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预乘 Alpha

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在计算机图形中，有两种不同的方法来表示颜色值的不透明度。 Win2D 使用这两种方法。 本文介绍区别，以及用于何处。

直 alpha

使用直线（也称为线性）时，alpha：

  • RGB 值指定所绘制内容的颜色
  • alpha 值指定它的实心程度

在这个世界中，RGB 和 alpha 是独立的。 可以在不影响另一个的情况下更改其中一个。 若要使对象淡出，应逐渐减小其 alpha 值，同时保持 RGB 不变。

在使用直 alpha 格式的两种颜色之间执行源间混合：

result = (source.RGB * source.A) + (dest.RGB * (1 - source.A))

预乘 Alpha

使用预乘 alpha 时：

  • RGB 指定所绘制内容对输出的贡献颜色
  • alpha 值指定它遮盖它背后的任何东西的量

在这个世界中，RGB 和 alpha 是链接的。 若要使对象透明，必须减小其 RGB (以减少颜色) ，同时降低其 alpha (，以在) 少遮挡其背后的任何内容。 完全透明的对象不再具有任何颜色，因此只有一个值表示 100% 透明度：RGB 和 alpha 全部为零。

若要在使用预乘 alpha 格式的两种颜色之间执行源间混合，请执行以下操作：

result = source.RGB + (dest.RGB * (1 - source.A))

预乘 alpha 用于图形呈现，因为在筛选图像或组合不同图层时，预乘 alpha 提供比直 alpha 更好的结果。 有关详细信息，请参阅以下文章：

Win2D 中的 Alpha

Win2D 在其 API 图面中使用直 alpha，但预乘 alpha 用于内部呈现操作。

Windows.UI.Color 值使用直 alpha。 每当将颜色传递给 Draw* 或 Fill* 方法、设置画笔的颜色或清除为颜色值时，此颜色都使用直 alpha 指定。

存储在位图或呈现目标中的像素值，以及在这些图面上运行的绘图或混合操作，使用预乘的 alpha。 从文件加载位图时，其内容会自动转换为预乘格式。 调用 Win2D 绘图方法时，在实际绘图发生之前，其颜色参数将从直接转换为预乘。

Win2D 图像效果使用直线和预乘 alpha 的混合。 某些效果对一种格式运行，另一些效果对另一种格式进行操作，有些效果提供属性以供选择。 每种效果类型的文档介绍了它使用哪种 alpha 模式。 始终假定效果输入数据是预乘的，因此当效果需要使用直 alpha 时，它将首先应用非多乘转换，计算效果，然后重新预乘输出。

位图 API GetPixelBytes、SetPixelBytes、 GetPixelColors和 SetPixelColors不执行任何 alpha 格式转换。 它们只是直接将位值传输到基础 GPU 纹理或从基础 GPU 纹理传输位值。 这允许你观察 Win2D 在内部使用的 alpha 格式：

  • 在呈现目标上创建绘图会话
  • 调用 drawingSession.Clear(Colors.Tranparent)
  • Colors.Tranparent 定义为 R = 255、G = 255、B = 255、A = 0
  • Win2D 会将此值转换为预乘格式，产生 R = 0、G = 0、B = 0、A = 0
  • 使用 GetPixelColors 读回呈现目标的内容
  • 请注意，它包含预乘格式 RGB = 0，而不是 RGB = 255，就像原始的直 alpha 值一 Colors.Tranparent 样

在 alpha 格式之间转换

若要将直 alpha 颜色值转换为预乘格式，请将其 R、G 和 B 值乘以 A。若要将预乘转换为直数，请将 R、G 和 B 除以 A。

请注意，颜色信息通常表示为范围从 0 到 255 (例如， Windows.UI.Color 结构由 4 个字节) 组成。 此表示形式按 255 的系数纵向扩展，因此字节值 255 实际上意味着 1，而 128 是一半强度。 在格式转换期间必须考虑到缩放系数，因此，若要将 从直接转换为 Windows.UI.Color 预乘：

premultiplied.R = (byte)(straight.R * straight.A / 255);
premultiplied.G = (byte)(straight.G * straight.A / 255);
premultiplied.B = (byte)(straight.B * straight.A / 255);
premultiplied.A = straight.A;

如果图像数据使用错误的 alpha 格式， PremultiplyEffect 或 UnPremultiplyEffect 可用于转换它。