Я изучал терминологию для компьютерной графики, и пришло это утверждение, которое смутило меня.
Изображение может иметь альфа-каналы для прозрачности.
Я попытался найти значение термина «альфа-канал», но меня действительно смутило определение, в котором использовалось другое понятие, называемое «канал». Я не совсем уверен, что это значит, так что, может, кто-нибудь проявит любезность и объяснит мне этот термин?
Ответы:
Цифровые цвета могут состоять из трех компонентов: красного, зеленого и синего. Объедините их вместе, и вы получите окончательный цвет, например. желтый - это 100% красный, 100% зеленый и 0% синий.
Четвертый компонент, как вы упомянули, прозрачность. Вместе они образуют кортеж RGBA(красный, зеленый, синий, альфа), который представляет изображение.
Теперь, вместо пикселей, подумайте об этом по-другому: что, если вы разделите изображение на четыре слоя? Вы можете разделить их так:
Эти слои на самом деле называются «каналами». Вот как они выглядят на образце изображения:
На этом изображении вы можете видеть только красные пиксели на красном канале; аналогично для зеленого и синего. Это все, что это означает - способ думать об изображениях как о «каналах» отдельных цветов, которые объединены вместе.
Термин происходит от определения «канал», который означает определенную часть частотного спектра. В этом случае красный, зеленый и синий компоненты цвета часто называют «каналами» (поскольку красный, зеленый и синий свет являются частями спектра видимого света).
Поскольку альфа является еще одним компонентом цвета в компьютерной графике (хотя он не связан строго с видимым светом, как другие), он также называется каналом.
Альфа-каналы были фактически изобретены компанией Джорджа Лукаса Industrial Light & Magic (фактически Элви Рэй Смит выполнил большую часть работы, работая там, ранее работавшей в Xerox PARC - которую мы можем поблагодарить почти за все в современных вычислениях!).
Альфа-каналы, в дополнение к выполнению крутых эффектов, таких как прозрачное окно, прозрачные градиенты и реалистичные тени, могут использоваться для операций с субпикселями. На самом деле, первоначальное использование было потому, что компьютерная графика в то время отстой. Чтобы наложить красиво сглаженное изображение на другой фон (или фон живого фильма), вы получите блочные края. Это не подходит для фильма, и попытка сглаживания изображений с фоном занимает слишком много процессорного времени. Итак ... края изображения сделаны полупрозрачными (альфа-канал). Это позволяет фону просвечивать с различной плотностью - смешивая цвета двух изображений вместе, чтобы сглаживать его. В наши дни это используется повсеместно, например, для рисования значков с гораздо более плавными краями, чем обычно позволяет разрешение - и вы этого не делаете
Альфа-каналы легко сделать аппаратно. Ранние машины для производства фильмов имели бит «genlock» (который был доступен на Amiga и некоторых машинах Atari), который был в основном выходным контактом, который переключался с компьютера на видео. Вывод управлялся битом «прозрачности» на выходе (обычно с «многоцветными» графическими режимами 5: 5: 5 для RGB и 1 бит для прозрачности = 16 бит / пиксель), что позволяло легко наложить сгенерированный компьютером контекст поверх живого видео без оцифровки видео. Позже это было изменено, чтобы быть аналоговым выходом с 8-битным ЦАП - поэтому вместо переключения между компьютером и живым видео, он смешал его - удаляя неприятные блочные края, которые использовала 1-битная техника. Аналоговый сглаживание!
Современные видеокарты могут хранить несколько слоев информации в памяти одновременно и использовать альфа-слой для смешивания нескольких уровней альфа-прозрачности в аппаратном обеспечении. Это делает ваши "спрайты" и другие объекты, которые должны быть сглаженными, выглядят хорошо. Вместо микширования с фиксированным фоновым цветом, сглаживание использует альфа-канал для микширования на лету. Конечно, вы можете делать все что угодно с альфа-каналом, но я надеюсь, что это даст вам старт. Чтобы узнать больше, попробуйте википедию.
Ни один из других примеров не объясняет, почему это альфа. Это из выражения в Alpha Compositing :
где Ca и Cb - два значения входного цвета, а Co - выходной объединенный цвет.
Изменение альфа между 0 и 1 меняет цвет между передним и задним композитными изображениями.
(Обработка изображений также имеет "гамма", но не "бета", насколько я знаю)
Все изображения имеют 1 или более «каналов» информации. Например, знакомый тип изображения RGB имеет 3 канала информации: красный, зеленый и синий. То есть каждый пиксель в изображении имеет 3 числа, связанных с ним (если каждое число равно 8 битам, то это 24-битное изображение).
