[科普中国]-矢量绘图

矢量

又称“向量”。既有大小又有方向的量。如力、速度和加速度等。可用一条按选定比例尺画出的带有箭头的线段来表示，箭头的指向表示方向，线段的长度表示大小。矢量之间的运算不遵循代数运算法则。矢量加法，又称“矢量合成”，可用平行四边形法则、三角形法则、多边形法则及正交分解法则等进行。矢量减法即矢量加法的逆运算。矢量乘法分三种：

(1)矢量和标量的乘积仍为矢量。如冲量、动量等的计算；

(2)矢量和矢量的标积构成标量，又称点乘、数量积、内积等。如功、功率等的计算；

(3)矢量和矢量的矢积构成矢量，又称叉乘、矢量积、向量积。如力矩、安培力等的计算。

矢量概念及其运算法则在热工技术中有其重要应用。

矢量图是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内在空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。它的特点是放大后图像不会失真，和分辨率无关，文件占用空间较小，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。

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。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。1

要素矢量图的两个要素是直线和曲线。

矢量图形是由一条条的直线和曲线构成的，在填充颜色时，系统将按照用户指定的颜色沿曲线的轮廓线边缘进行着色处理。 矢量图形的颜色与分辨率无关，图形被缩放时，对象能够维持原有的清晰度以及弯曲度，颜色和外形也都不会发生偏差和变形。图形被放大后，依然能保原有的光滑度。

每个对象都是一个自成一体的实体，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，而不会影响图像中的其他对象。这些特征使基于矢量的程序特别适用于绘图和三维建模，因为它们通常要求能创建和操作单个对象。

构图方法在计算机绘图领域中，根据成图原理和绘制方法的不同，所有的图形图像都无一例外地来源于两种不同的构图方法：用数学的方法绘制出的矢量图形和基于屏幕上的像素点来绘制的位图图形。
矢量又叫向量，是一种面向对象的基于数学方式的绘图方式，用矢量方法绘制出来的图形叫做矢量图形。所有用矢量方法绘制出来的图形或者创建的文本元素都被称为“对象”。每个对象具有各自的颜色、轮廓、大小以及形状等属性。利用它们的属性，用户可以对对象进行改变颜色、移动、填充、改变形状和大小及进行一些特殊的效果处理等操作。本教程所介绍的Illustrator，以及其他类似设计软件Freehand等，制作出来的都是矢量图形；而CorelDraw等软件，则既可以制作位图图形也能制作矢量图形；而Photoshop则主要制作位图图形。

文本是作为一种特殊的曲线进行处理的。当用户使用矢量绘图软件进行图形的绘制工作时，不是从一个个的点开始的，而是直接将该软件中所提供的一些基本图形对象如直线、圆、矩形、曲线等进行再组合。用户可以方便地改变他们的形状、大小、颜色、位置等属性而不会影响它们的整体结构。

矢量图像与位图图像矢量数据是制造出矢量图形的一种记录坐标，它在计算机中显示的图形一般可以分为两大类——矢量图和位图。

位图图形是由成千上万个像素点构成的，而矢量图形却跟它有所不同。矢量图形是由一条条的直线和曲线构成的，在填充颜色时，系统将按照用户指定的颜色沿曲线的轮廓线边缘进行着色处理。矢量图形的颜色与分辨率无关，图形被缩放时，对象能够维持原有的清晰度以及弯曲度，颜色和外形也都不会发生偏差和变形。如图所示，图形被放大后，依然能保原有的光滑度。

矢量图与位图最大的区别是，它不受分辨率的影响。因此在印刷时，可以任意放大或缩小图形而不会影响出图的清晰度。

格式常用的矢量图格式有：

cdr(CorelDraw)*.cdr是CorelDraw中的一种图形文件格式。它是所有CorelDraw应用程序中均能够使用的一种图形图像文件格式。

col(ColorMapFile)*.col是由AutodeskAnimator、AutodeskAnimatorPro等程序创建的一种调色板文件格式，其中存储的是调色板中各种项目的RGB值。

dxb(drawinginterchangebinary)*.dxb是AutoCAD创建的一种图形文件格式。

dxf(AutodeskDrawingExchangeFormat)*.dxf是AutoCAD中的图形文件格式，它以ASCII方式储存图形，在表现图形的大小方面十分精确，可被CorelDraw、3DS等大型软件调用编辑。

wmf(WindowsMetafileFormat)*.wmf是MicrosoftWindows中常见的一种图元文件格式，它具有文件短小、图案造型化的特点，整个图形常由各个独立的组成部分拼接而成，但其图形往往较粗糙，并且只能在MicrosoftOffice中调用编辑。

emf(EnhancedMetaFile)*.emf是由Microsoft公司开发的Windows32位扩展图元文件格式。其总体设计目标是要弥补在MicrosoftWindows3.1(Win16)中使用的*.wmf文件格式的不足，使得图元文件更加易于使用。

eps(EncapsulatedPostScript)*.eps是用PostScript语言描述的一种ASCII图形文件格式，在PostScript图形打印机上能打印出高品质的图形图像，最高能表示32位图形图像。该格式分为PhotoShopEPS格式(AdobeIllustratorEps)和标准EPS格式，其中标准EPS格式又可分为图形格式和图像格式。值得注意的是，在PhotoShop中只能打开图像格式的EPS文件。
*.eps格式包含两个部分：第一部分是屏幕显示的低解析度影像，方便影像处理时的预览和定位；第二部分包含各个分色的单独资料。*.eps文件以DCS/CMYK形式存储，文件中包含CMYK四种颜色的单独资料，可以直接输出四色网片。但是，除了在PostScript打印机上比较可靠之外，*.eps格式还有许多缺陷：首先，*.eps格式存储图像效率特别低；其次，*.eps格式的压缩方案也较差，一般同样的图像经*.tiff的LZW压缩后，要比*.eps的图像小3到4倍。

ico(Iconfile)*.ico是Windows的图标文件格式。

iff(ImageFileFormat)*.iff是Amiga等超级图形处理平台上使用的一种图形文件格式，好莱坞的特技大片多采用该格式进行处理，可逼真再现原景。当然，该格式耗用的内存、外存等计算机资源也十分巨大。

jpg/jpeg*.jpg/*.jpeg是24位的图像文件格式，也是一种高效率的压缩格式，文件格式是JPEG（联合图像专家组）标准的产物，该标准由ISO与CCITT（国际电报电话咨询委员会）共同制定，是面向连续色调静止图像的一种压缩标准。其最初目的是使用64Kbps的通信线路传输720×576分辨率压缩后的图像。通过损失极少的分辨率，可以将图像所需存储量减少至原大小的10%。由于其高效的压缩效率和标准化要求，已广泛用于彩色传真、静止图像、电话会议、印刷及新闻图片的传送上。但那些被删除的资料无法在解压时还原，所以*.jpg/*.jpeg文件并不适合放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响。不过，普通用户不必担心，因为*.jpg/*.jpeg的压缩算法十分先进，它对图形图像的损失影响不是很大，一幅16M（24位）的*.jpg/*.jpeg图像看上去与照片没有多大差别，非专业人士甚至无法分辨。同样一幅画面，用*.jpg/*.jpeg格式储存的文件是其他类型图形文件的1/10～1/20。一般情况下，*.jpg/*.jpeg文件只有几十KB，而色彩数最高可达到24位，所以它被广泛运用在Internet上，以节约宝贵的网络传输资源。同样，为了在一张光盘上储存更多的图形图像，CD出版商也乐意采用*.jpg/*.jpeg格式。