Το κανάλι Alpha

Το κανάλι Alpha
Rick Davis

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε για τις βασικές ιδιότητες και τους ορισμούς του καναλιού Alpha. Θα σας βοηθήσουμε να κατανοήσετε και να χρησιμοποιήσετε αυτό το ισχυρό χαρακτηριστικό του γραφικού σχεδιασμού για τις μελλοντικές σας καλλιτεχνικές δημιουργίες.

Το Κανάλι Άλφα είναι ένας όρος για τα γραφικά υπολογιστών και εισήχθη από τους Alvy Ray Smith και Ed Catmull στα τέλη της δεκαετίας του 1970 στο εργαστήριο γραφικών υπολογιστών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Νέας Υόρκης.

Δείτε επίσης: 6 τρόποι βελτιστοποίησης εικόνων για καλύτερη απόδοση στο Web

Η έννοια του καναλιού άλφα καθιερώθηκε πλήρως σε μια εργασία το 1984 από τους Thomas Porter και Tom Duff.

Το κανάλι άλφα αντιπροσωπεύει το βαθμό αδιαφάνειας (που ορίζεται επίσης ως διαφάνεια) μιας εικόνας που δημιουργείται από υπολογιστή, ενός βίντεο, ή τις ιδιότητες bump, displacement ή opacity μιας τρισδιάστατης υφής. (Πρέπει να παρεμβληθεί ότι δεν περιέχει αυτόματα κάθε μορφή βίντεο, εικόνας ή υφής ένα κανάλι άλφα.)

Στο κανάλι άλφα, οι πληροφορίες διαφάνειας αποθηκεύονται επιπλέον των πραγματικών δεδομένων της εικόνας σε διάφορες επιλογές μορφότυπων γραφικών (π.χ. PNG, PSD, TGA, DDS ή TIFF). Εάν μια ψηφιακή εικόνα ή ένα βίντεο περιέχει κανάλι άλφα, σημαίνει ότι στο αρχείο περιέχονται επιπλέον πληροφορίες διαφάνειας εκτός από τα χρωματικά στοιχεία.

Το κανάλι άλφα δεν περιέχει καμία πληροφορία χρώματος, παρά μόνο πληροφορία διαφάνειας. Το κανάλι απεικονίζεται πάντα ως εικόνα σε κλίμακα του γκρι. Το χρώμα αναπαρίσταται συνήθως στις τιμές RGB. Ένα κανάλι άλφα έχει συνήθως το ίδιο βάθος με το χρωματικό κανάλι μιας εικόνας. Για μια εικόνα 8-bit, για παράδειγμα, ένα κανάλι άλφα περιλαμβάνει 256 επίπεδα. Ο μέγιστος αριθμός των πιθανών διαβαθμίσεων διαφάνειαςεξαρτάται από τον αριθμό των bit που χρησιμοποιούνται για το κανάλι άλφα.

Τα αρχεία εικόνας που περιέχουν το κανάλι άλφα αποτελούνται γενικά από τα ακόλουθα στοιχεία:

R = Κόκκινο κανάλι

G = Πράσινο κανάλι

B = Μπλε Κανάλι

A = Κανάλι Άλφα

Εμφάνιση του χρωματικού μοντέλου RGBA.

Τα κανάλια RGB αναπαρίστανται αριθμητικά μέσω του Αριθμός HEX , το οποίο συνήθως εμφανίζεται στη διεπαφή επιλογής χρωμάτων του λογισμικού γραφικών σας.

Στα αριστερά, το κανάλι άλφα έχει οριστεί σε alpha=60%, που αντιστοιχεί σε 60% αδιαφάνεια- στα δεξιά, το κανάλι άλφα έχει οριστεί σε alpha=100%, που αντιστοιχεί σε 100% αδιαφάνεια.

Στο παρακάτω παράδειγμα, μπορείτε να δείτε την ίδια εικόνα με:

1 - Λευκό φόντο.

2 - Ένα φόντο σκακιέρας

3 -Η εικόνα της κλίμακας του γκρι του καναλιού άλφα. Οι ανοιχτόχρωμες περιοχές είναι πιο αδιαφανείς- οι πιο σκούρες περιοχές είναι πιο διαφανείς.

Πηγή εικόνας: Wikipedia

Η τιμή Alpha μπορεί να μετρηθεί ως πραγματική τιμή, ποσοστό ή ακέραιος αριθμός:

  • Η πλήρης διαφάνεια ορίζεται ως 0,0 ; 0% ή 0, που απεικονίζεται στην εικόνα του καναλιού άλφα ως καθαρό μαύρο.
  • Η πλήρης αδιαφάνεια ορίζεται ως 1,0, 100% ή 255, και απεικονίζεται στην εικόνα του καναλιού άλφα ως καθαρό λευκό.

Οι περισσότερες εφαρμογές σχεδιασμού γραφικών προσφέρουν μια ρυθμιζόμενη αδιαφάνεια της τιμής άλφα.

