Alpha Blending

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Alpha Blending ist die Bezeichnung für eine Technik in der Bild- oder Videobearbeitung, bei der verschiedene Bilder zu einem Gesamtbild überlagert werden, wobei neben der Farbinformation auch der Alphakanal berücksichtigt wird.

Der Alphawert eines Bildpunktes (Pixel) ist dabei ein Maß für die Transparenz bzw. Opazität. Ein α-Wert von 0 steht dabei für völlige Transparenz, der Pixel wird unsichtbar. Ein α von 1 steht für völlige Lichtundurchlässigkeit, der Pixel überlagert alle Bildpunkte hinter ihm.

Inhaltsverzeichnis

1 Berechnung
2 Einsatzgebiete
- 2.1 Bildkomposition
- 2.2 Computergrafik
3 Weblinks

[Bearbeiten] Berechnung

Hat man zwei Bilder A und B gegeben und möchte A über B legen, benutzt man folgende Gleichung, um die neuen Werte für das Endbild C zu erhalten:

$C = α A A + (1 - α A) B$ .

Einen Ausdruck der Form $\alpha x + (1 - \alpha) y, \alpha \in [0,1]$ nennt man auch Konvexkombination.

Man sieht: Ist $α A = 1$ so fließt die Farbe von B überhaupt nicht in das neue Bild ein, ist $α A = 0$ sieht man nichts von A.

In einigen Rastergrafikformaten kann α nur die Werte 0 oder 1 annehmen. In diesem Fall ist ein Bildpunkt also entweder vollständig unsichtbar oder vollständig deckend. Das GIF-Format ist ein Beispiel hierfür.

Verschiedene Blendingmethoden

Neben dieser Art der Berechnung kann man die Bilder A und B noch auf andere Weise zusammen fügen. Damit werden die unterschiedlichsten Effekte erzielt. Man könnte z.B. die Differenz der Farbwerte bilden, A nur dort einblenden wo der α-Wert von B nicht 0 ist usw.

[Bearbeiten] Einsatzgebiete

[Bearbeiten] Bildkomposition

Eine Hauptanwendung des Alpha Blending ist die Bildkomposition: Wie bei einer Fotomontage soll ein Objekt aus einen Bild ausgeschnitten und in ein neues Bild eingefügt werden. Dazu muss der Alphakanal des Bildes mit dem auszuschneidenden Bild entsprechend editiert werden. Schneidet man das Objekt mit herkömmlichen Methoden aus, kann die Transparenz nicht berücksichtigt werden. Statt dessen setzt man für jedes Pixel einen entsprechenden Alphawert. Stellt man den Alphakanal grafisch dar, indem man die Werte als Graustufen zwischen Schwarz und Weiß interpretiert, erhält man die sogenannte Alpha-Matte. Das Erstellen dieser Maske nennt man "Pulling the Matte" oder Matting. Bis vor kurzem musste man die Matte größtenteils von Hand erstellen, da keine leistungsfähigen Algorithmen mit befriedigenden Ergebnissen zur Verfügung standen. Die SIGGRAPH-Konferenzen der Jahre 2004 und 2005 präsentierten allerdings vielversprechende Ansätze wie das Bayesian Matting und das Poisson Matting.

Die meisten Bildbearbeitungsprogramme wie GIMP oder Photoshop unterstützen die separate Bearbeitung des Alphakanals über Ebenenmasken. So kann man mit den bekannten Malwerkzeugen direkt die Transparenz eines Objektes bearbeiten.

[Bearbeiten] Computergrafik

Alpha Blending wird in Computerspielen und anderen Grafikanwendungen benutzt, um die Transparenzeigenschaften von Objekten zu modellieren. So würde eine getönte Fensterscheibe einfach als farbige Fläche mit geringem α gespeichert und dargestellt. Dazu wird zunächst das erste vollkommen undurchsichtige Objekt im Sichtbereich gesucht. Ab diesem wird nun die oben vorgestellte Konvexkombination sukzessive mit den Farbwerten der weiteren Objekte gebildet.

Siehe auch: Blending