Перевод растрового изображения в векторное (трассировка). Практика работы и обзор программ

Зачастую дизайнеры сталкиваются с необходимостью обработки сложных штриховых иллюстраций для их использования в макетах полноцветных буклетов и рекламных плакатов, на web­сайте компании, в годовом отчете, на сувенирах, в каталогах и т.п., причем во многих случаях предполагается значительное масштабирование иллюстраций и печать с использованием различных технологий в цветном или черно-­белом варианте. Сканирование, как правило, не может обеспечить возможности трансформации без потери качества и необходимой универсальности растрового изображения, так что единственный путь — это получение идентичного векторного изображения. Создание векторной версии с нуля — не оптимальный и не самый быстрый вариант, гораздо проще воспользоваться трассировкой (векторизацией) растрового (сканированного) оригинала.

Сегодня на рынке представлено довольно много программ (как самостоятельных приложений, так и входящих в состав графических пакетов) для трассировки растровых изображений. Следует сразу оговориться, что предлагаемый вниманию читателей обзор не претендует на полноту и всеохватность. Например, мы не будем касаться таких приложений, как CorelTrace и Live Trace, входящих в пакеты Corel Graphics Suite и Adobe Illustrator соответственно. Большинство дизайнеров хорошо знают их плюсы и минусы. Плюсы в основном заключаются в том, что эти трейсеры включены в состав выше­упомянутых программ и дополнительно ничего покупать не требуется, а минусы — в том, что с настройками по умолчанию практически невозможно достичь удовлетворительного результата, а улучшить эти настройки порой не может даже очень опытный пользователь. К счастью, сегодня на рынке предлагается обширный выбор трейсеров от других производителей. Именно их мы и рассмотрим далее.

TraceIT

Производитель: Pangolin Laser Systems, Inc.
Ссылка: http://www.pangolin.com/LA_Studio/TraceIT.htm
TraceIT — довольно интересная программа, использующая оригинальные алгоритмы трассировки (рис. 1). Загруженное в нее изображение сначала подвергается обработке фильтрами для очистки от «мусора» (noise, color noise), после чего уже трассируется.

Интересная особенность — помимо обработки изображений в распространенных форматах BMP, GIF, TIF, JPG, PSD и пр., есть возможность загружать видео-файлы в форматах AVI, MOV или MPEG и обрабатывать только выбранные кадры, какой­-либо диапазон или весь видео-файл целиком. Сохранить результат можно в десяток форматов, в том числе в BMP, JPG и EMF.


Рис . 1. TraceIT

RasterVect

Производитель : RasterVect Software
Ссылка: http://www.rastervect.com/products.htm
RasterVect (рис. 2) — простая программа с минимальным количеством настроек, которая ориентирована на пользователей пакета AutoCAD. Настройки в ней сведены к минимуму: загрузка растрового изображения (поддержка 15 форматов), выбор метода трассировки и выбор формата векторных изображений (DXF, EPS, AI, WMF или EMF). Опционально можно предварительно обработать растровое изображение (только простейшие операции) и применить маски.


Рис . 2. RasterVect

Vector Eye

Производитель : Siame Editions
Ссылка: http://www.siame.com/converter.html
Главное отличие Vector Eye (рис.3) от других подобных приложений заключается в том, что в процессе трассировки создается несколько вариантов изображения, соответствующих различным комбинациям настроек, и уже из этого ряда пользователь выбирает наиболее оптимальный для дальнейшего использования. Растровые изображения можно загружать в форматах BMP, PNG, JPG, TIFF и AVI, а результат работы программы экспортируется в форматах SVG, PS и EPS.


Рис . 3. Vector Eye

Vextractor

Производитель : VextraSoft
Ссылка: http://www.vextrasoft.com/vextractor.htm
Vextractor — довольно мощная программа, в которую встроены эффективные алгоритмы очистки растрового изображения от «мусора», средний по возможностям трейсер и неплохой встроенный редактор для доводки результата векторизации (рис. 4). Поддерживается импорт наиболее распространенных форматов растровых изображений и экспорт в популярные векторные форматы, в том числе в DXF, EPS и SVG.