Παράδειγμα μιας εικόνας RGBA σε σύνθεση πάνω από ένα επίπεδο φόντου σκακιέρας. Το άλφα είναι 0% στην κορυφή και 100% στο κάτω μέρος.

Αν, για παράδειγμα, μειώσετε την αδιαφάνεια των στοιχείων του προσκηνίου σε alpha = 40%, το χρώμα του υποκείμενου επιπέδου θα γίνει ορατό με αδιαφάνεια 60% στις περιοχές όπου τα δύο επίπεδα επικαλύπτονται. Το αποτέλεσμα του εφέ ανάμειξης χρωμάτων θα δημιουργήσει στον θεατή την ψευδαίσθηση ενός εντελώς νέου χρώματος. Στην περίπτωσή μας, το εφέ ανάμειξης χρωμάτων του μαύρου χρώματος της πηγής με αδιαφάνεια 40% σε συνδυασμό με το λευκόη εικόνα φόντου δημιουργεί την ψευδαίσθηση ενός γκρίζου ορθογωνίου.

Δύο μαύρα ορθογώνια σχήματα σε λευκό φόντο. Το ορθογώνιο στα αριστερά έχει την τιμή alpha = 100 %. Το ορθογώνιο στα δεξιά έχει την τιμή alpha = 40 %. Το εφέ ανάμειξης μεταξύ του μαύρου ορθογωνίου και του λευκού επιπέδου φόντου δημιουργεί την ψευδαίσθηση του γκρι.

Δύο μαύρα ορθογώνια σχήματα σε λευκό φόντο. Το ορθογώνιο στα αριστερά έχει την τιμή alpha = 100 %. Το ορθογώνιο στα δεξιά έχει την τιμή alpha = 40 %.

Το εφέ ανάμειξης μεταξύ του μαύρου ορθογωνίου και του λευκού επιπέδου φόντου δημιουργεί την ψευδαίσθηση του γκρι.

Τα κανάλια άλφα μπορούν να ληφθούν και να εξαχθούν με τρεις διαφορετικούς τρόπους:

1. Ως εξωτερικό ή ξεχωριστό κανάλι άλφα

2. Ως ολοκληρωμένο (προπολλαπλασιασμένο) άλφα

3. Ως άμεσο άλφα

1. Εξωτερικός ή ξεχωριστός άλφα

Κατά την αποθήκευση ενός αρχείου με τη μορφή εξωτερικού καναλιού άλφα, οι πληροφορίες διαφάνειας αποθηκεύονται ως ξεχωριστό αρχείο. Πρόκειται για ένα αρχείο σε κλίμακα του γκρι, το οποίο πρέπει να ερμηνευτεί ως κανάλι διαφάνειας κατά το άνοιγμα. Για την προβολή μιας εικόνας με εξωτερικό κανάλι άλφα, πρέπει να εισαχθούν τόσο το αρχείο εικόνας όσο και το αρχείο του καναλιού άλφα και να καθοριστεί η σωστή διαφάνεια του αρχείου με τη χρήση του renderingΗ διαδικασία αυτή ονομάζεται επίσης ερμηνεία του καναλιού άλφα.

2. Ολοκληρωμένο (προπολλαπλασιασμένο) Alpha

Με το ενσωματωμένο κανάλι άλφα (premultiplied alpha), οι πληροφορίες διαφάνειας αποθηκεύονται σε ένα ξεχωριστό κανάλι, όπως και με το άμεσο κανάλι άλφα. Η κύρια διαφορά στο άμεσο κανάλι άλφα είναι ότι οι χρωματικές τιμές της εικόνας αναμειγνύονται με ένα χρώμα φόντου. Το πόσο από το αρχικό χρώμα ενός εικονοστοιχείου χρησιμοποιείται εξαρτάται από την αδιαφάνεια του. Τα ημιδιαφανή εικονοστοιχεία, για παράδειγμα, αποθηκεύονται με 50%μαύρο και 50% χρώμα φόντου. Αυτή η ενσωμάτωση του καναλιού άλφα στα χρωματικά κανάλια δεν γίνεται αντί, αλλά επιπλέον της αποθήκευσης του καναλιού άλφα. Αυτό επιτρέπει τη σωστή εμφάνιση της εικόνας ακόμη και σε εφαρμογές που δεν υποστηρίζουν κανάλι άλφα.

3. Straight ή Integrated Alpha

Στα αρχεία που περιέχουν το κανάλι άλφα ως το λεγόμενο άμεσο κανάλι άλφα (straight alpha), η πληροφορία της διαφάνειας αποθηκεύεται σε ξεχωριστό κανάλι, εκτός από τα χρωματικά κανάλια. Ένα εικονοστοιχείο μέσα στο αρχείο αποθηκεύεται όχι μόνο με τρεις τιμές (R, G, B) αλλά με τέσσερις τιμές: (R, G, B, α). Για παράδειγμα, ένα σκούρο μπλε εικονοστοιχείο που εμφανίζεται με πλήρη αδιαφάνεια θα αποθηκευτεί με τις τιμές (0, 0, 170,255) σε βάθος χρώματος 8 bits. Το άμεσο κανάλι άλφα δεν αλλάζει τις πληροφορίες του χρωματικού καναλιού της εικόνας.

