Gráficos vectoriales: Dominar los gráficos vectoriales en visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué son los gráficos vectoriales

Los gráficos vectoriales son una forma de gráficos por computadora en los que se crean imágenes visuales directamente a partir de formas geométricas definidas en un plano cartesiano, como puntos, líneas. , curvas y polígonos. Los mecanismos asociados pueden incluir hardware de visualización e impresión de vectores, modelos de datos vectoriales y formatos de archivos, así como el software basado en estos modelos de datos. Los gráficos vectoriales son una alternativa a los gráficos rasterizados o de mapa de bits, y cada uno tiene ventajas y desventajas en situaciones específicas.

Cómo se beneficiará

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Gráficos vectoriales

Capítulo 2: Gráficos rasterizados

Capítulo 3: SVG

Capítulo 4: Editor de gráficos rasterizados

Capítulo 5: Editor de gráficos vectoriales

Capítulo 6: Rasterización

Capítulo 7: Comparación de editores de gráficos vectoriales

Capítulo 8: Formato de archivo de imagen

Capítulo 9: Calco de imágenes

Capítulo 10: Boxy SVG

(II) Respondiendo las principales preguntas del público sobre gráficos vectoriales .

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de gráficos vectoriales en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o información básica para cualquier tipo de Gráficos Vectoriales.

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 13 may 2024

Vista previa del libro

Capítulo 1: Gráficos vectoriales

Los gráficos vectoriales son un tipo de gráficos por computadora en los que las imágenes se forman directamente a partir de puntos, líneas, curvas y polígonos definidos en un plano cartesiano. El hardware para la visualización e impresión vectorial, los modelos de datos vectoriales y los formatos de archivo, así como los programas informáticos basados en estos modelos de datos, pueden figurar entre los mecanismos vinculados (especialmente los programas informáticos de diseño gráfico, el diseño asistido por ordenador y los sistemas de información geográfica). Los gráficos vectoriales son una alternativa a los gráficos rasterizados y de mapa de bits, cada uno de los cuales tiene ventajas y limitaciones particulares.

El hardware vectorial ha sido reemplazado en su mayoría por pantallas e impresoras basadas en trama, pero los datos vectoriales y el software todavía se utilizan con frecuencia, particularmente cuando se requiere un alto grado de precisión geométrica y cuando la información complicada se puede descomponer en primitivas geométricas simples. Por lo tanto, es el modelo preferido para campos como la ingeniería, la arquitectura, la topografía, el renderizado 3D y la tipografía, pero es completamente inadecuado para aplicaciones de fotografía y teledetección, donde el raster es más efectivo y eficiente. Algunos sectores de aplicación, como los sistemas de información geográfica (SIG) y el diseño gráfico, utilizan gráficos vectoriales y rasterizados en función del uso previsto.

Los gráficos vectoriales se basan en las matemáticas de la geometría analítica o de coordenadas y no están relacionados con otras aplicaciones matemáticas del nombre vector. Esto puede llevar a cierta confusión en los campos que emplean ambos significados.

El formato lógico de los datos de los gráficos vectoriales se basa en las matemáticas de la geometría de coordenadas, en la que las formas se describen como un conjunto de puntos en un sistema de coordenadas cartesianas bidimensional o tridimensional, como p = (x, y) o p = (x, y, z) (x, y, z). Debido a que casi todas las formas están compuestas por un número ilimitado de puntos, el modelo vectorial ofrece un conjunto limitado de primitivas geométricas que se pueden definir utilizando un muestreo finito de puntos conspicuos conocidos como vértices. Usando las coordenadas de tres de las cuatro esquinas de un cuadrado, por ejemplo, el software puede interpolar las líneas de conexión y el espacio interior. Debido a que es una forma regular, un cuadrado también se puede caracterizar por la posición de una de sus esquinas, su tamaño (ancho igual a alto) y su ángulo de rotación.

Las primitivas geométricas básicas son:

Un punto solitario.

Segmento de línea definido por dos extremos que permite la interpolación lineal de la línea intermedia.

Una lista ordenada de puntos que define una cadena poligonal o polilínea, una colección de segmentos de línea conectados.

Región del espacio representada por un polígono cuyo perímetro es una polilínea con vértices iniciales y finales coincidentes.

