00-052994-8.

Outros artigos

• Debuxo técnico
• Deseño gráfico
• Editor de gráficos vectoriais
• Formatos de ficheiro para gráficos vectoriais 2D
• Historia do debuxo técnico
• Ilustración
• Imaxes xeradas por ordenador
• Vector