基于XML的可升级矢量图像(SVG)浅析


基于XML的可升级矢量图像(SVG)浅析

级别: 初级

吴高峰 ([email protected])上海大学计算机系

2001 年 8 月 01 日

SVG是基于XML的专门为网络而设计的图像格式。本文给出了SVG的几个简单例子,并与其它矢量图形格式VML、PDF、SWF进行比较,展示了 SVG的优点和美好前景。

什么是SVG

SVG(Scable Vector Graphics,可升级矢量图像)是一种基于XML的开放的矢量图形描述语言。SVG图像是与XML1.0兼容的文档,SVG元素是指示如何绘制图像的 一些指令,阅读器(Viewer)解释这些指令,把SVG图像在指定设备上显示出来。使用SVG可以在网页上显示出各种各样的高质量的矢量图形,支持很多 您想象得出的功能:几何图形、动画、渐变色、滤镜效果等。最关键的是,它是完全用普通文本来描述的!也就是说,这是一种专门为网络而设计的基于文本的图像 格式。

1999年2月,SVG草案出台,经过不断地修改更新,最终形成了第一份实验性的实现规范。2001年7月,W3C 正式发布了SVG图像格式建议书,这就是SVG1.0规范。目前,该规范是被提议的推荐标准,到8月底将成为W3C的正式推荐标准。W3C对SVG的解释 是:SVG是一种使用XML来描述二维图像的语言。它允许3种形式的图像对象存在,分别是矢量图形、点阵图像和文本。各种图像对象能够组合、变换,并且能 修改其样式,也能够定义成预处理对象。文本是XML名字空间中的有效字符,这些字符能被作为SVG图像的关键字而存留在搜索引擎中。SVG的功能包括嵌套 变换、路径剪裁、透明度处理、滤镜效果以及其他扩展,同时,SVG支持动画和交互,也支持完整的XML的DOM接口。任何一种SVG图像元素都能使用脚本 来处理类似于鼠标单击、双击以及键盘输入等事件。因为同Web标准兼容的缘故,SVG还能够在同一个Web页面里凭着继承自XML的名字空间等特性来完成 一系列交互操作。





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SVG都有哪些优点

  1. 基于XML标准
      XML是公认的下一代网络标记语言,拥有无穷的生命力。SVG在最开始设计的时候就基于XML,这使得它具有一种先天的优势,并且同HTML、CSS、DOM、XSL、JavaScript、CGI一样,成为新的标准。
  2. 高质量的图像
       由于基于矢量,使得SVG图像的质量得到大大的提高。放大、缩小以及各种特效都比位图的表现要好,在打印的时候,完全可以以印刷质量输出图片。SVG图 像在客户端动态绘制,用户可以随意调整图像的一些参数而不会导致图像模糊。SVG图像的大小只与图形的复杂程度有关,而与图形的具体尺寸无关。
  3. 灵活易用的文件格式
      SVG主要由3个部分组成:矢量图 形、位图和文字。由于SVG文件是以文本的形式(XML)存放的,更改起来是非常方便的。也就是说,可以不用任何图像处理工具,仅仅用记事本就可以生成一 个SVG图像!在页面运行的过程中,我们也可以对很多部分做修改。而其中的图形描述又可以被任何人重复的使用。
  4. 支持交互和动画
      SVG支持SMIL (synchronized multimedia integration language),使得用户可以自由的同SVG中的元素完成一些交互的动作,从而完成既定的目标,这一点在目前单独依靠图片是完成不了的,需要由网页中 的Script语句来实现。
  5. 支持字符查找
      查找"图片"中的字符,在SVG中成为可能。而这在其它格式的图片文件中则是不可思议的?!
  6. 支持Xlink 和Xpointer
    这意味着我们可以在SVG文档之间制作超链接,这使我们拥有一种能力,可以制作一个完全由SVG构成的WEB站点!这个站点可以包含图片、文本以及拥有与用户进行交互的能力。Andrew Watt就制作了世界上第一个这样的全SVG站点( http://www.svgspider.com) .当然你首先得要安装一个SVG的阅读器,推荐使用Adobe公司的 Adobe SVG Viewer 2.0,但它只能用在MS Windows和MacOS上。使用一个合适的Java虚拟,Apache的 Batik viewer可以运行在任何平台上。

