2.7. Сравнение растровых и векторных изображений

Информатика, 5 класс. Учебник: Кадыркулов Р. А., Нурмуханбетова Г. К. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 2: Компьютерная графика. Страницы 55–61.

Чему научишься

• Называть три главных параметра растровой картинки: размер, цветовая модель, разрешение.
• Считать размер фото в мегапикселях.
• Различать форматы файлов: какие растровые, какие векторные.
• Сравнивать растровую и векторную графику по таблице: плюсы и минусы.
• Выбирать, какая графика подходит для задачи: фото, логотип, схема, визитка.

Разминка

• Чем отличаются растровые и векторные редакторы? Растровый (Paint, Paint.NET) раскрашивает пиксели. Векторный (Inkscape, CorelDRAW) строит фигуры по точкам и линиям.
• Почему растр и вектор нельзя объединить в один вид графики? Они хранят картинку принципиально по-разному: растр — как «мозаику» из точек, вектор — как «рецепт» из фигур. Зато в одной работе их можно сочетать: например, фото с векторной надписью.
• Что будет, если сильно увеличить фото? Появятся квадратики-пиксели и «лесенка» на краях.

Разбираемся

Растр — мозаика из пикселей

Растровая картинка — это сетка из крошечных цветных квадратиков, пикселей. Фото с телефона, скриншот, отсканированный рисунок — всё это растр. У растровой картинки три главных параметра.

1. Размер — сколько в ней пикселей. Ширину умножаем на высоту. Фото 2000 × 1000 — это 2 000 000 пикселей, то есть 2 мегапикселя (Мп). Мега — миллион.

🌟 На фотоаппаратах и в характеристиках телефонов пишут, сколько мегапикселей у камеры. На фотоаппарате из учебника написано 16.0 — значит, его снимки примерно по 16 миллионов точек.

2. Цветовая модель — как записан цвет каждого пикселя. Самая популярная — RGB (красный, зелёный, синий). Её используют компьютеры, телефоны и все экраны.

3. Разрешение — насколько плотно стоят точки. Какое нужно, зависит от того, для чего картинка: для маленькой аватарки хватит немногих точек, для большого плаката нужно очень много.

Форматы: как картинка лежит в файле

• GIF — маленькие файлы и простая анимация (те самые «гифки»), но мало цветов.
• PNG — для интернета: умеет прозрачный фон и сжимает без потери качества, цвета полные.
• JPG (JPEG) — для фотографий: файл маленький, но при сильном сжатии качество чуть теряется.
• TIFF, BMP — тоже растровые форматы.
• Векторные форматы: CDR, WMF, EPS, а ещё очень популярный в интернете SVG.

Большое сравнение

На рисунке в учебнике одну и ту же зелёную линию увеличили лупой. Растровая рассыпалась на ступеньки-квадратики, векторная осталась гладкой полосой. Вот вся разница в одной картинке!

📌 Растр — для фото и картинок с богатыми оттенками. Вектор — для того, что нужно увеличивать и печатать любого размера: логотипы, схемы, визитки.

💡 Растр и вектор не соперники, а напарники. Афиша концерта: фото певца — растр, надписи и логотип — вектор.

👨‍👩‍👧 Родителю. Спросите ребёнка, какую графику выбрать для логотипа семейного бизнеса, а какую — для фото с праздника. Если он объяснит выбор, тема понята.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Назови три главных параметра растровой графики. Размер, цветовая модель, разрешение.
• Как узнать размер фото в пикселях? Умножить ширину на высоту.
• Что такое мегапиксель? Миллион пикселей.
• Наименьшая единица растровой и векторной графики? У растра — пиксель, у вектора — геометрическая фигура (линия, окружность и т. д.).
• Где применяют векторную графику? В полиграфии, на визитках, буклетах, в чертежах и схемах.

Решаем упражнения

№ 1

(задание без номера в учебнике: «Анализ», работа в группе) По таблице сравнения разделите сходства и различия растровой и векторной графики и сделайте выводы.

Как думать. Пройди по строкам таблицы: что одинаково у обоих видов, а где они расходятся.

Пример ответа.

• Сходства: оба — виды компьютерной графики; у обоих есть свои редакторы и форматы; оба бывают цветными; их можно сочетать в одной работе.
• Различия: из чего состоят (пиксели или фигуры), качество при увеличении, объём файла, фото, форматы, где применяются.
• Вывод: для фото — растр, для того, что надо масштабировать, — вектор.

Ответ: общая у них только «природа» (компьютерная графика), а устроены они по-разному; поэтому каждую выбирают под свою задачу.

№ 2

(задание без номера в учебнике: «Синтез») На рисунке 3 два автомобиля. Нарисуй их на листе в клетку. Какое различие ты увидел? Какой из них векторный, какой растровый? Что заметил, когда рисовал? Какой было сложнее нарисовать и почему?

Как думать. Рисунок 1 нарисован по клеточкам — каждая закрашенная клетка как пиксель. Рисунок 2 — гладкими линиями и округлыми фигурами.

Пример ответа.

• Различие: первая машина «ступенчатая», края из квадратиков; у второй края гладкие, колёса — ровные круги.
• Какой какой: рисунок 1 — растровый, рисунок 2 — векторный.
• Что заметил: растровую машинку рисуешь, закрашивая клетку за клеткой, и надо считать клетки. Векторную рисуешь линиями, клетки не важны.
• Что сложнее: растровую — дольше, приходится закрашивать каждую клетку. Или векторную — сложно ровно нарисовать изгибы и круги от руки. Оба мнения верны, если объяснишь.

