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使用ImageMagick合成预乘图像

imagemagickpremultiplied-alpha
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我有两张图片。一张是没有透明度的背景图像。另一张是白色云朵。云朵图像的alpha与黑色混合过。当我把它们组合在一起时，白色云层中会有黑色，因此看起来是灰色而不是应该是白色。我的做法是：

convert -gravity Center bg.tga whitecloud.tga -composite comp.tga

有没有一种方法可以在ImageMagick中合成预乘图像，或者图像必须是非预乘的？我能否使用ImageMagick将预乘图像变为非预乘图像？
更新： 好的，这里有TGA格式的图片可供下载： http://acatysmoof.com/posting/problems/imagemagick/premultiplication/bg.tga http://acatysmoof.com/posting/problems/imagemagick/premultiplication/whitecloud.tga http://acatysmoof.com/posting/problems/imagemagick/premultiplication/aftereffects.tga http://acatysmoof.com/posting/problems/imagemagick/premultiplication/imagemagick.tga
并且按照相同的顺序作为JPG文件在您的浏览器中查看： https://istack.dev59.com/tssTs.webp https://istack.dev59.com/mrDvh.webp https://istack.dev59.com/SeOf0.webp https://istack.dev59.com/rHZ7a.webp 我尝试了提供的所有模式，但是没有一个可以创建与After Effects相同的结果。
5个回答
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如果您展示图片，将会更容易理解，但是请尝试在命令中添加-compose lighten在-composite之前，像这样：

convert a.tga b.tga -compose lighten -composite out.tga

基本上，这将使ImageMagick在每个点选择两个图像中较亮的像素。
如果这不起作用，请尝试其他混合模式。
for b in $(identify -list compose); do 
   convert -label "$b" bg.tga whitecloud.tga -compose $b -composite miff:- 
done | montage - -tile 5x out.png

enter image description here

我认为 Atop、Dissolve、SrcAtop 和 SrcOver 可能会对你有用，但请查看全尺寸并决定哪个最适合你的需求。

convert a.tga b.tga -compose Atop -composite out.tga
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不，但我非常感激你的努力。混合模式与预乘没有任何关系。在预乘之前，RGB不正确，没有任何混合模式可以解决这个问题。我进行了一些研究，发现Imagemagick和Graphicsmagick都不支持预乘alpha通道。这真的很令人恼火，因为大多数专业的2D和3D软件默认产生预乘图像。所有专业的合成软件包也都假定有预乘alpha通道，包括After Effects、Fusion、Nuke、Harmony等等。但Imagemagick并不提供这个功能。为什么呢？我会去问问他们的列表。 - whereisalext
好的，谢谢您的反馈。如果有一个可以执行/撤销预乘的公式，那么可以尝试在ImageMagick中使用-fx运算符或模块来实现它，所以如果您找到更多信息并愿意稍后添加注释或链接，可能可以解决这个问题。 - Mark Setchell
1

常规的 alpha 混合操作（Duff-Porter Over operator）执行以下操作：

output.rgb = src.rgb * src.a + (1-src.a) * dst.rgb

当 alpha 被预乘时，它只是意味着源的颜色已经是 src.rgb * src.a，所以你只需要添加 (1-src.a) * dst.rgb。

这在着色器中非常快。但在 ImageMagick 中似乎会变得混乱，因为似乎没有直接执行此操作的运算符。

然而，如果您将其分解为几个步骤，就可以计算出它：

# extract alpha channel from cloud
convert whitecloud.tga -auto-orient -alpha extract -colorspace gray alpha.png
# invert alpha channel
convert alpha.jpg -negate alpha-inv.png
# (1-cloud.a) * bg.rgb
composite -compose Multiply alpha-inv.png bg.tga bg-pre.png
# remove alpha channel to obtain cloud.rgb
convert whitecloud.tga -auto-orient -alpha off whitecloud-rgb.png
# cloud.rgb * cloud.a + (1-cloud.a) * bg.rgb
composite -compose plus whitecloud-rgb.png bg-pre.png output.png

以下是输出结果：

This is the output

供参考，这里有几张中间图像：

  • 云的 alpha 通道

The alpha channel of the cloud

  • 背景与云的alpha值的倒数相乘

Background multiplied with the inverse alpha of the cloud

将其分成几个步骤的好处在于，如果您的图像具有错误的 alpha 通道或其他问题，那么调试起来会更容易。
这仍然是个问题让人感到疯狂，但是有一个好的解决方案！ - whereisalext
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我知道你要求一个imagemagick的解决方案，但如果其他库也可以，libvips支持带有预乘alpha的porter-duff合成。

我为您的云图像制作了一个PNG文件（在浏览器中看起来会很奇怪，因为alpha是预乘的）：

enter image description here

然后运行：

$ vips composite2 bg.jpg white-cloud.png x.png over --premultiplied

制作：

enter image description here

我认为这与后期效果相匹配。

这里是合成运算符的文档：

https://www.libvips.org/API/current/libvips-conversion.html#vips-composite

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这里是一个可以实现你想要的功能的Imagemagick命令：

convert -gravity Center whitecloud.tga -fx "u/max(u.a, 1/255)" bg.tga +swap -composite -fx "u*u.a" comp.tga

这里发生了什么？

  1. -fx 命令 #1：将 whitecloud.tga 从预乘 alpha 转换为“正常”格式。max() 运算符是一种特殊情况，以避免除以零。
  2. +swap 命令：使 bg.tga 成为第一张图像，修订后的 whitecloud.tga 成为第二张图像。
  3. 合成这两个常规的、非预乘的图像。
  4. -fx 命令 #2：取得结果，并返回到预乘 alpha 格式。

这与 After Effects 完全相同。

请注意，如我所写，它仅适用于不透明的 bg.tga。你需要做一些额外的工作来处理透明背景图像。

我尝试了这个，但它产生了一个带有黑色背景的灰色云。bg.tga是不透明的，所以我不确定我是否漏掉了什么... - endavid
-1
如果你想要复制After Effects的效果，那么我认为在ImageMagick中你需要做以下操作 -- 使用云朵作为遮罩，将背景图像与白色图像合成：
convert bg.tga \( -clone 0 -fill white -colorize 100 \) whitecloud.tga -compose over -composite cloud_blue.tga

enter image description here

我已经发布了一个JPG结果，但我的.tga结果是相同的。

这个结果不正确。如果你看到在问题中发布的AfterEffects的结果，你会发现云朵比你的略微灰一些。你所描述的并不是他们想要的。我在我的答案中用数学方式描述了它。 - endavid
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