看到这么多优点,是不是觉得不可思议?好,下面我们从几个小例子着手,揭开SVG的神秘面纱。





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SVG的几个简单例子

任何人可以利用一个记事本来创建和编辑SVG图像,但有时这样做会很复杂。现在有越来越多的工具开始支持SVG编码,可以减轻我们的工作。比如:从 Adobe Illustrator 9.0和CorelDraw9开始就可以制作极度复杂的SVG图形。虽然SVG的语法和格式仍是XML规范的一部分,但SVG有其自己的一些基本概念、 SVG的渲染模型、SVG数据类型与坐标系设置等,详细内容请参照 参考资料。

一个最简单的例子:


例1 一个SVG的基本图形例子

"http://www.w3.org/TR/2000/03/WD-SVG-20000303/DTD/svg-20000303-stylable.dtd">


Hello World!



SVG文档(通常以后缀.svg存放)总是以根元素 开始。和标记内是SVG的图像描述语句。我们可以定义一个视口坐标系和用户坐标系,缺省的情况下两者是一致的,度量单位也相同,如果属性值没有带单位,则 使用用户坐标系的长度单位-像素(px)。大多数情况下,用户坐标系的原点处在视口的左上角,X轴的正向朝右,Y轴的正向朝下,即如果不进行坐标变换,一 切渲染都是以初始坐标系为准。例1中的SVG首先画了一个矩形,然后写了一段文字,接着利用路径元素画了一个三角形,最后显示效果如图1所示:


图1 在浏览器中显示例1的结果

SVG 提供了一种通用的路径式元素(path),可以用来创建庞大复杂的图像对象,像电子设计、流程图、统计绘画等领域有大量固定的符号,SVG不可能全部囊 括。SVG规范允许用户定义自己的符号,可以将自定义的符号创建、重用、发布而不需要其他额外的手段,更不需要一个什么委员会来批准注册,这种自由灵活的 风格更加扩展了SVG的功能。

SVG提供的另一个很重要的功能是超级链接。在HTML网页中,图像和链接是分离的,图像作 为外部文件而存在,链接则在HTML中说明,这样虽然有灵活和可重用的优点,却不易管理。而Flash的SWF矢量格式则相反,图像中内嵌链接,两者成为 一个整体,虽然方便,但却不能重用。SVG则综合了两者的优点,其超级链接以明文的形式内嵌于文档内部,在形式上是一个整体,而且也有利于修改。由于 SVG是基于XML的,象"xlink" 和 "xpointer"等都是XML特有的,所以SVG就自然而然获得了XML所定义的链接的好处和功能。

把例1稍做修改,对那个黑三角加上一个超级链接,如例2所示:


例2 超级链接的例子
......



......

当鼠标指针移到黑三角上时就变成了手的形状,状态栏上也显示了此链接所指向的URL。例2只是一种常见的情况,实际上SVG中超级链接标志符的定义格式有3种:

  1. 通过SVG元素的"id"属性对元素进行链接与标识。如somfile.svg#someplace。
  2. 使用与XML兼容的"xpointer"。如somefile.svg#xpointer(id("someplace"))。
  3. 使用SVG的"viewBox"说明。

SVG 作为一种适用于网络的图像格式,不仅仅在于它的体积小、易修改、可缩放等与普通矢量图形一样的优点,还在于它添加有针对网络的交互功能。SVG图像可以内 嵌交互定义。单独的一个SVG文件和一个客户端的SVG解释器便可以完成网页中链接、动画、交互等大部分功能。与Flash的SWF格式基于"帧"的二进 制数据流不同,SVG是完全基于ASCII字符的文本。例3是一个交互的例子。


例3 SVG利用
οnmοuseοver="rect_mousemove(evt)"
οnmοuseοut="rect_mouseout(evt)"/>


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