[转] 图形图像处理 - 之 - Alpha颜色混合的魔法上篇 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛) -

hyz_avr 发表于 2009-9-4 13:06:06

[转] 图形图像处理 - 之------- Alpha颜色混合的魔法上篇

Alpha颜色混合的魔法上篇
                  HouSisong@GMail.com 2007.08.14

摘要：本系列文章介绍了一种在图像处理、2D游戏、3D游戏中经常使用的图片混合模型:Alpha颜色混合;
它就像神奇的魔法一样，在电脑屏幕上给我们展现出一个个绚丽多彩的世界!

全文分为: 上篇各种Alpha颜色混合方式
      下篇其他一些颜色混合方案、补充

tag:Alpha,Blend,透明,颜色混合,颜色混合公式

正文：
为了便于讨论，这里只处理32bit的ARGB颜色；
代码使用C++,编译器:VC2005

(文章中的效果图片都是用给出的例子代码实际生成)

A: 一些颜色和图片的数据定义:

#define asm __asm

typedef unsigned char TUInt8; //
struct TARGB32    //32 bit color
{
TUInt8b,g,r,a;       //a is alpha
};

struct TPicRegion//一块颜色数据区的描述，便于参数传递
{
TARGB32* pdata;       //颜色数据首地址
long    byte_width; //一行数据的物理宽度(字节宽度)；
            //abs(byte_width)有可能大于等于width*sizeof(TARGB32);
long    width;       //像素宽度
long    height;    //像素高度
};

//那么访问一个点的函数可以写为：
inline TARGB32& Pixels(const TPicRegion& pic,const long x,const long y)
{
return ( (TARGB32*)((TUInt8*)pic.pdata+pic.byte_width*y) );
}
B: 混合两幅图片
这里简单的按照50%的比例混合两幅图片；算法也很简单，就是将颜色分量直接
相加，然后取平均值；函数如下:

void PicBlend_half(const TPicRegion& picDst,const TPicRegion& picSrc)
{
long width =min(picDst.width ,picSrc.width );
long height=min(picDst.height,picSrc.height);
for (long y=0;y<height;++y)
{
   for (long x=0;x<width;++x)
   {
         TARGB32& DstColor=Pixels(picDst,x,y);
         TARGB32SrcColor=Pixels(picSrc,x,y);

         DstColor.b=(DstColor.b + SrcColor.b)/2;
         DstColor.g=(DstColor.g + SrcColor.g)/2;
         DstColor.r=(DstColor.r + SrcColor.r)/2;
         DstColor.a=(DstColor.a + SrcColor.a)/2;
   }
}
}
函数效果:
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477794.jpg
(原文件名:混合前源图片0.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477795.jpg
(原文件名:混合前源图片1.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477796.jpg
(原文件名:PicBlend_half混合后的结果图片.jpg)

C.按比例混合两幅图片
我们来增强PicBlend_half的混合能力,允许指定两幅图片的混合比例(参数Alpha)；
Alpha属于,当Alpha=127的时候与PicBlend_half等价(小的误差不算:)
Alpha颜色混合公式：Dst=( Src0*(255-Alpha) + Src1*Alpha ) / 255;

void PicBlend_Alpha(const TPicRegion& picDst,const TPicRegion& picSrc,TUInt8 Alpha)
{
long width =min(picDst.width ,picSrc.width );
long height=min(picDst.height,picSrc.height);
for (long y=0;y<height;++y)
{
   for (long x=0;x<width;++x)
   {
         TARGB32& DstColor=Pixels(picDst,x,y);
         TARGB32SrcColor=Pixels(picSrc,x,y);

         DstColor.b=(DstColor.b*(255-Alpha) + SrcColor.b*Alpha)/255;
         DstColor.g=(DstColor.g*(255-Alpha) + SrcColor.g*Alpha)/255;
         DstColor.r=(DstColor.r*(255-Alpha) + SrcColor.r*Alpha)/255;
         DstColor.a=(DstColor.a*(255-Alpha) + SrcColor.a*Alpha)/255;
   }
}
}

提示: 利用两幅图片然后不断的调整Alpha混合参数就可以得到漂亮的
动画效果(过渡\切换屏幕等)；

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477797.jpg
(原文件名:按比例.jpg)

D.带关键色的图片合成
图片中用一种特殊的颜色来代表图片透明的部分，这个关键色一般会选择图片中实际没
有用到的颜色；程序在显示图片的时候跳过这些特殊像素，从而形成透明效果；
GIF的透明、很多游戏中的透明贴图都应用了这种原理；
比如一幅带有透明关键色的图片:

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477799.gif
(原文件名:带有透明关键色.gif)

该图片中的关键色颜色为纯红色,R=255;G=0;B=0;

函数实现:

void PicBlend_KeyColor(const TPicRegion& picDst,const TPicRegion& picSrc,const TARGB32& KeyColor)
{
long width =min(picDst.width ,picSrc.width );
long height=min(picDst.height,picSrc.height);
unsigned long KeyColorValue=(*(unsigned long*)&KeyColor) & 0x00FFFFFF;
for (long y=0;y<height;++y)
{
   for (long x=0;x<width;++x)
   {
         TARGB32SrcColor=Pixels(picSrc,x,y);
         if ( ( (*(unsigned long*)&SrcColor) & 0x00FFFFFF )!=KeyColorValue )
            Pixels(picDst,x,y)=SrcColor;
   }
}
}

