vettoriale o raster?

Lezione del 22 gennaio 2014. Classe IV ATg

(1) Cos’è la GRAFICA VETTORIALE?
La grafica vettoriale è una tecnica utilizzata in computer grafica per descrivere un’immagine, detta quindi immagine vettoriale.

(2) Com’è descritta un’immagine da un applicativo di grafica vettoriale? 
Nella grafica vettoriale un’immagine è descritta mediante un insieme di primitive geometriche che definiscono punti, linee, curve e poligoni ai quali possono essere attribuiti colori e anche sfumature.

(3) In cosa si differenzia della cosiddetta GRAFICA RASTER?
È radicalmente diversa dalla grafica raster in quanto nella grafica raster le immagini vengono descritte come una griglia di pixel.

(4) Quali sono i principali vantaggi della grafica vettoriale?

  • possibilità di esprimere i dati in una forma direttamente comprensibile ad un essere umano (es. lo standard SVG = Scalable Vector Graphics);
  • possibilità di esprimere i dati in un formato che occupi (molto) meno spazio rispetto all’equivalente raster;
  • possibilità di ingrandire l’immagine arbitrariamente senza che si verifichi una perdita di risoluzione dell’immagine;

(Analiticamente: Il primo punto si traduce nella possibilità, per una persona, di intervenire direttamente sull’immagine anche senza fare uso di programmi di grafica o addirittura senza conoscenze approfondite in merito. Ad esempio, per tradurre il testo presente in un’immagine SVG, spesso è sufficiente aprire il file con un editor di testo e modificare le stringhe lette nel file.

Tale sistema di descrizione delle informazioni grafiche presenta inoltre l’indubbio vantaggio di una maggiore compressione dei dati: in pratica una immagine vettoriale occuperà molto meno spazio rispetto ad una corrispondente raster, con una riduzione dell’occupazione di RAM e memoria di massa, principalmente nelle forme geometriche o nei riempimenti a tinta piatta. Risulta, inoltre, più facile da gestire e da modificare, essendo minore la quantità di dati coinvolti in ogni singola operazione di aggiornamento. Questo rende il vettoriale particolarmente adatto per gestire grandi quantità di dati come quelli cartografici che sono tipicamente gestiti in modalità vettoriale; infine l’ingrandimento o la riduzione delle misure e proporzioni del soggetto prodotto in vettoriale non incide in maniera significativa sul peso dell’immagine stessa, il riempimento di forme con tinte piatte è generato da semplici funzioni matematiche e risulta, quindi, estremamente leggero in termini di memoria utilizzata).

(5) In merito al problema della risoluzione, quali sono le peculiarità della grafica vettoriale rispetto alla grafica raster?

La grafica vettoriale, essendo definita attraverso equazioni matematiche, è indipendente dalla risoluzione, mentre la grafica raster, se viene ingrandita o visualizzata su un dispositivo dotato di una risoluzione maggiore di quella del monitor, perde di definizione.

(Analiticamente: Una linea che percorre lo schermo trasversalmente se viene rappresentata utilizzando la grafica raster viene memorizzata come una sequenza di pixel colorati disposti a formare la linea. Se si provasse ad ingrandire una sezione della linea si vedrebbero i singoli pixel che compongono la linea. Se la medesima linea fosse memorizzata in modo vettoriale la linea sarebbe memorizzata come un’equazione che parte da un punto identificato con delle coordinate iniziali e termina in un altro punto definito con delle coordinate finali. Ingrandire una sezione della linea non produrrebbe artefatti visivi o la visualizzazione dei singoli pixel componenti l’immagine, dato che la linea sarebbe visualizzata sempre con la massima risoluzione consentita dal monitor.

Ad esempio: prendendo un’immagine vettoriale grande 2×24 pixel e aumentando la risoluzione fino a 1024×768, si otterrà una immagine che ha la stessa definizione di quando era 2×24. Se noi procediamo con lo zoom su di un file di tipo bitmap adattato a 800×600 px e lo ingrandiamo a 1024×768 px la definizione risulta inferiore, questo perché il processore non ricalcola la definizione dell’immagine come succede nelle immagini vettoriali ma utilizza le stesse informazioni (pixel) dell’immagine su una superficie maggiore).

(6) Quali sono i principali svantaggi della grafica vettoriale rispetto a quella raster?

Il principale svantaggio della grafica vettoriale rispetto alla grafica raster è che la realizzazione di immagini vettoriali non è una attività intuitiva come nel caso delle immagini raster. I programmi vettoriali dispongono di molti strumenti che, per essere sfruttati pienamente, richiedono svariate conoscenze. Un altro difetto è legato alle risorse richieste per trattare le immagini vettoriali: una immagine vettoriale molto complessa può essere molto corposa e richiedere l’impiego di un computer molto potente per essere elaborata. Inoltre, le risorse richieste per trattare l’immagine non sono definibili a priori e quindi ci si potrebbe trovare nell’impossibilità di elaborare un’immagine per la mancanza di risorse sufficienti. Nel caso di un’immagine raster, invece, una volta definita la risoluzione ed il numero di colori, è abbastanza semplice definire le risorse massime necessarie per trattare l’immagine stessa; al contrario di quanto accade con le tinte piatte, i riempimenti sfumati o complessi generati in vettoriale comportano un alto impiego di risorse.

(7) Quali sono i principali campi di impiego della grafica vettoriale?

