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預乘 Alpha

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在電腦圖形中，有兩種不同的方法來表示色彩值的不透明度。 這兩種方法 Win2D 都會使用。 本文說明之間的差異，以及各自使用的地方。

直接 Alpha

使用直接 (也稱為線性) Alpha 時：

  • RGB 值會指定所繪製項目的色彩
  • Alpha 值會指定其實心程度

在這個世界，RGB 和 Alpha 是獨立的。 您可以變更其中一個，而不會影響另一個。 若要讓物件淡出，您會逐漸減少其 Alpha 值，同時讓 RGB 保持不變。

若要在使用直接 Alpha 格式的兩種色彩之間執行來源混合：

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

預乘 Alpha

使用預乘 Alpha 時：

  • RGB 會指定繪製的項目對輸出造成多少色彩
  • Alpha 值會指定它對其背後任何內容的遮蔽多寡

在這個世界，RGB 和 Alpha 是連結的。 若要使物件透明化，您必須減少其 RGB (貢獻較少色彩) 以及它的 Alpha (對它背後任何內容遮蔽較少)。 完全透明物件完全沒有任何色彩，因此只有一個值代表 100% 透明度：RGB 和 Alpha 全部為零。

若要在使用預乘 Alpha 格式的兩種色彩之間執行來源混合：

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

預乘 Alpha 用於圖形轉譯，因為它在篩選影像或撰寫不同圖層時，可提供比直接 Alpha 更好的結果。 如需詳細資訊，請參閱下列文章：

Win2D 中的 Alpha

Win2D 在其 API 介面中使用直接 Alpha，但內部轉譯作業使用預乘 Alpha。

Windows.UI.Color 值使用直接 Alpha。 每當您將色彩傳遞至 Draw* 或 Fill* 方法、設定筆刷色彩，或是清除設為某一色彩值時，就會使用直接 Alpha 指定此色彩。

儲存在點陣圖或轉譯目標中的像素值，以及在這些介面上運作的繪圖或混合作業，請使用預乘 Alpha。 從檔案載入點陣圖時，其內容會自動轉換成預乘格式。 當您呼叫 Win2D 繪圖方法時，其色彩參數會在實際繪圖發生之前，從直接轉換成預乘。

Win2D 影像效果使用直接和預乘 Alpha 的混合。 某些效果會針對一種格式運作，有些則針對另一種格式運作，有些則提供屬性可加以選擇。 每個效果類型的文件會描述其使用哪一種 Alpha 模式。 效果輸入資料一律會假設為預乘，因此當效果需要使用直接 Alpha 時，它會先套用非預乘的轉換、計算效果，然後重新預乘輸出。

點陣圖 API GetPixelBytes、SetPixelBytes、 GetPixelColors和 SetPixelColors，不會執行任何 Alpha 格式轉換。 它們只會直接將位元值傳送到或傳送自基礎 GPU 紋理。 這可讓您觀察哪些 Alpha 格式 Win2D 在內部使用：

  • 在轉譯目標上建立繪圖工作階段
  • 呼叫 drawingSession.Clear(Colors.Tranparent)
  • Colors.Tranparent 定義為 R = 255、G = 255、B = 255、A = 0
  • Win2D 會將此值轉換成預乘格式，產生 R = 0、G = 0、B = 0、A = 0
  • 使用 GetPixelColors 讀回轉譯目標的內容
  • 觀察它包含預乘格式 RGB = 0，而不是 RGB = 255，就像原始的直接 Alpha Colors.Tranparent 值一樣

在 Alpha 格式之間轉換

若要將直接 Alpha 色彩值轉換成預乘格式，請將它的 R、G 和 B 值乘以 A。若要將預乘轉換成直接，則將 R、G 和 B 除以 A。

請注意，色彩資訊通常以位元組值表示，範圍從 0 到 255 (例如 Windows.UI.Color 結構包含 4 個位元組)。 這個表示法會以 255 的乘數增加，因此位元組的值 255 實際上表示 1，而 128 是半強度。 此縮放比例必須在格式轉換期間納入考慮，因此若要將 Windows.UI.Color 從直接轉換成預乘：

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;

如果您有使用錯誤 Alpha 格式的影像資料，PremultiplyEffect 或 UnPremultiplyEffect 可用來轉換它。