Спосіб формування зображення є основним класифікаційним ознакою графіки, так як він не тільки лежить в основі якості зображення, що виводиться на екран, але і визначає можливості редагування, ємність займаної при зберіганні зображення пам'яті, а також поведінку ілюстрації під час різних технічних характеристиках монітора. За цією ознакою виділяють три види комп'ютерної графіки: растрову, векторну і фрактальну.
Основним елементом векторної графіки є лінія, яка є основою ряду найпростіших об'єктів (геометричних примітивів), таких як дуги, окружності, багатокутники і т.п. Ці примітиви і їх комбінації використовуються для створення більш складних зображень. Будь-яке векторне зображення можна представити у вигляді набору об'єктів (рис.2), розташованих певним чином один щодо одного.
Рис.2. Векторне зображення і складові його об'єкти
В основі векторної графіки лежать розрахунок координат екранних точок, що входять до складу лінії контуру зображення і математичні уявлення про властивості геометричних фігур. Векторна графіка використовує для побудови зображень координатний спосіб. Комбінації комп'ютерних команд і математичних формул дозволяють пристроям комп'ютера, таким як монітор і принтер, при малюванні векторних об'єктів обчислювати, де необхідно поміщати реальні точки. Тому векторну графіку часто називають об'єктно-орієнтованої чи креслярської графікою.
Векторний графічний об'єкт складається з двох елементів: контуру і його внутрішньої області, яка може бути порожньою або мати заливку у вигляді кольору, колірного переходу (градієнта), або малюнка. Контур може бути як замкнутим, так і розімкненим. У векторному об'єкті він виконує подвійну функцію. По-перше, за допомогою контуру можна змінювати форму об'єкта. По-друге, контур векторного об'єкта можна оформляти (тоді він буде грати роль обведення), попередньо поставивши його колір, товщину і стиль лінії. Векторна графіка також містить математичні описи кривих і колірних заливок, складових зображення.
Важливою перевагою векторної графіки є масштабованість зображень. При зміні розмірів малюнка виконується перерахунок відповідних коефіцієнтів в математичних формулах рівнянь примітивів і побудова ліній по цих рівнянь. В результаті не відбувається спотворень об'єкта, характерних для растрових зображень. Таким чином, векторні зображення складніше створювати, але легше редагувати (в будь-який момент можна змінити контур, змінити заливку, зменшити або збільшити розміри і пропорції, замінити один елемент іншим і т.д.).
Ще одним плюсом векторних зображень є їх розмір (обсяг дискового простору, займаного файлом), який набагато менше, ніж у растрових, так як в пам'яті комп'ютера кожен з об'єктів цієї графіки зберігається у вигляді математичних рівнянь, в той час як параметри кожної точки (координати , інтенсивність, колір) описуються в файлі растрової графіки індивідуально, звідси - великі розміри файлів.
Крім маштабіруємостью і розміру файлів, до достоїнств векторної графіки можна віднести високу якість промальовування ліній і можливість незалежного редагування елементів зображення. А оскільки векторна графіка не залежить від дозволу, то векторне зображення може бути показано в різноманітних вихідних пристроях з різним дозволом без втрати якості.
Головними недоліками векторної графіки є: складність передачі відтінків і плавних переходів кольорів; неможливість відображення фотореалістичних зображень; невеликі можливості по обробці зображень.
Як приклади використання векторних зображень в сфері культури і мистецтва можна навести такі.
Векторна комп'ютерна графіка є об'єктно-орієнтованої, тобто кожен елемент зображення є окремим об'єктом, якому можна змінити властивості. Це може бути використано, наприклад, при вивченні законів композиції: ритму, пошуку сюжетно-композиційного центру, симетрії і асиметрії, паралельності в композиції тощо.
Можливість простого редагування контуру може бути застосовна для роботи над лінійним малюнком, дизайном виробів зі скла, кераміки та інших пластичних матеріалів.
Для декоративно-прикладного мистецтва векторна комп'ютерна графіка дозволяє працювати над орнаментальної композицією в колі, квадраті або смузі. Розробивши рапорт або елемент орнаменту, векторна графіка дозволяє розмножити його без додаткової промальовування, що особливо цінно в процесі творчого пошуку.
Растрова графіка - це зображення, сформовані під впливом клавішних команд або сигналів від маніпулятора типу миша, а також при скануванні зображень і «захопленні» зображень з цифрових пристроїв (рис.3).
Рис.3. Приклад растрового зображення
Растрове уявлення зазвичай використовують при обробці графічних зображень з великою кількістю деталей і відтінків, наприклад, фотографій, при створенні зображень для використання в інших програмах, для розміщення в мережі Інтернет, при створенні різних художніх ефектів, які можливі завдяки спеціальним програмним фільтрам.
Основний мінімальний елемент растрового зображення точка - вона називається pixel (від PICture ELement) - піксель або піксель.
Примітка: пікселів також називають окрему точку на екрані монітора і окрему точку на зображенні, надрукованому принтером.
Пікселі розміщуються за фіксованими рядках (растрів), утворюючи в сукупності малюнок.
Растрові зображення володіють безліччю характеристик, які повинні бути фіксовані комп'ютером. Розмір зображення, розташування і колір пікселів - це основні характеристики, які файл растрового зображення повинен зберегти, щоб створити картинку. Піксель також характеризується прозорістю при накладенні елементів один на одного.
