RGB值的加色混合算法
我正在寻找一种算法来为RGB值进行加色混合。
是否将RGB值一起添加到最大值为256？
(r1, g1, b1) + (r2, g2, b2) =
(min(r1+r2, 256), min(g1+g2, 256), min(b1+b2, 256))
13 个答案:
答案 0 :(得分：77)
要使用Alpha通道进行混合，您可以使用以下公式：
r = new Color();
r.A = 1 - (1 - fg.A) * (1 - bg.A);
if (r.A < 1.0e-6) return r; // Fully transparent -- R,G,B not important
r.R = fg.R * fg.A / r.A + bg.R * bg.A * (1 - fg.A) / r.A;
r.G = fg.G * fg.A / r.A + bg.G * bg.A * (1 - fg.A) / r.A;
r.B = fg.B * fg.A / r.A + bg.B * bg.A * (1 - fg.A) / r.A;
fg是油漆颜色。 bg是背景。 r是生成的颜色。 1.0e-6只是一个非常小的数字，以弥补舍入错误。
注意：此处使用的所有变量都在[0.0,1.0]范围内。如果要使用[0,255]范围内的值，则必须除以255。
例如，50％绿色之上的50％红色：
// background, 50% green
var bg = new Color { R = 0.00, G = 1.00, B = 0.00, A = 0.50 };
// paint, 50% red
var fg = new Color { R = 1.00, G = 0.00, B = 0.00, A = 0.50 };
// The result
var r = new Color();
r.A = 1 - (1 - fg.A) * (1 - bg.A); // 0.75
r.R = fg.R * fg.A / r.A + bg.R * bg.A * (1 - fg.A) / r.A; // 0.67
r.G = fg.G * fg.A / r.A + bg.G * bg.A * (1 - fg.A) / r.A; // 0.33
r.B = fg.B * fg.A / r.A + bg.B * bg.A * (1 - fg.A) / r.A; // 0.00
产生的颜色为：(0.67, 0.33, 0.00, 0.75)或75％棕色（或深橙色）。
您也可以撤消这些公式：
var bg = new Color();
if (1 - fg.A <= 1.0e-6) return null; // No result -- 'fg' is fully opaque
if (r.A - fg.A < -1.0e-6) return null; // No result -- 'fg' can't make the result more transparent
if (r.A - fg.A < 1.0e-6) return bg; // Fully transparent -- R,G,B not important
bg.A = 1 - (1 - r.A) / (1 - fg.A);
bg.R = (r.R * r.A - fg.R * fg.A) / (bg.A * (1 - fg.A));
bg.G = (r.G * r.A - fg.G * fg.A) / (bg.A * (1 - fg.A));
bg.B = (r.B * r.A - fg.B * fg.A) / (bg.A * (1 - fg.A));
或
var fg = new Color();
if (1 - bg.A <= 1.0e-6) return null; // No result -- 'bg' is fully opaque
if (r.A - bg.A < -1.0e-6) return null; // No result -- 'bg' can't make the result more transparent
if (r.A - bg.A < 1.0e-6) return bg; // Fully transparent -- R,G,B not important
fg.A = 1 - (1 - r.A) / (1 - bg.A);
fg.R = (r.R * r.A - bg.R * bg.A * (1 - fg.A)) / fg.A;
fg.G = (r.G * r.A - bg.G * bg.A * (1 - fg.A)) / fg.A;
fg.B = (r.B * r.A - bg.B * bg.A * (1 - fg.A)) / fg.A;
公式将计算背景或油漆颜色必须产生给定的最终颜色。
如果您的背景不透明，结果也会不透明。然后，前景色可以采用具有不同α值的一系列值。对于每个通道（红色，绿色和蓝色），您必须检查哪个alpha范围会产生有效值（0 - 1）。
答案 1 :(得分：55)
这取决于你想要什么，它可以帮助看看不同方法的结果。
如果你想要
