在 C/C++ 中用 alpha 值覆盖像素

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C/C++ 中用 alpha 值覆盖像素

【英文标题】：Overlaying pixels with alpha value in C/C++

【发布时间】：2014-11-16 11:21:04

【问题描述】：

我正在尝试创建一种算法，以在完全不透明的图像之上覆盖具有透明度的图像。 在下一个示例中，我有一个完全不透明的背面图像，以及一个带有漫射边缘的蓝色框架的正面图像。 我遇到的问题是我的实现错误地覆盖了产生暗像素的半透明区域。

这是我的实现：

#define OPAQUE 0xFF
#define TRANSPARENT 0
#define ALPHA(argb)  (uint8_t)(argb >> 24)
#define RED(argb)    (uint8_t)(argb >> 16)
#define GREEN(argb)  (uint8_t)(argb >> 8)
#define BLUE(argb)   (uint8_t)(argb)
#define ARGB(a, r, g, b) (a << 24) | ((r & 0xff) << 16) | ((g & 0xff) << 8) | (b & 0xff)
#define BLEND(a, b, alpha) ((a * alpha) + (b * (255 - alpha))) / 255

void ImageUtil::overlay(const uint32_t* front, uint32_t* back, const unsigned int width, const unsigned int height)

    const size_t totalPixels = width * height;

    for (unsigned long index = 0; index < totalPixels; index++)
    
        const uint32_t alpha = ALPHA(*front);

        const uint32_t R = BLEND(RED(*front), RED(*back), alpha);
        const uint32_t G = BLEND(GREEN(*front), GREEN(*back), alpha);
        const uint32_t B = BLEND(BLUE(*front), BLUE(*back), alpha);

        *backPixels++ = ARGB(OPAQUE, R , G, B);
        *frontPixels++;
    

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【问题讨论】：

调试时发现了什么？

您是如何加载图像的？您的图像加载器是否可以预乘该图像？

图片加载正确。我已经尝试过分别加载和保存它们而不合并，这会产生相同的原始图像。我认为问题可能出在混合像素的公式中，但我无法发现问题。

标准的 alphablend 算法是((RGB1 * alpha) + (RGB2 * (255 - alpha))) / 255。

也许你的正面图像有预乘 alpha。如果确实如此，并且您再次将其乘以 alpha，它将导致您得到的结果（alpha 不是 0 或 255 的较暗结果）。

【参考方案1】：

按照 gman 和 interjay 的 cmets 提示，我进行了进一步调查，是的，数据正在加载预乘 alpha。 这会在混合时产生变暗。解决方案是取消前面的像素相乘，终于得到了预期的结果。

不相乘公式：

((0xFF * color) / alpha)

最终代码：

#define OPAQUE 0xFF;
#define TRANSPARENT 0;

#define ALPHA(rgb) (uint8_t)(rgb >> 24)
#define RED(rgb)   (uint8_t)(rgb >> 16)
#define GREEN(rgb) (uint8_t)(rgb >> 8)
#define BLUE(rgb)  (uint8_t)(rgb)

#define UNMULTIPLY(color, alpha) ((0xFF * color) / alpha)
#define BLEND(back, front, alpha) ((front * alpha) + (back * (255 - alpha))) / 255
#define ARGB(a, r, g, b) (a << 24) | ((r & 0xFF) << 16) | ((g & 0xFF) << 8) | (b & 0xFF)

void ImageUtil::overlay(const uint32_t* front, uint32_t* back, const unsigned int width, const unsigned int height)

    const size_t totalPixels = width * height;

    for (unsigned long index = 0; index < totalPixels; index++)
    
        const uint32_t frontAlpha = ALPHA(*front);

        if (frontAlpha == TRANSPARENT)
        
            *back++;
            *front++;
            continue;
        

        if (frontAlpha == OPAQUE)
        
            *back++ = *front++;
            continue;
        

        const uint8_t backR = RED(*back);
        const uint8_t backG = GREEN(*back);
        const uint8_t backB = BLUE(*back);

        const uint8_t frontR = UNMULTIPLY(RED(*front), frontAlpha);
        const uint8_t frontG = UNMULTIPLY(GREEN(*front), frontAlpha);
        const uint8_t frontB = UNMULTIPLY(BLUE(*front), frontAlpha);

        const uint32_t R = BLEND(backR, frontR, frontAlpha);
        const uint32_t G = BLEND(backG, frontG, frontAlpha);
        const uint32_t B = BLEND(backB, frontB, frontAlpha);

        *back++ = ARGB(OPAQUE, R , G, B);
        *front++;