La grafica vettoriale ha un notevole utilizzo nell’editoria, nell’architettura, nell’ingegneria e nella grafica realizzata al computer. Tutti i programmi di grafica tridimensionale salvano i lavori definendo gli oggetti come aggregati di primitive matematiche. Nei personal computer l’uso più evidente è la definizione dei font. Quasi tutti i font utilizzati dai personal computer vengono realizzati in modo vettoriale, per consentire all’utente di variare la dimensione dei caratteri senza perdita di definizione.

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(1) In cosa consiste la cosiddetta grafica raster (detta anche erroneamente bitmap)?

La grafica raster (detta anche bitmap) è una tecnica utilizzata per descrivere un’immagine in formatodigitale. Un’immagine descritta con questo tipo di grafica è chiamata immagine bitmap o immagine raster.

(2) Etimologia e significato del termine:

Il termine raster (= trama, reticolo, griglia, rasta) in computer grafica, indica la griglia ortogonale di punti che costituisce l’immagine.

(3) Come si compone l’immagine raster e come sono visualizzate le informazioni cromatiche?

Nella grafica raster l’immagine viene vista come una scacchiera e ad ogni elemento della scacchiera, chiamato pixel, viene associato uno specifico colore. Il colore può essere definito con due tecniche:

  • se l’immagine contiene pochi colori (massimo 256) si crea un elenco dei colori da utilizzare e nella scacchiera viene inserito l’indice che punta allo specifico colore del pixel;
  • se l’immagine contiene molti colori il singolo pixel non definisce l’indice con il quale si punta a una tavolozza di colori, ma direttamente il colore.

(Il colore viene definito ad esempio come una combinazione di tre componenti: blu, rosso, verde. Questo non è l’unico modo di definire un colore, esistono altri modi che vengono chiamati spazi di colore, ma nel caso delle immagini generate al computer il sistema RGB è il più diffuso dato che le schede grafiche lo utilizzano nativamente per generare il segnale da visualizzare con il monitor).

(4) Quali sono le due proprietà fondamentali nella grafica raster? In cosa consistono tali proprietà?

Le due caratteristiche specifiche della grafica raster sono:

  1. la risoluzione 
  2. la profondità di colore.

La prima è determinata dal numero di pixel contenuti nell’unità di misura considerata (in genere il pollice inglese, equivalente a 2,54 cm) ed è ottenuta moltiplicando il numero delle righe di pixel per quello dei delle colonne di pixel; si misura in PPI (Pixel Per Inch) oppure in DPI (Dot Per Inch, Punti per pollice). La seconda è definita dalla memoria che si dedica ad ogni pixel, ovvero dal numero di bit dedicati ad ogni pixel per descrivere il colore, e si misura in BPP (Bit Per Pixel); maggiore è il numero di bit, maggiore è il numero di colori che è possibile descrivere.

La grafica raster non è vantaggiosa se l’utente necessita di apportare modifiche all’immagine, perché nel caso ad esempio di uno zoom, la risoluzione e quindi la qualità dell’immagine peggiora. I softwaregrafici, per ridurre il problema, sono in grado di ripristinare la risoluzione inserendo nuovi pixel che vengono calcolati facendo una interpolazione, il processo inserisce, perciò, deliberatamente una quantità di informazioni presunte.
La grafica raster è invece ideale per rappresentare immagini della realtà, per modificare contrasti e luminosità di queste, per applicare filtri di colore. I dati raster possono essere memorizzati attraverso tipologie di file che sfruttano algoritmi di compressione diversi, gravando in modo differente sul supporto di memorizzazione. 

I formati raster più comuni sono i seguenti:

  • raw
  • bmp (in alcuni casi i file bmp sono compressi con un algoritmo RLE)(Questi formati di file hanno richieste di elaborazione minima, non essendo necessari algoritmi di compressione (in fase di scrittura) e decompressione (in fase di lettura), tuttavia, mancando di compressione, risultano particolarmente voluminosi, in termini di spazio occupato su disco (o altro dispositivo di memorizzazione), rispetto agli altri formati).

Le immagini salvate con un algoritmo di compressione dati lossless occupano meno spazio nei dispositivi di memorizzazione, mantenendo inalterata tutta l’informazione originale:

  • png (certe applicazioni permettono anche la scrittura di file png non compressi)
  • tga
  • tiff (sebbene questo sia l’uso più comune, questo formato permette diversi tipi di compressione)
  • gif (per immagini fino a 256 colori)Le immagini memorizzate con un algoritmo di compressione lossy subiscono una perdita di informazione; pertanto questa tecnica non è adatta per salvare le immagini che vengono rielaborate coi programmi di fotoritocco (le continue modifiche comporterebbero un progressivo degrado dell’immagine ad ogni salvataggio e riapertura); invece, in virtù delle ridotte dimensioni del file, sono particolarmente indicate per la trasmissione di immagini o per ridurre le dimensioni di un’applicazione o di un prodotto da distribuire.
  • jpeg
  • gif (per immagini con più di 256 colori si ottiene una compressione lossy poiché vengono eliminate la maggior parte delle sfumature di colore)

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Informazioni su vincegargiulo

Nato a Napoli dove ho studiato arte. Insegno grafica e fotografia nella scuola statale. I miei interessi spaziano dalla comunicazione visiva alla filosofia, fotografia, cinema ...
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