Рис . 4. Vextractor

Acme TraceART

Производитель : DWG TOOL Software
Ссылка: http://www.freefirestudio.com/traceart.htm
Многофункциональная и сложная программа, предназначенная в основном для векторизации чертежей, схем и разного рода карт (рис. 5). Поддерживается большое количество растровых и векторных форматов. Качество трассировки нельзя назвать выдающимся, но при этом программа имеет другие плюсы — например предусмотрена удобная функция предпросмотра результата еще до трассировки, а также обеспечивается работа с многостраничными изображениями и разнесение результатов трассировки по слоям.


Рис . 5. Acme TraceART

Potrace

Производитель : Peter Selinger
Ссылка: http://potrace.sourceforge.net/
Potrace — бесплатная, постоянно совершенствуемая программа (рис. 6). Включена в дистрибутивы таких пакетов, как FontForge, mftrace, Inkscape, TeXtrace и др. Неплохая альтернатива другим перечисленным здесь программам векторизации. Из распространенных растровых форматов «понимает» только BMP­файлы. Полученное векторное изображение можно экспортировать в EPS, PS, PDF и SVG. Из минусов можно назвать явное «заплывание» на местах пересечения кривых под тупым углом, что, впрочем, является недостатком практически всех трейсеров. В остальном программа имеет почти полный набор настроек по определению краев, квантованию цветов и пр. Дистрибутив программы можно загрузить для таких операционных систем, как Linux, Sun Solaris, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, AIX, Mac OS X и Windows 95/98/2000/NT.


Рис. 6. Potrace

Raster to Vector Conversion Toolkit / Photo Vector

Производитель: AlgoLab, Inc.
Ссылка: http://www.algolab.com/products.htm
Две довольно популярные программы от одного производителя, ориентированные на пользователей CAD/CAM-систем (рис. 7). Программы не имеют существенных плюсов или минусов. Единственное, что хотелось бы отметить, — это неявные и не совсем понятные настройки векторизации.


Рис. 7. Raster to Vector Conversion Toolkit

Raster to Vector

Производитель: Raster to Vector
Ссылка: http://www.raster­vector.com
Еще один «черный ящик». На входе — растровые изображения в наиболее распространенных форматах (BMP, JPG, TIF, GIF, PNG, PCX, TGA и др.), а на выходе — векторные (DXF, HPGL, EMF, WMF). Никаких существенных настроек не предложено (рис. 8).


Рис. 8. Raster to Vector

WinTopo Raster to Vector Converter

Производитель: SoftSoft.net
Ссылка: http://wintopo.com
Хорошая многофункциональная программа с достаточным количеством настроек для получения удовлетворительного результата (рис. 9). Имеются обширные возможности по предварительной обработке растрового изображения, включая трансформации, правку насыщенности и контраста, очистку от мусора и пр. Настроек трассировки не так много, но достаточно, чтобы как-то повлиять на результат работы программы.

Предлагается бесплатная версия, в которой отсутствуют некоторые функции (в частности, трассировки цветных изображений).


Рис. 9. WinTopo Raster to Vector Converter

Как уже упоминалось в начале обзора, все представленные программы имеют свои плюсы и минусы, но одно неоспоримо — с настройками по умолчанию практически невозможно достичь удовлетворительного результата. Впрочем, и доскональное знание настроек не гарантирует хорошего результата, что объясняется несовершенством алгоритмов трассировки.

