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Alpha通道是计算机图形学中用于表示图像透明度的一种通道。在一个图像中通常会有三个颜色通道红色R、绿色G、蓝色B它们合在一起形成彩色图像。而Alpha通道是第四个通道用于描述每个像素的透明度信息。
Alpha通道的取值范围通常是从0到255其中0代表完全透明即该像素完全不可见255代表完全不透明即该像素完全可见其他取值则表示不同程度的透明度。透明度表示了一个像素在叠加到其他像素时的混合程度从而实现了图像的透明效果。
使用Alpha通道可以在图像中创建复杂的形状、边缘和阴影同时也允许图像和背景之间的无缝融合。这在图像处理、计算机游戏、视频合成等领域中非常有用。常见的图像文件格式如PNG、TIFF以及某些编辑软件如Adobe Photoshop都支持Alpha通道的使用。
应用场景
Alpha通道在计算机图形学和图像处理中有许多应用场景以下是其中一些常见的应用
图像透明度最常见的用途是在图像或图形中创建透明效果。通过调整Alpha通道的值可以使图像的某些区域变得半透明或完全透明从而实现图像的融合和叠加效果。
图像剪裁使用Alpha通道可以将图像中的一部分裁剪掉只保留感兴趣的区域被裁剪掉的区域会使用透明度来表示。
图像合成将具有Alpha通道的图像叠加到其他图像上时Alpha通道可以控制图像的透明度从而实现图像的无缝融合。
阴影和光照效果在3D图形渲染中Alpha通道可用于模拟阴影和光照效果。通过在Alpha通道中定义透明度可以控制光线的透过程度从而实现更真实的阴影和光照效果。
图像特效Alpha通道可以用于添加各种图像特效如模糊、发光、辉光等。通过调整Alpha通道的值可以控制特效的强度和透明度。
2D游戏精灵在2D游戏中Alpha通道常用于创建带有透明背景的游戏精灵使其可以在游戏场景中自然地叠加和移动。
图像蒙版Alpha通道可以用于创建图像蒙版通过透明度来控制图像的可见部分从而实现图像的遮罩效果。
总的来说Alpha通道为图像处理提供了更多的灵活性和创造力使得图像在合成、叠加和处理时更加逼真和自然
实验分析 alpha 通道的值。
import cv2
import numpy as np
#模拟生成一个3通道的彩色图像
imgnp.random.randint(0,256,size[2,3,3],dtypenp.uint8)
#将img转换为BGRA格式
bgra cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2BGRA)print(img\n,img)
print(bgra\n,bgra)print(img.shape\n,img.shape)
print(bgra.img.shape\n,bgra.shape)#分离通道
b,g,r,acv2.split(bgra)
#打印alpha通道的值
print(a\n,a)
#修改alpha通道的值
a[:,:]125
#合并通道
bgracv2.merge([b,g,r,a])
#打印新的bgra
print(bgra2 \n,bgra)在本例中使用语句 bgracv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2BGRA)将 img 从 BGR 色 彩空间转换到 BGRA 色彩空间。在转换后的 BGRA 色彩空间中A 是 alpha 通道默认值为255。
接下来分别使用打印语句打印原始图像 img 的值和转换后的图像 bgra 的值。 然后使用语句 a[:,:]125 将从 bgra 中提取的 alpha 通道的值设定为 125并使用语句bgracv2.merge([b,g,r,a])构建一个新的 bgra 图像。
在本步骤中使用 cv2.merge()函数将新的 alpha 通道与原有的 BGR 通道进行合并得到一个新的图像。从另外一个角度理解就是本步骤实现了将 bgra 图像中 alpha 通道的值更改为 125
运行程序结果如下所示。
img[[[143 121 141][ 15 4 109][ 93 76 48]][[ 5 9 156][220 42 209][156 248 177]]]
bgra[[[143 121 141 255][ 15 4 109 255][ 93 76 48 255]][[ 5 9 156 255][220 42 209 255][156 248 177 255]]]
img.shape(2, 3, 3)
bgra.img.shape(2, 3, 4)
a[[255 255 255][255 255 255]]
bgra2 [[[143 121 141 125][ 15 4 109 125][ 93 76 48 125]][[ 5 9 156 125][220 42 209 125][156 248 177 125]]]实验2对图像的 alpha 通道进行处理
代码如下
import cv2
imgcv2.imread(lena.png)
bgra cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2BGRA)
b,g,r,acv2.split(bgra)
a[:,:]125
bgra125cv2.merge([b,g,r,a])
a[:,:]0
bgra0cv2.merge([b,g,r,a])
cv2.imshow(img,img)
cv2.imshow(bgra,bgra)
cv2.imshow(bgra125,bgra125)
cv2.imshow(bgra0,bgra0)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()
cv2.imwrite(bgra.png, bgra)
cv2.imwrite(bgra125.png, bgra125)
cv2.imwrite(bgra0.png, bgra0)运行结果 从上面运行结果中首先从当前目录下读取文件 lena.png然后将其进行色彩空间变换将其 由 BGR 色彩空间转换到 BGRA 色彩空间得到 bgra即为原始图像 lena 添加 alpha 通道。 接下来分别将提取得到的 alpha 通道的值设置为 125、0并将新的 alpha 通道与原有的 BGR 通道进行组合得到新的 BGRA 图像 bgra125、bgra0。 接着分别显示原始图像、原始 BGRA 图像 bgra、重构的 BGRA 图像 bgra125 和 bgra0。 最后将 3 个不同的 BGRA 图像保存在当前目录下。 运行程序显示的图像如图 所示。图中 图(a)是原始图像 lena。 图(b)是由原始图像 lena 通过色彩空间转换得到的图像 bgra该图像内 alpha 通道的值是 默认值 255。 图©是将图像 bgra 中 alpha 通道值设置为 0 得到的。 图(d)是将图像 bgra 中 alpha 通道值设置为 125 得到的。 从图中可以看到各个图像的 alpha 通道值虽然不同但是在显示时是没有差别的。
但是保存后再打开图片的效果是不一样的。
