This site is designed to take advantage of CSS. If you are seeing this, CSS must not be available or enabled in your browser. Everything should still work, but won't be as pretty. :)
invers Software
 
StartGrundsätzlichesLayout-elementen van CalamusBeeldverwerking
  Calamus 2015 > Grundsätzliches Index

Vector- en rastergrafieken

Ruitjespapier versus tekenbord: Het grote verschil tussen raster- en vectorgrafieken

In hoofdstuk 4.1 is al verduidelijkt dat een computer (in ieder geval de huidige digitale computer) eigenlijk maar tweewaardige informatie opslaar: stroom aan respectievelijk stroom uit. In dit concept moeten alle met de computer te verwerken data aangepast worden. Terwijl u op een kleurenmonitor kleuren en grijstinten kunt weergeven, is dit later bij het printen onmogelijk. Hier komt u voor een keuze te staan: zwart of wit. (Opmerking: kleurenprinters, die ook grijs kunnen printen, bereiken dat door het printen van een raster. Dat kan Calamus ook, maar daar volgt later meer over). De tegenwoordig meest gebruikte printers en beeldschermen werken met een matrix-raster, waarbij een figuur in een raster wordt omgezet. Zie onderstaande afbeelding:

Als voorbeeld moet een ring op het beeldscherm getoond worden. De eerste afbeelding stelt de werkelijke ring voor, zoals dit object eruit behoort te zien. In de tweede afbeelding is over de ring een raster gelegd. Dit raster moet een deel van het beelscherm en de printer voorstellen. Deze kunnen alleen hele rasterpunten weergeven. De opgave is de ring in het raster in te passen. De uitwerking is eenvoudig: alle rasterpunten, die voor meer dan de helft gevuld zijn, worden helemaal getoond, de andere worden weggelaten. Zo ontstaat het in de derde afbeelding getoonde gerasterde beeld.

De oplossing van dit probleem is, althans theoretisch, heel eenvoudig: het raster moet worden verkleind, en daarmee worden de stappen kleiner. De hiervoor afgebeelde ring ziet er bij halvering van het raster al z¢ uit:

Dat ziet er al wezenlijk beter uit. Helaas heeft deze bewerking één nadeel: het gebruikt veel geheugenruimte. Bij een halvering van het raster verviervoudigt zich de benodigde opslagenruimte voor dezelfde afbeelding. Verkleining van het raster tot een derde gebruikt al negen maal zoveel geheugenruimte. Wordt het raster met een factor 10 verkleind, dan wordt de te gebruiken geheugenruimte met een factor 100 vergroot.

Tegenwoordig zijn resoluties van beeldschermen van 1280 x 960 rasterpunten (pixels) op grote monitoren geen probleem meer. Laserprinters printen een DIN A4-blad met 3300 x 2400 pixels. Fotografische zetmachines zelfs met 30.000 x 21.000, dat komt overeen met een geheugenruimte van ongeveer 72 Megabyte!

De kwaliteit van de uitdraai wordt bepaald door de fijnmazigheid van het gebruikte raster. Bij gebruik van kwalitatief hoogwaardige printers of zetmachines stijgt de benodigde geheugenruimte voor de af te beelden informatie echter zo enorm, dat het onmogelijk is documenten als pixels op te slaan en te verwerken.

Rastergrafieken hebben echter nog andere nadelen. Stelt u zich voor: u bewerkt de boven afgebeelde ring met een rastergrafiek-programma. U wilt nu de ring in beide richtingen met de helft verkleinen. Als u dat doet, ziet uw resultaat er zo uit:

De verkleinde ring werd in hetzelfde raster als voorheen ingepast en doet qua vorm nog nauwelijks aan een ring denken. Als nu de kleine ring weer naar de oorspronkelijke grootte terug gebracht moet worden, ontstaat een probleem. Omdat alleen de informatie pixels zwart of pixels wit opgeslagen wordt, wordt de afmeting van ieder pixel nu bij het vergroten verdubbeld. Het daaruit ontstane object herinnert nog slechts in geringe mate aan de oorsprongelijke-ring. Ander gezegd: de manipulatie-mogelijkheiden zijn bij rastergrafieken uiterst beperkt.

Ook hier kan het effect met een fijnmaziger raster enigszins verbetering bieden, maar het probleem blijft. Bij het vergroten van objecten wordt ook het onstane raster grover. Bovendien verdubbelt de benodigde geheugenruimte zich nog eens.

De oplossing ligt in een ander concept: in plaats van de gerasterde objecten op te slaan, worden alleen de positie en het soort object onthouden. Het feitelijke rasteren volgt pas bij het afbeelden.

