矢量图和点阵图

我们描述一些文件类型的时候，经常会提到“点阵图“、”位图“、“像素图”、“矢量格式”、图形、图像等等名称，由于SVG中国网站的大量文章都有这些概念性的名称，可能对于一些SVG入门朋友来说有些疑惑，本篇文章后面的内容将会让你非常快捷的理解上面这些名称，以及他们的关系及区别。来源：纪元视觉(EraMX.COM)

　　计算机绘图分为点阵图(又称位图或栅格图像)和矢量图形两大类，认识他们的特色和差异，有助于创建、输入、输出编辑和应用数字图像。位图图像和矢量图形没有好坏之分，只是用途不同而已。因此，整合位图图像和矢量图形的优点，才是处理数字图像的最佳方式。

图1 点阵图与矢量图的两个文件的区别（请注意细节部分）

 

一、点阵图(Bitmap)

（1）什么是点阵图?点阵图有什么特点?

　　位图、像素图、栅格图、图像、点阵图，这些名称描述的都是同一种类型，因为这些名称都说明他们是由像素组成的。下面将做详细介绍。

　　与下述基于矢量的绘图程序相比，像 Photoshop 这样的编辑照片程序则用于处理位图图像。当您处理位图图像时，可以优化微小细节，进行显著改动，以及增强效果。位图图像，亦称为点阵图像或绘制图像，是由称作像素（图片元素）的单个点组成的。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。扩大位图尺寸的效果是增多单个像素，从而使线条和形状显得参差不齐。然而，如果从稍远的位置观看它，位图图像的颜色和形状又显得是连续的。由于每一个像素都是单独染色的，您可以通过以每次一个像素的频率操作选择区域而产生近似相片的逼真效果，诸如加深阴影和加重颜色。缩小位图尺寸也会使原图变形，因为此举是通过减少像素来使整个图像变小的。同样，由于位图图像是以排列的像素集合体形式创建的，所以不能单独操作（如移动）局部位图。

　　点阵图像是与分辨率有关的，即在一定面积的图像上包含有固定数量的像素。因此，如果在屏幕上以较大的倍数放大显示图像，或以过低的分辨率打印，位图图像会出现锯齿边缘。在图1中，您可以清楚地看到将局部图像放大4倍和12倍的效果对比。

　　现在就以下面的照片为例，如果我们把照片扫描成为文件并存盘，一般我们可以这样描述这样的照片文件：分辨率多少乘多少，是多少色等等。这样的文件可以用 PhotoShop、CorelPaint等软件来浏览和处理。通过这些软件，我们可以把图形的局部一直放大，到最后一定可以看见一个一个象马赛克一样的色块，这就是图形中的最小元素----像素点。到这里，我们再继续放大图象，将看见马赛克继续变大，直到一个像素占据了整个窗口，窗口就变成单一的颜色。这说明这种图形不能无限放大。

图2 点阵图在放大400%与原大的比较

（2）哪些文件格式属于点阵图？

　　点阵图的文件类型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、photoshop的*.pcd、kodak photo CD的*.psd、corel photo paint的*.cpt等。同样的图形，存盘成以上几种文件时文件的字节数会有一些差别，尤其是jpg格式，它的大小只有同样的bmp格式的1/20到1 /35，这是因为它们的点矩阵经过了复杂的压缩算法的缘故。

（3）点阵图文件有规律吗？

　　如果你把一组这样的文件存盘，你一定能发现有这样的规律：
　　1.图形面积越大，文件的字节数越多
　　2.文件的色彩越丰富，文件的字节数越多

　　这些特征是所有点阵图共有的。这种图形表达方式很象我们在初中数学课在坐标纸上逐点描绘函数图形，虽然我们可以逐点把图形描绘的很漂亮，但用放大镜看这个函数图形的局部时，就是一个个粗糙的点。编辑这样的图形的软件也叫点阵图形编辑器。如：PhotoShop、PhotoStyle、画笔等等。

图3 jpeg、gif、png等点阵图与SVG的比较(SVG中国图片)

二、矢量图(vector)

（1）何谓矢量图及矢量图的特性？

　　矢量图像，也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。像Adobe Illustrator、CorelDraw、CAD等软件是以矢量图形为基础进行创作的。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。既然每个对象都是一个自成一体的实体，就可以在维持它原有清晰度和弯曲度的同时，多次移动和改变它的属性，而不会影响图例中的其它对象。这些特征使基于矢量的程序特别适用于图例和三维建模，因为它们通常要求能创建和操作单个对象。基于矢量的绘图同分辨率无关。这意味着它们可以按最高分辨率显示到输出设备上。

图3 矢量图在放大400%与原大的比较

　　矢量图形与分辨率无关，可以将它缩放到任意大小和以任意分辨率在输出设备上打印出来，都不会影响清晰度。因此，矢量图形是文字（尤其是小字）和线条图形（比如徽标）的最佳选择。

　　有一些图形（如工程图、白描图、卡通漫画等），它们主要由线条和色块组成，这些图形可以分解为单个的线条、文字、圆、矩形、多边形等单个的图形元素。再用一个代数式来表达每个被分解出来的元素。例如：一个圆我们可以表示成圆心在(x1,y1)，半径为r的图形；一个矩形可以通过指定左上角的坐标 (x1,y1)和右下角的坐标(x2,y2)的四边形来表示；线条可以用一个端点的坐标(x1,y1)和另一个端点的坐标(x2,y2)的连线来表示。当然我们还可以为每种元素再加上一些属性，如边框线的宽度、边框线是实线还是虚线、中间填充什么颜色等等。然后把这些元素的代数式和它们的属性作为文件存盘，就生成了所谓的矢量图（也叫向量图）。

（2）矢量图的文件格式

　　矢量图形格式也很多，如Adobe Illustrator的*.AI、*.EPS和SVG、AutoCAD的*.dwg和dxf、Corel DRAW的*.cdr、windows标准图元文件*.wmf和增强型图元文件*.emf等等。当需要打开这种图形文件时，程序根据每个元素的代数式计算出这个元素的图形，并显示出来。就好象我们写出一个函数式，通过计算也能得出函数图形一样。编辑这样的图形的软件也叫矢量图形编辑器。如：AutoCAD、CorelDraw、Illustrator、Freehand等。

（3）矢量图形文件的规律

　　这样的图形也有共同的规律：

1. 你可以无限放大图形中的细节，不用担心会造成失真和色块。
2. 一般的线条的图形和卡通图形，存成矢量图文件就比存成点阵图文件要小很多。
3. 存盘后文件的大小与图形中元素的个数和每个元素的复杂程度成正比。而与图形面积和色彩的丰富程度无关。（元素的复杂程度指的是这个元素的结构复杂度，如五角星就比矩形复杂、一个任意曲线就比一个直线段复杂）
4. 通过软件，矢量图可以轻松地转化为点阵图，而点阵图转化为矢量图就需要经过复杂而庞大的数据处理，而且生成的矢量图的质量绝对不能和原来的图形比拟。