Red + Black = Red Red + Green = Yellow Red + Green + Blue = White Red + White = White Black + White = White
然后添加一个钳位工作（例如min(r1 + r2, 255)）这更像你提到的灯光模型。
如果你想要
Red + Black = Dark Red Red + Green = Dark Yellow Red + Green + Blue = Dark Gray Red + White = Pink Black + White = Gray
然后你需要对这些值进行平均（例如(r1 + r2) / 2）这样可以更好地用于增亮/变暗颜色和创建渐变。
答案 2 :(得分：46)
有趣的事实：计算机RGB值来自光子通量的平方根。因此，作为一般功能，您的数学应考虑到这一点。给定通道的一般功能是：
blendColorValue(a, b, t)
return sqrt((1 - t) * a^2 + t * b^2)
其中a和b是要混合的颜色，t是0-1之间的数字，表示a和b之间所需混合中的点。
alpha通道不同;它并不代表光子强度，只是应该显示的背景百分比;所以当混合alpha值时，线性平均值就足够了：
blendAlphaValue(a, b, t)
return (1-t)*a + t*b;
所以，为了处理混合两种颜色，使用这两个函数，下面的伪代码对你有好处：
blendColors(c1, c2, t)
ret
[r, g, b].each n ->
ret[n] = blendColorValue(c1[n], c2[n], t)
ret.alpha = blendAlphaValue(c1.alpha, c2.alpha, t)
return ret
顺便说一句，我渴望一种编程语言和键盘，它们都允许干净地表示数学（或更多）（组合上线unicode字符不适用于上标，符号和大量其他字符）和正确地解释它。 sqrt（（1-t）* pow（a，2）+ t * pow（b，2））只是看起来不干净。
答案 3 :(得分：8)
几点：
- 我想你想用min而不是max
- 我想你想用255而不是256
这将给出：
（r1，g1，b1）+（r2，g2，b2）=（min（r1 + r2,255），min（g1 + g2,255），min（b1 + b2,255））
然而，混合颜色的“自然”方式是使用平均值，然后你不需要min：
（r1，g1，b1）+（r2，g2，b2）=（（r1 + r2）/ 2，（g1 + g2）/ 2，（b1 + b2）/ 2）
答案 4 :(得分：6)
Javascript函数混合rgba颜色
c1，c2和结果 - JSON就像 c1 = {r：0.5，g：1，b：0，a：0.33}
var rgbaSum = function(c1, c2){
var a = c1.a + c2.a*(1-c1.a);
return {
r: (c1.r * c1.a + c2.r * c2.a * (1 - c1.a)) / a,
g: (c1.g * c1.a + c2.g * c2.a * (1 - c1.a)) / a,
b: (c1.b * c1.a + c2.b * c2.a * (1 - c1.a)) / a,
a: a
}
}
答案 5 :(得分：4)
PYTHON 颜色 混合 通过 添加 IN CMYK 空格
一种可行的方法是首先将颜色转换为CMYK格式，然后将其添加到那里，然后重新转换为RGB。
以下是Python中的示例代码：
rgb_scale = 255
cmyk_scale = 100
def rgb_to_cmyk(self,r,g,b):
if (r == 0) and (g == 0) and (b == 0):
# black
return 0, 0, 0, cmyk_scale
# rgb [0,255] -> cmy [0,1]
c = 1 - r / float(rgb_scale)
m = 1 - g / float(rgb_scale)
y = 1 - b / float(rgb_scale)
# extract out k [0,1]
min_cmy = min(c, m, y)
c = (c - min_cmy)
m = (m - min_cmy)
y = (y - min_cmy)
k = min_cmy
# rescale to the range [0,cmyk_scale]
return c*cmyk_scale, m*cmyk_scale, y*cmyk_scale, k*cmyk_scale
def cmyk_to_rgb(self,c,m,y,k):
"""
"""
r = rgb_scale*(1.0-(c+k)/float(cmyk_scale))
g = rgb_scale*(1.0-(m+k)/float(cmyk_scale))
b = rgb_scale*(1.0-(y+k)/float(cmyk_scale))
return r,g,b
def ink_add_for_rgb(self,list_of_colours):
"""input: list of rgb, opacity (r,g,b,o) colours to be added, o acts as weights.
