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图像(层)正常混合模式详解(上)(一)
2014-11-24 00:36:40 来源: 作者: 【 】 浏览:104
Tags:图像 正常 混合 模式 详解
在图像处理过程中,图像的合成操作是使用频率最高的,如图像显示、图像拷贝、图像拼接以及的图层拼合叠加等。
图像合成,其实也就是图像像素颜色的混合,在Photoshop中,颜色混合是个很复杂的东西,不同的混合模式,将产生不同的合成效果,如果将之全部研究透彻,估计就得写一本书。因此,本文只谈谈最基本的图像合成,也就是Photoshop中的正常混合模式。
只要接触过图像处理的,都知道有个图像像素混合公式:
1)dstRGB = srcRGB * alpha + dstRGB * (1 - alpha)
其中,dstRGB为目标图像素值;srcRGB为源图像素值;alpha为源图像素值混合比例(不透明度,范围0 - 1)。
其实,这个像素混合公式有很大局限性,只适合不含Alpha信息的图像。
要处理包括带Alpha通道图像(层)的混合,其完整的公式应该是:
2-1)srcRGB = srcRGB * srcAlpha * alpha / 255 (源图像素预乘转换为PARGB)
2-2)dstRGB = dstRGB * dstAlpha / 255 (目标图像素预乘转换为PARGB)
2-3)dstRGB = dstRGB + srcRGB - dstRGB * srcAlpha * alpha / 255 (源图像素值与目标图像素值混合)
2-4)dstAlpha = dstAlpha + srcAlpha * alpha - dstAlpha * srcAlpha * alpha / 255 (混合后的目标图Alpha通道值)
2-5)dstRGB = dstRGB * 255 / dstAlpha (混合后的目标图像素转换为ARGB)
其中,dstRGB为目标图像素值;srcRGB为源图像素值;dstAlpha为目标图Alpha通道值;srcAlpha为源图Alpha通道值;dstARGB为含Alpha目标图像素值;alpha为源图像素值混合比例(不透明度,范围0 - 1)。
将公式2中的2-1式代入2-3式,简化可得:
3-1)dstRGB = dstRGB * dstAlpha / 255
3-2)dstRGB = dstRGB + (srcRGB - dstRGB) * srcAlpha * alpha / 255
3-3)dstAlpha = dstAlpha + srcAlpha * alpha - dstAlpha * srcAlpha * alpha / 255
3-4)dstRGB = dstRGB * 255 / dstAlpha
当dstAlpha=srcAlpha=255时,公式3中3-1式、3-3式和3-4式没有意义,3-2式也变化为:
4)dstRGB = dstRGB + (srcRGB - dstRGB) * alpha
不难看出,公式4是公式1的变形。因此,公式1只是公式3(或者公式2)在目标图和源图都不含Alpha信息(或者Alpha=255)情况下的一个特例而已。
当公式4中的alpha=1时,目标图像素等于源图像素,所以,本文前面说图像拷贝其实也是图像合成的范畴。
通过上面较详细的分析,可以看出,即使是最基本正常图像混合模式也是很复杂的。其实,上面还不是完整的分析,因为按照目标图Alpha信息、源图Alpha信息以及源图合成比例等三个要素的完全的排列组合,最多可以派生8个公式。
下面就按正常混合模式的全部8种情况(有2项重合,实际为7种情况)来分别进行代码实现,也可完善和补充上面的文字叙述:

//---------------------------------------------------------------------------

// 定义ARGB像素结构
typedef union
{
ARGB Color;
struct
{
BYTE Blue;
BYTE Green;
BYTE Red;
BYTE Alpha;
};
}ARGBQuad, *PARGBQuad;

typedef struct
{
INT width;
INT height;
PARGBQuad dstScan0;
PARGBQuad srcScan0;
INT dstOffset;
INT srcOffset;
}ImageCpyData, *PImageCpyData;

typedef VOID (*MixerProc)(PImageCpyData, INT);

#define PixelAlphaFlag 0x10000
//---------------------------------------------------------------------------
// source alpha = false, dest alpha = false, alpha < 255
static VOID Mixer0(PImageCpyData cpyData, INT alpha)
{
PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0;
PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0;
for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset)
{
for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++)
{
pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * alpha + 127) / 255);
pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * alpha + 127) / 255);
pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * alpha + 127) / 255);
}
}
}
//---------------------------------------------------------------------------
// source alpha = false, dest alpha = false, alpha = 255
// source alpha = false, dest alpha = true, alpha = 255
static VOID Mixer1(PImageCpyData cpyData, INT alpha)
{
ARGB *pd = (ARGB*)cpyData->dstScan0;
ARGB *ps = (ARGB*)cpyData->srcScan0;
for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset)
{
for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, *pd ++ = *ps ++);
}
}
//-------------------------------
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