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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; // [0..255]
struct TARGB32 //32 bit color
{
TUInt8 b,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) )[x];
}
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);
TARGB32 SrcColor=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[0..255],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);
TARGB32 SrcColor=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)
{
TARGB32 SrcColor=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[0..255],
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);
TARGB32 SrcColor=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);
TARGB32 SrcColor=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)
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曾经有一段真挚的爱情摆在我的面前,我没有珍惜,现在想起来,还好我没有珍惜……
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