На одиницю довжини растрового зображення доводиться певна кількість пікселів. Ця величина називається дозволом і вимірюється в кількості пікселів на дюйм (pixels per inch - ppi) або точок на дюйм (dots per inch - dpi). Чим вище дозвіл, тим більше пікселів збожеволіє в дюймі і тим якісніше зображення.
Примітка: Стандартна чіткість екрану монітора (72 ppi) - найменше дозвіл, при якому людське око розрізняє «картинку» як єдине ціле, а не як «набір квадратиків (пікселів)».
Дозвіл растрових зображень визначається користувачем, коли зображення оцифровується з використанням сканера або цифрового фотоапарата або створюється в програмі обробки або редагування зображень.
Дозвіл принтера пов'язано з кількістю точок на дюйм, які він може відтворювати при друку. Лазерні і струменеві принтери мають технічну дозвіл від 600 до 1200 dpi і годяться для роздруківки тонових зображень з роздільною здатністю від 150 до 300 ppi. Залежність між технічним дозволом принтера і роздільною здатністю зображення відрізняється в 4 рази. Якщо струменевий кольоровий принтер має дозвіл 800 dpi, то зображення для друку на цьому принтері повинно мати дозвіл 200 ppi.
Головними перевагами растрової графіки є:
§ висока якість зображення (при відповідному дозволі);
§ точна передача відтінків і плавних переходів кольорів;
§ велика кількість алгоритмів обробки, для отримання різних ефектів;
§ можливість відображення фотореалістичних зображень.
Однак можна відзначити і такі недоліки:
§ великий обсяг необхідної дискової і оперативної пам'яті, оскільки при зберіганні та обробці зображення кодується кожен його піксель.
§ проблеми розбиття складного зображення на довільні елементи, для їх роздільного використання і редагування.
§ складність збільшувати або зменшувати зображення.
При масштабуванні растрової графіки, якість її подання може змінитися, оскільки пікселі будуть перерозподілятися по сітці. На жаль, масштабування в будь-яку сторону зазвичай погіршує якість. При збільшенні зображення стають видні окремі пікселі, при зменшенні складно розрахувати результуючий колір пікселя, який виходить при злитті декількох пікселів різних кольорів, а також можуть губитися дрібні деталі і деформуватися написи.
Висновок растрової графіки на пристрої з більш низьким дозволом, ніж дозвіл самого зображення, також знижує його якість.
Якщо порівняти переваги і недоліки растрових і векторних зображень, можна помітити, що вони, в основному, взаємно доповнюють один одного. В даний час відбувається поступове взаємопроникнення методів обробки растрових і векторних зображень, тобто з'являється новий клас зображень, які є змішаними - растрово-векторними (наприклад, векторні зображення з використанням растрових зображень як фонів або заливок контурів).
Фрактальна графіка (рис.4) має математичною основою фрактальную геометрію, в якій в основу методу побудови зображень покладено принцип спадкування від, так званих, «батьків» геометричних властивостей об'єктів-спадкоємців.
Рис.4. Приклади фрактальних зображень
Фракталом називається структура, що складається з частин, які в якомусь сенсі подібні цілому. Одним з основних властивостей фракталів є самоподібність. Об'єкт називають самоподібним, коли збільшені частини об'єкта походять на сам об'єкт і один на одного. Перефразовуючи це визначення, можна сказати, що в найпростішому випадку невелика частина фрактала містить інформацію про все фрактале.
Об'єкт, дрібні елементи якого повторюють властивості всього об'єкта, називається фрактальної фігурою. Процес спадкування в такій фігурі можна продовжувати до нескінченності. Фрактальна графіка дозволяє створювати абстрактні композиції, де можна реалізувати такі композиційні прийоми як, горизонталі та вертикалі, діагональні напрямки, симетрію і асиметрію і ін.
Змінюючи і комбіную забарвлення фрактальних фігур можна моделювати образи живої та неживої природи (наприклад, гілки дерева або сніжинки), а також, складати з отриманих фігур «фрактальную композицію». Фрактальна геометрія незамінна при генерації штучних хмар, гір, поверхні моря. Фрактальна графіка може бути вдало використана при складанні декоративної композиції або для створення орнаменту. Геометричні фрактали на екрані комп'ютера - це візерунки, побудовані самим комп'ютером за заданою програмою.
Рис.5. Приклад тривимірного зображення
Комп'ютерна графіка дозволяє створювати об'ємні тривимірні сцени з моделюванням умов освітлення і установкою точок зору. Тривимірні зображення (або персонажі) моделюються і переміщаються в віртуальному просторі, в природному середовищі або в інтер'єрі, а їх анімація дозволяє побачити об'єкт з будь-якої точки зору, перемістити в штучно створеному середовищі і просторі, зрозуміло, при супроводі спеціальних ефектів.
Для декоративно-прикладного мистецтва тривимірна комп'ютерна графіка надає можливість макетування майбутніх виробів з передачею фактури і текстури матеріалів, з яких ці вироби будуть виконані. Можливість побачити з будь-яких точок зору макет виробу до його втілення в матеріалі дозволяє внести зміни і виправлення в його форму або пропорції, які можуть бути вже неможливі після початку роботи (наприклад, ювелірні вироби, декоративне лиття з металу і ін.). У тому ж напрямку тривимірна графіка може бути використана для підтримки скульптури, дизайну, художньої графіки та ін.
Об'ємна тривимірна анімація і спецефекти також створюються засобами тривимірної графіки.