Το δυαδικό κανάλι Alpha

Ένα δυαδικό κανάλι άλφα είναι ένα ελάχιστο κανάλι άλφα που χρησιμοποιεί μόνο 1 bit και μπορεί να υποδεικνύει μόνο αν ένα εικονοστοιχείο εικόνας είναι είτε πλήρως διαφανές είτε αδιαφανές.

Σε σύγκριση με τη χρήση ενός δυαδικού καναλιού άλφα, ένα χρώμα μιας εικόνας μπορεί επίσης να οριστεί ως διαφανές. Αυτός ο τύπος διαφάνειας χρησιμοποιείται στο Graphics Interchange Format (GIF), το οποίο επιτρέπει τη χρήση μιας απόχρωσης λιγότερης για την απόδοση. Ωστόσο, δεν πρόκειται για κανάλι άλφα με την τεχνική έννοια, καθώς οι πληροφορίες διαφάνειας δεν αποθηκεύονται ξεχωριστά για κάθε εικονοστοιχείο.

Δείτε επίσης: Τα αγαπημένα μας μουσικά βίντεο κινουμένων σχεδίων όλων των εποχών

Το Alpha ως εργαλείο κάλυψης και επιλογής

Τα κανάλια άλφα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μάσκες στρώσεων και εργαλεία επιλογής σε διάφορα προγράμματα επεξεργασίας εικόνας. Οι επιλογές μπορούν επίσης να αποθηκευτούν στην εικόνα της μάσκας για μεταγενέστερη χρήση. Στο Photoshop, δημιουργούνται προσωρινά κανάλια άλφα όταν μια στρώση καλύπτεται με μάσκα. Η τρέχουσα επιλογή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την περικοπή μιας εικόνας. Αυτό γίνεται συχνά με την αντιγραφή ενός υπάρχοντος χρωματικού καναλιού σε ένα κανάλι άλφα, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να επεξεργαστεί γρήγοραχρησιμοποιώντας τις λειτουργίες επεξεργασίας εικόνας (καμπύλες, αντιθέσεις, πινέλα κ.λπ.).

Η περικοπή εικόνας μέσω του καναλιού άλφα είναι μια τεχνική μάσκας που διαιρεί μια επιλεγμένη περιοχή ενός θέματος σε μαύρα, λευκά και εικονοστοιχεία κλίμακας του γκρι. Το λευκό σχετίζεται με τα επιλεγμένα εικονοστοιχεία, το μαύρο με τις μη επιλεγμένες περιοχές και η διαφορετική κλίμακα του γκρι σχετίζεται εν μέρει με τις επιλεγμένες και μη επιλεγμένες περιοχές.




Rick Davis
Rick Davis
Ο Rick Davis είναι έμπειρος γραφίστας και εικαστικός με πάνω από 10 χρόνια εμπειρίας στον κλάδο. Έχει συνεργαστεί με διάφορους πελάτες, από μικρές νεοφυείς επιχειρήσεις έως μεγάλες εταιρείες, βοηθώντας τους να επιτύχουν τους σχεδιαστικούς τους στόχους και να ανυψώσουν το brand τους μέσω αποτελεσματικών και εντυπωσιακών γραφικών.Απόφοιτος της Σχολής Εικαστικών Τεχνών της Νέας Υόρκης, ο Rick είναι παθιασμένος με την εξερεύνηση νέων τάσεων και τεχνολογιών σχεδιασμού και συνεχώς υπερβαίνοντας τα όρια του δυνατού στον τομέα. Έχει βαθιά εξειδίκευση στο λογισμικό γραφιστικής και είναι πάντα πρόθυμος να μοιραστεί τις γνώσεις και τις γνώσεις του με άλλους.Εκτός από τη δουλειά του ως σχεδιαστής, ο Rick είναι επίσης αφοσιωμένος blogger και είναι αφοσιωμένος στην κάλυψη των τελευταίων τάσεων και εξελίξεων στον κόσμο του λογισμικού γραφιστικής. Πιστεύει ότι η ανταλλαγή πληροφοριών και ιδεών είναι το κλειδί για την ενίσχυση μιας ισχυρής και ζωντανής κοινότητας σχεδιασμού και είναι πάντα πρόθυμος να συνδεθεί με άλλους σχεδιαστές και δημιουργικούς στο διαδίκτυο.Είτε σχεδιάζει ένα νέο λογότυπο για έναν πελάτη, είτε πειραματίζεται με τα πιο πρόσφατα εργαλεία και τεχνικές στο στούντιό του είτε γράφει ενημερωτικές και συναρπαστικές αναρτήσεις ιστολογίου, ο Rick δεσμεύεται πάντα να προσφέρει την καλύτερη δυνατή δουλειά και να βοηθά άλλους να επιτύχουν τους σχεδιαστικούς τους στόχους.