text: 在計算機圖形學領域，Alpha合成是一種將影象與背景結合的過程，結合後可以產生部分透明或全透明的視覺效果。Alpha合成也叫阿爾法合成或透明合成。渲染影象時，通常會將目標影象中的多個子元素單獨渲染，最後再把多張子元素的圖片為單獨的影象。例如，電視直播時就會將大量計算機生成的影象元素合成到現場鏡頭上。要正確結合影象元素，每個元素的必須有對應的。遮片包含覆蓋範圍資訊——圖中幾何物件的形狀——可以藉此分辨影象中的任意位置到底是被繪製的幾何物件本身，還是邏輯上的「空白」區域。描述.為了儲存遮片資訊，匠白光提出了Alpha通道的概念，後由和完善。二維影象裡記錄著每個畫素的顏色資訊，額外的資訊以 0 和 1 之間的值表示，記錄在Alpha通道里。0 表示該畫素沒有覆蓋資訊，是透明的，即圖中的幾何體沒有覆蓋到本畫素；而 1 則表示畫素不透明，幾何體完全覆蓋了此畫素。影象中使用的Alpha通道通常有兩種表示形式：平直Alpha。如果用平直的到底使用的是平直Alpha還是預乘Alpha非常重要，只有這樣才能對影象做正確的處理和合成。有了Alpha通道，圖片的合成操作就可以用的形式表達。假設有影象元素 A 和 B，最常見的合成操作就是把 A 作為前景、B 作為背景，我們稱這種操作為 over，記作 formula_1。除此之外，波特和達夫還定義了其它幾個運算子：in、out、atop、xor：運算子 over 的效果與普通繪畫效果一致，運算子 in 則等價於。以運算子 over 為例，運算結果相當於對影象中的所有畫素做以下公式：formula_2formula_3其中 formula_4 是運算結果，formula_5 是影象 A 中的畫素，formula_6 是影象 B 中的畫素，而 formula_7 和 formula_8 則分別是影象 A、B 中對應畫素的Alpha值。如果假設顏色值都是預乘了Alpha值的，那麼我們就可以將等式進行改寫，結果影象中的顏色即：formula_10結果中的Alpha值即：formula_11over 運算子的解析推導.透過研究正交覆蓋，Porter 和 Buff 給出了 alpha 合成的幾何解釋。在 1981 年 Bruce A. Wallace 的論文裡則給出了另一種基於的反射率/透過率的物理模型的另一種推導。第三種推導方法透過使用兩條簡單的假設得到。為了簡單起見，我們將 over 運算子簡記成 formula_12。第一條假設是當背景是不透明時，over 運算子表示前景顏色與背景顏色的凸組合：formula_14第二條假設是這種運算應該滿足結合律：formula_15現在，可以假設 formula_16 和 formula_17 包含不透明度分量，而 formula_18 不包含。考慮中間變數formula_19.由於結合律成立，有formula_20由於 formula_18 是不透明的，因此 formula_22 也是不透明的。由第二條假設，在上面的式子中，上式地每個 formula_23 運算都可以用凸組合表達：formula_24這個式子的兩邊都滿足 formula_25 的形式，令 formula_26 且 formula_27，可以得到：formula_28至此，我們推匯出了 formula_19 的顏色和其 alpha 分量的解析式。注意到 formula_30，這樣，上式可以緊湊地表示成formula_31formula_23 運算子滿足非交換么半群的定義。這個群的單位元 formula_33 是所有滿足 formula_34 的二元組 formula_35，這可以透過式子 formula_36 得到。Alpha混合.Alpha混合是將半透明的前景色與背景色結合的過程，可以得到混合後的新顏色。前景色的透明度不限，從完全透明到完全不透明都可以。如果前景色完全透明，混合後的顏色就是背景色；如果前景色完全不透明，混合後的顏色就是前景色；如果在這兩種極端情況之間，混合後的顏色可以透過前景色和背景色的加權平均計算。Alpha合成後的顏色可以這樣計算：formula_37如果背景色不透明，即 formula_38，代入上述方程後可以得到：formula_39如果使用了預乘Alpha，最初的方程組可以簡化為：formula_40伽瑪校正.計算機影象一般不直接儲存光照亮度對應的 RGB 值，而是需要先對這些值做伽瑪校正。伽瑪校正的大致過程如下：則它們三者之間的關係為formula_46因此，在處理計算機影象的 RGB 值時，可以在處理前先將伽瑪校正消除，完成處理後再重新做伽瑪校正，這樣做的效果比直接處理伽瑪校正後的 RGB 值要好。例如有一張圖片 formula_47，它對應的 Alpha 通道為 formula_48，現在要把它疊加到背景圖 formula_49 上，那麼最終的影象 formula_50 可以這樣計算：formula_51此處的 formula_50 是計算機記憶體中所儲存的資料；在計算機顯示器上會以 formula_53 的資料顯示。
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