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477800.jpg
(原文件名:效果.jpg)

E.带Alpha通道的图片的混合
PicBlend_KeyColor的实现方式有一些缺点，比如美工做图片的时候需要"抠边"
(将透明区域和不透明区域分离)，增加了工作量；合成的图片在“精灵”的边界区域
有锯齿感(如果有缩放的话,锯齿感会更强)；我们需要一种更加自由的定义方式，
每个颜色增加一个专门的通道Alpha通道来描述该像素的透明信息；
Alpha属于,
带Alpha通道的颜色混合公式：Dst=( Dst*(255-Src.Alpha) + Src*Src.Alpha ) / 255;
(提示:当Alpha==0时，公式化简为: Dst=Dst; //Src完全透明
      当Alpha==255时，公式化简为: Dst=Src; //Src完全不透明)

void PicBlend(const TPicRegion& picDst,const TPicRegion& picSrc)
{
long width =min(picDst.width ,picSrc.width );
long height=min(picDst.height,picSrc.height);
for (long y=0;y<height;++y)
{
   for (long x=0;x<width;++x)
   {
         TARGB32& DstColor=Pixels(picDst,x,y);
         TARGB32SrcColor=Pixels(picSrc,x,y);
         unsigned long Alpha=SrcColor.a;

         DstColor.b=(DstColor.b*(255-Alpha) + SrcColor.b*Alpha)/255;
         DstColor.g=(DstColor.g*(255-Alpha) + SrcColor.g*Alpha)/255;
         DstColor.r=(DstColor.r*(255-Alpha) + SrcColor.r*Alpha)/255;
         DstColor.a=(DstColor.a*(255-Alpha) + SrcColor.a*Alpha)/255;
   }
}
}
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477801.jpg
(原文件名:效果.jpg)

F.颜色混合方案:加
有时候，直接把两幅图片颜色值相加也能得到很不错的效果；
比如在实现一些光照特效、太阳引起的镜头光晕等效果的时候就很不错；
（颜色相加时可能会超出255的值域，需要把结果饱和到255）

inline long border_color_up(long color)
{
   if (color>=255)
         return 255;
   else
         return color;
}
void PicBlend_Add(const TPicRegion& picDst,const TPicRegion& picSrc)
{
long width =min(picDst.width ,picSrc.width );
long height=min(picDst.height,picSrc.height);
for (long y=0;y<height;++y)
{
   for (long x=0;x<width;++x)
   {
         TARGB32& DstColor=Pixels(picDst,x,y);
         TARGB32SrcColor=Pixels(picSrc,x,y);

         DstColor.b=border_color_up(DstColor.b + SrcColor.b);
         DstColor.g=border_color_up(DstColor.g + SrcColor.g);
         DstColor.r=border_color_up(DstColor.r + SrcColor.r);
         DstColor.a=border_color_up(DstColor.a + SrcColor.a);
   }
}
}

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_17/ourdev_477803.jpg
(原文件名:效果.jpg)

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/housisong/archive/2007/08/14/1741924.aspx

lrzxc 发表于 2009-9-4 14:14:38

很好，转去博主那边看原文，谢谢lz

wangguanfu 发表于 2009-9-4 14:20:31

呵呵，有意思，灌水顶LZ

yin66 发表于 2009-9-4 14:21:23

mark

stan 发表于 2009-9-4 14:27:31

楼主把原作者图形图像处理系列全部贴上来吧，这样收藏就全面了

stan 发表于 2009-9-4 14:29:29

楼主把原作者图形图像处理系列全部贴上来吧，这样收藏就全面了

armfans 发表于 2009-9-4 17:07:25

希望楼主能打包贴上来，很不错的资料

leafing 发表于 2009-9-4 17:21:48

标记下，不错

hyz_avr 发表于 2009-9-4 17:22:06

打包? 这可是一点点复制.每张图片保存在电脑上再按原位上传到这论坛上的..

bad_fpga 发表于 2009-9-4 17:37:21

mark

pangfen 发表于 2012-7-14 21:06:08

好贴要顶！

weixinal 发表于 2012-7-14 21:31:37

好贴啊，学习了，感谢楼主

wolfojc 发表于 2012-9-7 09:05:20

很不错，学习图象方面的东西，谢了

百果发表于 2012-9-7 09:08:30

Alpha
DJYOS的GUI好像就有这样的功能。

chenfzg 发表于 2012-9-7 09:17:06

谢谢分享了~~~~~~~~~~~~~~

jz701209李 发表于 2012-9-7 10:46:09

强帖留名.....

zilingzhiguang 发表于 2012-9-7 11:20:36

记号下，以后学习

ST_ATMEL_NXP 发表于 2013-3-24 20:15:16

绝对要标记下！

ST_ATMEL_NXP 发表于 2013-3-24 20:15:50

绝对要标记下！

astankvai 发表于 2013-4-12 20:25:29

这个要看看，用得着。

页: [1]

amobbs.com 阿莫电子技术论坛's Archiver

[转] 图形图像处理 - 之------- Alpha颜色混合的魔法 上篇

[转] 图形图像处理 - 之------- Alpha颜色混合的魔法上篇