如何在手动“叠加”中处理 Alpha混合操作？

Question

我正在尝试一些手动（逐像素）图像处理，并且正在重新创建标准的“叠加”混合。我在这里查看“Photoshop math”宏：

http://www.nathanm.com /photoshop-混合-数学/ （另请参阅此处以获取更易读的叠加版本）

两个源图像都是采用相当标准的 RGBA（每个 8 位）格式，与目的地一样。当两个图像完全不透明（alpha 为 1.0）时，结果会按预期正确混合：

但是如果我的“混合”层（顶部图像）具有透明度，我会有点困惑如何正确地将 alpha 因素纳入混合方程中。我希望它的工作原理是混合层中的透明像素对结果没有影响，混合层中的不透明像素正常进行叠加混合，半透明混合层像素对结果有一些缩放效果。

有人可以向我解释混合方程或这样做背后的概念吗？

奖励积分如果你能帮我做到这一点，使生成的图像正确地预乘阿尔法（我认为，它只对两层中不透明的像素起作用。）

谢谢！

// factor in blendLayerA, (1-blendLayerA) somehow?
resultR = ChannelBlend_Overlay(baseLayerR, blendLayerR); 
resultG = ChannelBlend_Overlay(baseLayerG, blendLayerG);
resultB = ChannelBlend_Overlay(baseLayerB, blendLayerB);
resultA = 1.0; // also, what should this be??

Answer 1

混合基色和混合颜色后，使用混合颜色的 alpha 混合原始基色和混合产生的颜色：

vec4 baseColor = ...;
vec4 blendColor = ...;
vec4 blendedColor = blend(baseColor, blendColor);
vec4 fragmentColor = (1.0 - blendColor.a) * baseColor + blendColor.a * blendedColor;

我用它来“叠加”混合不透明基色和混合纹理，其中有很多（半）透明像素。

Answer 2

只是猜测，但我会尝试

resultA = 1 - (1-baseAlpha) * (1-blendAlpha)

Answer 3

使用这里的公式，效果很好： https://dev.w3.org/ SVG/modules/compositing/master/。我的函数有点时髦，因为它接受 0-1 的 DoubleColor 和 0-maxValDouble() 的 T* 像素颜色（这是所使用的整数类型的最大 val，作为双精度型）。

template<typename T> static inline void blendColorOverlay(T* rgba, DoubleColor overColor) {
    if (overColor.a == 0)
        return;
    
    double Da = rgba[3]/maxValDouble<T>();
    double Sa = overColor[3];
    double Dca, Sca;
    
    double outAlpha = (Sa + Da - Sa*Da);
    
    for (int k = 0; k < 3; k++) {
        Dca = (rgba[k]/maxValDouble<T>())*Da;
        Sca = overColor[k]*Sa;
        if (2*Dca <= Da)
            rgba[k] = (2*Sca*Dca + Sca*(1.0 - Da) + Dca*(1.0 - Sa))*maxValDouble<T>()/outAlpha;
        else
            rgba[k] = (Sca*(1.0 + Da) + Dca*(1.0 + Sa) - 2.0*Dca*Sca - Da*Sa)*maxValDouble<T>()/outAlpha;
        }
        
    rgba[3] = outAlpha*maxValDouble<T>();
    }

Answer 4

我正在精确地尝试这个问题，直到我发现最好的方法是让基础层和混合层都具有直接 Alpha，然后仅将结果与基础 Alpha 进行预乘。