В принципе, трассировать можно любое растровое изображение, однако результат будет напрямую зависеть от его качества. Решающую роль при этом играют чистота и ясность изображения. Кроме того, обычно трассировку применяют в отношении изображений только со сплошной заливкой и с предельно четкими контурами. Другими словами, для того чтобы получить в программе трассировки хороший результат, дизайнер должен сначала тщательно подготовить исходное растровое изображение. Использование специализированных растровых редакторов более предпочтительно, чем применение встроенных в трейсеры средств очистки от «мусора».

Итак, путем трассировки без предварительной подготовки можно быстро получить плохое или среднее по качеству векторное изображение, а на хорошее качественное векторное изображение необходимо затратить большое количество времени для тщательной настройки программы трассировки и предварительной подготовки растрового изображения.

Neuro Tracer — программа нового поколения

Производитель: Brand Security Systems GmbH
Ссылка: http://www.neuro­tracer.com
Когда обзор был уже почти готов, в руки автору попала программа Neuro Tracer, о которой хотелось бы рассказать подробнее. Основной особенностью Neuro Tracer является использование технологии нейронной адаптивной фильтрации изображений. Суть ее заключается в возможности интеллектуальной предварительной подготовки исходных растровых изображений к трассировке, с учетом пожеланий пользователя. Например, пользователь может указать, какие области на изображении должны игнорироваться, а какие необходимо воспроизвести.

Входящий в состав данного программного продукта адаптивный нейронный фильтр позволяет в считаные минуты очистить даже очень «грязное» отсканированное изображение в полуавтоматическом режиме. Фильтру задаются небольшие участки отсканированного изображения с подсказками, что на самом деле желательно видеть в данном месте изображения. После обучения программа применяет предложенный метод обработки ко всему изображению.


Рис. 10. Neuro Tracer. На изображении старинной гравюры красным цветом отмечены участки с прорисовкой штрихов, а синим — участки с «мусором», которые должны быть удалены

На рис. 10 на изображении старинной гравюры красным цветом отмечены участки с прорисовкой штрихов (в том числе и в местах их слабой видимости), а синим цветом — участки с «мусором», которые должны быть удалены. Результат очистки изображения от «мусора» показан на рис. 11.


Рис. 11. Neuro Tracer. Предварительный просмотр результата очистки от «мусора»

Опциональные параметры обработки растрового изображения в процессе трассировки можно задать в настройках фильтра и впоследствии применять ко всем видам растровых изображений. Установки фильтров могут быть сохранены и в дальнейшем применены к различным однотипным изображениям. При отсутствии в сохраненном фильтре информации об определенной части нового объекта фильтр можно «переобучить» с помощью новой дополнительной информации.

В Neuro Tracer есть и другие возможности, которые не встречались автору ни в одном другом трейсере, — например трассировка с указанием формы и направления объектов. Так, на рис. 12 в качестве значимых элементов были указаны пуантили гравюры.


Рис. 12. Трассировка с указанием типа объекта

В следующем примере (рис. 13) в качестве значимых объектов были указаны только линии определенной направленности.


Рис. 13. Трассировка с указанием линий определенной направленности

Немаловажной особенностью фильтра трассировщика является возможность разбирать изображение по цветовым составляющим. На рис.14 и 15 показан результат разбора сканированной иллюстрации. Разумеется, каждый цвет при этом располагается на своем слое.


Рис. 14. Увеличенный фрагмент иллюстрации, предназначенной для трассировки с цветоделением


Рис. 15. Результат трассировки с цветоделением

На рис. 16 довольно «грязное» изображение отпечатка пальца очищено и трассировано в три клика без каких-либо существенных затрат времени.


Рис. 16. Результат трассировки с цветоделением

Neuro Tracer позволяет загружать растровые изображения в 20 наиболее распространенных форматов, в том числе в JPG, PCD, PSD, PSP, TIFF, BMP и пр. Результат экспортируется в формате AI.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что программа Neuro Tracer предназначена для профессиональной работы по векторизации растровых изображений и аналогов в настоящее время не имеет.

© 2005 Николай Дубина aka nik7777

www.prodtp.ru