2D-графика¶

2D-графика — это вид компьютерной графики, в котором изображение строится в двумерном пространстве и характеризуется двумя координатами (по горизонтали и вертикали), без моделирования объёма и глубины сцены. В отличие от 3D-графики, объекты в двумерной графике не имеют реальной глубины: они описываются формой, цветом, текстурой и положением на плоскости. 2D-графика остаётся одним из базовых направлений цифрового изображения и применяется в интерфейсах, веб-дизайне, анимации, играх, научной визуализации и печати.

¶Основные принципы

Двумерная графика оперирует координатами X и Y. Любой объект — точка, линия, кривая, замкнутая фигура — задаётся математически на плоскости. Цвет обычно описывается моделью RGB (красный, зелёный, синий) или CMYK (для печати), а прозрачность — альфа-каналом. Изображение хранится как растровая сетка пикселей или как набор математических описаний (векторов).

¶Классификация

¶Растровая графика

Растровое изображение состоит из пикселей, расположенных в регулярной сетке. Каждый пиксель хранит информацию о цвете. Характеристики растровой графики:

• Разрешение — количество пикселей по горизонтали и вертикали (например, 1920×1080).
• Глубина цвета — число бит на пиксель (8, 16, 24, 32 бит).
• Форматы хранения: BMP, JPEG, PNG, GIF, TIFF, WebP.

Основной недостаток растровой графики — зависимость качества от разрешения: при масштабировании изображение размывается или «пикселизируется». К достоинствам относится возможность точного представления фотографий и сложных градиентов.

¶Векторная графика

Векторная графика описывает изображение как набор геометрических примитивов — точек, линий, кривых Безье, замкнутых контуров — с атрибутами заливки и обводки. Основные характеристики:

• Масштабируется без потери качества.
• Файлы, как правило, меньше растровых аналогов.
• Форматы: SVG, EPS, AI, PDF, CDR.

Векторные изображения широко используются в логотипах, иконках, чертежах, типографике и интерфейсах.

¶Гибридные подходы

Современные графические редакторы (Adobe Photoshop, GIMP, Krita) работают со слоями, совмещая растровые и векторные элементы. Технология SVG позволяет хранить внутри векторного файла растровые вставки. Формат PDF поддерживает оба типа объектов.

¶Устройство и технологии

¶Пиксельная сетка и интерполяция

При изменении размера растрового изображения применяются алгоритмы интерполяции: ближайший сосед, билинейная и бикубическая интерполяции, алгоритм Ланцоша. Они определяют, как вычисляются цвета новых пикселей.

¶Цветовые модели

¶Слои и композиция

Большинство редакторов строят изображение из слоёв — независимых плоскостей, которые объединяются в итоговую композицию. Поддерживаются режимы наложения, маски, прозрачность и корректирующие слои.

¶Применение

¶Веб и интерфейсы

Веб-графика основана на растровых форматах (JPEG, PNG, WebP) и векторном SVG. Иконки, логотипы, диаграммы и интерактивные элементы интерфейсов чаще всего создаются в векторном виде. Технологии Canvas и WebGL в браузерах позволяют программно строить как растровые, так и векторные изображения.

¶Компьютерные игры

Двумерные игры используют спрайты — растровые изображения персонажей и объектов, а также тайловые карты (tilemaps). Современные 2D-игры применяют спрайтовые атласы, шейдеры для эффектов освещения и параллакса. Популярные движки для 2D-игр: Unity (с 2D-режимом), Godot, GameMaker, Phaser.

¶Анимация

Двумерная анимация существует в нескольких формах:

• Покадровая (frame-by-frame) — последовательность растровых кадров.
• Костяная (skeletal) — анимация скелетных моделей, переносящих спрайты.
• Векторная — анимация траекторий и свойств векторных объектов (Adobe Animate, Toon Boom).

¶Научная визуализация и печать

Графики, схемы, карты и диаграммы, как правило, создаются в векторном виде для точности и масштабируемости. В типографике векторные шрифты (TrueType, OpenType) описывают глифы кривыми Безье.

¶История

Развитие 2D-графики связано с развитием компьютерных дисплеев. В 1960-х годах появились первые графические терминалы (IBM 2250, 1966). В 1970-х разрабатывались системы векторной графики (Evans & Sutherland). Персональные компьютеры 1980-х (Commodore 64, IBM PC с EGA/VGA) сделали растровую графику массовой. В 1984 году вышел Macintosh с монохромным растровым экраном и PostScript. В 1990-х появились Adobe Photoshop (1990), GIMP (1996) и формат PNG (1996). В 2001 году консорциум W3C утвердил стандарт SVG.

¶См. также

• Компьютерная графика
• Растровая графика
• Векторная графика
• Спрайт (компьютерная графика)

¶Источники

• Фёдоров А. В. «Компьютерная графика»
• Роджерс Д. «Элементы компьютерной графики»
• Уилкинсон Н. «Digital Graphic Design»
• Стандарты W3C: SVG 1.1, PNG (ISO/IEC 15948)