Ответ: рисунок 1 — растровый (из клеток-пикселей), рисунок 2 — векторный (из гладких фигур).

№ 3

(задание без номера в учебнике: «Оценка») Оцени, насколько важны растровая и векторная графика для компьютерной графики.

Как думать. Представь мир без одной из них: что пропадёт?

Пример ответа.

• Без растра не было бы цифровых фото, скриншотов, обработки снимков, большинства картинок в играх и на сайтах.
• Без вектора не было бы чётких шрифтов, логотипов, значков, чертежей, карт, которые можно увеличивать.
• Значит, обе одинаково важны и дополняют друг друга.

Ответ: обе нужны: растр — для фото и сложных оттенков, вектор — для фигур, текста и масштабирования.

№ 4

(задание без номера в учебнике: «Задание») Нарисуй здание школы (рис. 4) в Paint.NET и в Photo-Brush. Обрати внимание на качество, настрой цвета, сохрани оба рисунка в JPG.

Как думать. Школа почти вся из прямоугольников — удобно рисовать фигурами.

Ответ: два файла JPG с рисунком школы. При увеличении в растровом рисунке края фигур становятся «ступенчатыми».

💡 Если Photo-Brush нет, возьми бесплатный векторный редактор Inkscape — сравнение получится даже нагляднее.

№ 5

(Вопросы для размышления, № 1 в учебнике) Какие недостатки у векторной и у растровой графики?

Как думать. Посмотри в таблицу на строки, где одна графика проигрывает другой.

Пример ответа.

• Растр: при увеличении портится качество; файлы большие; трудно менять отдельные предметы на картинке — всё слито в одну сетку точек.
• Вектор: нельзя сделать настоящую фотографию; сложно передать плавные переходы оттенков; нужны особые программы, а не каждая программа откроет векторный формат.

Ответ: растр боится увеличения и «весит» много; вектор не годится для фото и сложных оттенков.

№ 6

(Вопросы для размышления, № 2 в учебнике) Почему векторное изображение не теряет качество, а растровое теряет? Объясни.

Как думать. Что хранит файл в каждом случае?

Пример ответа.

• В растровом файле записано, какого цвета каждая точка. При увеличении точек больше не становится — каждая просто растягивается в большой квадрат. Отсюда «лесенка».
• В векторном файле записаны фигуры: «линия отсюда досюда», «круг с таким центром и радиусом». При увеличении компьютер заново рисует фигуры уже в большом размере, и края остаются гладкими.

Ответ: вектор хранит «рецепт» фигур и перерисовывает их при любом размере, а растр растягивает уже готовые точки.

№ 7

(Вопросы для размышления, № 3 в учебнике) Что будет, если не станет ни одного графического редактора — ни растрового, ни векторного?

Как думать. Вспомни, где ты встречаешь картинки, сделанные на компьютере.

Пример ответа.

• Нельзя будет обработать фото: убрать «красные глаза», поправить яркость.
• Не сделать логотип, открытку, афишу, баннер — только рисовать от руки.
• Трудно будет чертить схемы, карты, делать игры и мультфильмы, оформлять сайты и учебники.

Ответ: мы потеряем удобный способ создавать и исправлять картинки; дизайн, реклама, игры и полиграфия сильно усложнятся.

№ 8

(Вопросы для размышления, № 4 в учебнике) Определи сходства и различия векторной и растровой графики.

Как думать. Сходство — то, что верно для обоих. Различие — то, где они противоположны.

Пример ответа.

• Сходства: обе — способы создавать изображения на компьютере; есть редакторы и форматы файлов; поддерживают цвет.
• Различия: пиксели против фигур; фото против чертежей; качество при увеличении; размер файла; форматы (JPG, PNG — растр; CDR, EPS, SVG — вектор).

Ответ: общее — назначение (создавать картинки на компьютере); различия — устройство, качество при увеличении, объём, форматы и сферы применения.

№ 9

(задание без номера в учебнике: домашнее задание) Подготовь исследовательский проект-презентацию «Сравнение векторной и растровой графики»: основы вектора, основы растра, сходства и различия, где применяются.

Как думать. Один слайд — одна мысль. Картинки-примеры помогут больше слов.

Пример плана презентации.

1. Титульный слайд: тема, имя, класс.
2. Растровая графика: пиксели, мегапиксели, RGB, форматы JPG, PNG, GIF; пример — фото.
3. Векторная графика: фигуры и линии, форматы CDR, EPS, SVG; пример — логотип или значок.
4. Сходства и различия: таблица или круги Эйлера; картинка «линия под лупой».
5. Где применяются: растр — фото, сайты; вектор — визитки, буклеты, чертежи.
6. Вывод: обе нужны и дополняют друг друга.

Презентацию можно сделать в PowerPoint, бесплатном LibreOffice Impress или Google Презентациях.

Ответ: презентация из 5–7 слайдов по плану выше.

Шпаргалка

• Масштабировать — масштабтау — to scale.
• Круглый — дөңгелек — round.
• Пиксель — наименьшая точка растровой картинки.
• Мегапиксель (Мп) — миллион пикселей.
• Цветовая модель — способ записывать цвет; самая популярная — RGB.
• Разрешение — насколько плотно стоят точки изображения.

Мини-тест