Альфа может добавить 4-й канал информации (4-й номер, связанный с каждым пикселем, и 32-битное изображение). Этот дополнительный канал может использоваться для различных целей, но наиболее распространенной целью является прозрачность.
Распространенными форматами файлов с альфа-каналами являются PNG и TGA.
Во многих форматах изображения пиксель определяется как вектор с 4 компонентами. RGB и альфа. В перспективе всего изображения вы можете выбрать только каждый компонент пикселя, и это дает ряд значений. Если вы хотите обработать только один компонент, вы можете выбрать компонент всех пикселей изображения, и это обычно называется каналом . Коллекция из одного компонента для всех пикселей. Тогда альфа-канал означает сбор альфа-компонента. Аналогичным образом, совокупность всех компонентов RGB можно назвать красным каналом, зеленым каналом и синим каналом.
Пиксель - это набор компонентов. Традиционно эти компоненты - красный, зеленый и синий, каждый из которых занимает 8 бит данных.
Поскольку часто бывает выгодно выровнять память определенным образом, они иногда упаковываются в 32-битное пространство каждый. Это оставляет 8 бит дополнительных данных в конце каждого пикселя. Поскольку это ни красный, ни зеленый, ни синий, ему нужно имя, а альфа была относительно бессмысленным именем.
Теперь, когда у вас есть массив пикселей, расположенных в прямоугольнике, вы получите это:
RGBARGBARGBARGBA
RGBARGBARGBARGBA
RGBARGBARGBARGBA
RGBARGBARGBARGBAиногда вы хотите говорить только об одном из цветов выше, скажем, красный:
R***R***R***R***
R***R***R***R***
R***R***R***R***
R***R***R***R***этот подвыбор только одного элемента каждого пиксельного компонента называется «каналом» в изображении. Поскольку пиксели имеют 4 компонента, это изображение имеет 4 канала.
Есть другие форматы изображений, где нет альфа-канала:
RGBRGBRGBRGB
RGBRGBRGBRGB
RGBRGBRGBRGB
RGBRGBRGBRGBи существуют форматы с различным количеством битов на компонент пикселя (3,5,8,16,32), а некоторые имеют неоднородные биты на компонент пикселя.
Канал становится «виртуальным» массивом только одного пиксельного компонента. (Я говорю виртуальный, потому что между каждым элементом есть шаг, в то время как массивы традиционно не имеют такого шага)
Часть RGB также не является фиксированной - у вас может быть изображение в оттенках серого с альфа-каналом или без него, у вас может быть изображение CMYK (Cyan Magenta Yellow blacK, обычно в субтрактивном цветовом пространстве), у вас может быть изображение, которое имеет целое множество различных цветовых каналов, созданных зеркальным следом луча или научным инструментом.
Хотя я рассматривал пиксели так, как будто они всегда смежные, возможно также разделить каналы на несколько мест, например так:
RRRRGGGGBBBBAAAA
RRRRGGGGBBBBAAAA
RRRRGGGGBBBBAAAA
RRRRGGGGBBBBAAAAили даже
RRRR
RRRR
RRRR
RRRR
GGGG
GGGG
GGGG
GGGG
BBBB
BBBB
BBBB
BBBB
AAAA
AAAA
AAAA
AAAAили RGB упакован и A хранится в отдельном буфере.
Это редко встречается в живых данных в играх, потому что современные видеокарты часто имеют пиксели RGBA. RGB может обрабатываться равномерно, и с помощью A можно выполнять быстрые вычисления, которые позволяют создавать пиксели RGBA поверх предварительно окрашенного фона.
Альфа-канал часто используется для прозрачности информации. Раздражает, что максимальное значение альфа иногда рассматривается как прозрачный, а иногда как непрозрачный, различными базами кода. Это снова менее распространено в наши дни. Альфа-канал также использовался для упорядочения z-буфера (как далеко пиксель от зрителя), чтобы позволить неупорядоченное рисование к сцене, и традиционно mip-отображение выполнялось путем помещения изображения с более низким разрешением в 2x 2x (или в 4 раза меньше пикселя) в альфа-канал изображения с более высоким разрешением, рекурсивно.
Даже в системе, использующей пиксели RGBA, значение этих пикселей может не совпадать. Измеряет ли R количество красного, которое видит человек, или сколько фотонов красного должно быть испущено? В этом разница между линейным и нелинейным цветовыми пространствами, и она влияет на правильный способ объединения указанных пикселей с каналом прозрачности.