Se pueden acomodar múltiples formas complejas:

Curvas paramétricas, que aumentan las polilíneas o polígonos con parámetros para definir una interpolación no lineal entre vértices, que consiste en arcos circulares, splines cúbicos, correas de Catmull-Rom, curvas de Bézier y bezigones.

Figuras paramétricas estándar bidimensionales o tridimensionales, como círculos, elipses, cuadrados, superelipses, esferas, tetraedros, superelipsoides, etc.

Superficies tridimensionales y sólidos irregulares, normalmente definidos como un conjunto conectado de polígonos (como una malla poligonal) o superficies paramétricas (por ejemplo, NURBS).

Los fractales se describen con frecuencia como sistemas de funciones iteradas.

En numerosos conjuntos de datos vectoriales, cada forma se puede emparejar con una colección de características. Las cualidades visuales más frecuentes incluyen el color, el grosor de línea y el patrón de guiones. En los sistemas en los que las formas reflejan entidades del mundo real, como SIG y BIM, se pueden mantener una serie de atributos, como el nombre, la antigüedad y el tamaño, para cada entidad representada.

Si un conjunto de datos almacenado en un formato de archivo vectorial se convierte a otro formato de archivo que admite todos los objetos de imagen primitivos, la conversión no tiene pérdidas.

Los dispositivos basados en vectores, como el CRT vectorial y el trazador de plumas, controlan un mecanismo de dibujo directamente para generar objetos geométricos. Debido al hecho de que los dispositivos de visualización vectorial pueden definir una línea utilizando solo dos puntos (las coordenadas de cada extremo de la línea), el dispositivo puede reducir la cantidad total de datos que necesita procesar estructurando la imagen en términos de pares de puntos. Las pantallas de alcance de almacenamiento, como el Tektronix 4014, podían mostrar imágenes vectoriales, pero no se podían editar sin borrar primero la pantalla. Sin embargo, estos nunca fueron tan populares como las pantallas de televisión de escaneo de trama y, a mediados de la década de 1980, habían desaparecido de todas las aplicaciones, excepto las especializadas.

Los trazadores de dibujo técnico continúan dibujando vectores directamente sobre el papel moviendo un lápiz a través del espacio bidimensional del papel. Sin embargo, al igual que con los monitores, estos han sido reemplazados en su mayoría por impresoras de gran formato que producen imágenes rasterizadas (que pueden renderizarse a partir de datos vectoriales).

Se han desarrollado numerosas herramientas de software para dibujar, manipular y ver gráficos vectoriales como resultado de la aplicabilidad de este modelo a numerosos dominios de aplicación. Si bien todos estos se basan en el mismo paradigma fundamental de datos vectoriales, interpretan y estructuran formularios de maneras muy diferentes y utilizan formatos de archivo muy diversos.

Utilizar un editor de gráficos vectoriales o un programa de arte gráfico, como Adobe Illustrator, para el diseño gráfico y la ilustración. Consulte Comparación del editor de gráficos vectoriales para conocer las capacidades.

Sistemas de información geográfica (SIG) que pueden representar una entidad geográfica utilizando una forma vectorial y una colección de propiedades. Las capacidades de SIG incluyen la manipulación de vectores, la representación cartográfica y el análisis espacial vectorial.

La aplicación del diseño asistido por ordenador (CAD) en ingeniería, arquitectura y topografía. Al igual que un SIG, los modelos BIM (Building Information Modeling) añaden atributos a cada forma.

Software para gráficos por ordenador en 3D, especialmente animación por ordenador.

Los gráficos vectoriales se encuentran normalmente en formatos de archivo gráfico como SVG, WMF, EPS, PDF, CDR o AI, y son fundamentalmente distintos de los formatos de archivo de gráficos rasterizados como JPEG, PNG, APNG, GIF, WebP, BMP y MPEG4.

Scalable Vector Graphics es el estándar del World Wide Web Consortium (W3C) para gráficos vectoriales (SVG). La norma es compleja y su establecimiento ha sido relativamente gradual, al menos en parte debido a los intereses empresariales. Numerosos navegadores web ahora proporcionan una capacidad parcial para representar datos SVG, pero las implementaciones completas de la especificación siguen siendo poco comunes.

En los últimos