Hiervoor nemen we hetzelfde voorbeeld: de ring bestaat uit een zwarte cirkel met een holte. Deze holte wordt beschreven als een met de zwarte circel concentrische witte cirkel met een kleinere doorsnede. Een cirkel wordt allen beschreven door de positie, de doorsnede en de kleur van de vorm aan te geven.

Moet nu de ring op het beeldscherm getoond worden dan tekent de computer eerst een zwarte cirkel, en dan de witte cirkel. De omzetting naar het beeldscherm-raster gebeurt pas bij het afbeelden, het raster is dus intern niet als zodanig opgeslagen. Daarom kan dezelfde ring ook op een apparaat met een fijnmaziger raster (laserprinter of fotografischer zetmachine) met dezelfde maximale resolutie van het apparaat afgebeeld worden:

Terecht vraagt u zich nu af, waarom deze weg niet gelijk ingeslagen werd. Dit komt doordat deze handelswijze duidelijk meer rekenwerk kost dan het (voor de computer) eenvoudig heen en weer schuiven van bits. Want het omzetten naar een rastergrafiek moet bij IEDERE verandering gebeuren. Pas met moderne en krachtige computers wordt dit soort van grafiek-bewerking, die men vectorgrafieken noemt, mogelijk. Zo dramatisch is dat nu ook weer niet, want de uit de vectorgrafiek berekende rastergrafiek kan tussentijds opgeslagen worden, zodat deze bij de volgende keer niet meer berekend hoeft te worden. Men spreekt in dit geval over een Cache-geheugen. Het eerder gehanteerde principe •f geheugen-intensief •f langzaam geldt ook hier.

Vectorgrafieken bestaan dus niet meer uit zwarte of witte pixels, maar alleen uit objecten zoals cirkels, lijnen en rechthoeken. In tegenstelling tot de rastergrafieken kunt u deze objecten naderhand gemakkelijk wijzigen zonder de ongewenste consequenties zoals wij die van de rastergrafieken kennen. Verkleinen of vergroten bijvoorbeeld, is mogelijk zonder dat dit kwaliteitsverlies met zich meebrengt. Zelfs bij het latere printen op de laserprinter of fotozetmachine blijven de objecten hetzelfde, alleen het oplossend vermogen is hoger en het getoonde raster wordt dus fijner.

Naast de hoge eisen aan de rekenprestaties hebben vectorgrafieken echter nog een nadeel: terwijl u bij rastergrafieken elke gewenste vorm kunt maken, bent u bij vectorgrafieken aan de voorgedefinieerde vorm gebonden. Weliswaar kunt u met lijnen, cirkels, rechthoeken en andere objecten in het algemeen interessante grafieken maken, maar foto's bijvoorbeeld kunt u met vectorgrafieken niet afbeelden.

Daarentegen heeft de vectorgrafiek in tegenstelling tot de rastergrafiek een ander, zeer belangrijk, voordeel: deze kan namelijk, wederom zonder kwaliteitsverlies, naar wens gedraaid worden. Waarom dit bij de rastergrafiek niet mogelijk is, ziet u wanneer u twee rasters tegen elkaar indraait.

U ziet dat het na het draaien niet meer mogelijk is een rasterpunt van de gedraaide grafiek precies op een rasterpunt van het beeldscherm af te beelden. Terwijl het eindresultaat bij lijntekeningen nog aanvaardbaar is, worden foto's bij verschillende draaihoeken zo vervormd, dat men niet meer van een goede kwaliteit kan spreken. Daarbij komt het bekende Moir‚-effect, dat u van uw vitrage thuis wel kent: als twee niet precies gelijke rasters over elkaar liggen, krijgt u op bepaalde plaatsen lichte en op andere plaatsen donkere vlakken.

Zoals blijkt uit deze gehele opsomming hebben zowel raster- als vectorgrafieken ieder hun voor- en nadelen: rastergrafieken kunnen met een scanner direct ingelezen worden en staan alle verschillende vormen toe. Maar ze laten zich niet zo goed manipuleren. Hun belangrijkste toepassingsgebied is daarom de weergave van foto's. Vectorgrafieken lenen zich prima voor lijntekeningen. Met daarvoor geschikte programma's kan ook een ingescande grafiek naar een vectorgrafiek omgezet worden. Vectorgrafieken laten zich naar believen vergroten, verkleinen en draaien. De berekening van een vectorgrafiek is echter aanmerkelijk arbeidsintensiever dan die van een rastergrafiek, terwijl de vormgevingsvrijheid veel beperkter is.


Copyright © invers Software (Home)
Laatst gewijzigd op 12 december 2015

StartGrundsätzlichesLayout-elementen van CalamusBeeldverwerking