output (r,g,b)
"""
C = 0
M = 0
Y = 0
K = 0
for (r,g,b,o) in list_of_colours:
c,m,y,k = rgb_to_cmyk(r, g, b)
C+= o*c
M+=o*m
Y+=o*y
K+=o*k
return cmyk_to_rgb(C, M, Y, K)
然后你问题的结果是（假设你的两种颜色混合了一半：
r_mix, g_mix, b_mix = ink_add_for_rgb([(r1,g1,b1,0.5),(r2,g2,b2,0.5)])
其中0.5表示我们将50％的第一种颜色与50％的第二种颜色混合。
答案 6 :(得分：3)
是的，就这么简单。另一个选择是找到平均值（用于创建渐变）。
这实际上取决于你想要达到的效果。
然而，当添加Alpha时，它变得复杂。使用alpha进行混合有许多不同的方法。
简单alpha混合的一个例子： http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_compositing#Alpha_blending
答案 7 :(得分：3)
在这里找到Fordi和Markus Jarderot在一个python函数中建议的混合方法，该函数逐渐在两种颜色A和B之间进行混合或混合。
“混合”模式可用于在两种颜色之间进行插值。如果将一种半透明颜色绘制在另一种（可能是半透明的）颜色之上，则“混合”模式（带有t=0）可用于计算结果颜色。 gamma校正会产生更好的结果，因为它考虑到了物理光强度和（人类）感知到的亮度是非线性相关的事实。
import numpy as np
def mix_colors_rgba(color_a, color_b, mode="mix", t=None, gamma=2.2):
"""
Mix two colors color_a and color_b.
Arguments:
color_a: Real-valued 4-tuple. Foreground color in "blend" mode.
color_b: Real-valued 4-tuple. Background color in "blend" mode.
mode: "mix": Interpolate between two colors.
"blend": Blend two translucent colors.
t: Mixing threshold.
gamma: Parameter to control the gamma correction.
Returns:
rgba: A 4-tuple with the result color.
To reproduce Markus Jarderot's solution:
mix_colors_rgba(a, b, mode="blend", t=0, gamma=1.)
To reproduce Fordi's solution:
mix_colors_rgba(a, b, mode="mix", t=t, gamma=2.)
To compute the RGB color of a translucent color on white background:
mix_colors_rgba(a, [1,1,1,1], mode="blend", t=0, gamma=None)
"""
assert(mode in ("mix", "blend"))
assert(gamma is None or gamma>0)
t = t if t is not None else (0.5 if mode=="mix" else 0.)
t = max(0,min(t,1))
color_a = np.asarray(color_a)
color_b = np.asarray(color_b)
if mode=="mix" and gamma in (1., None):
r, g, b, a = (1-t)*color_a + t*color_b
elif mode=="mix" and gamma > 0:
r,g,b,_ = np.power((1-t)*color_a**gamma + t*color_b**gamma, 1/gamma)
a = (1-t)*color_a[-1] + t*color_b[-1]
elif mode=="blend":
alpha_a = color_a[-1]*(1-t)
a = 1 - (1-alpha_a) * (1-color_b[-1])
s = color_b[-1]*(1-alpha_a)/a
if gamma in (1., None):
r, g, b, _ = (1-s)*color_a + s*color_b
elif gamma > 0:
r, g, b, _ = np.power((1-s)*color_a**gamma + s*color_b**gamma,
1/gamma)
return tuple(np.clip([r,g,b,a], 0, 1))
请参见下文如何使用它。在“混合”模式下，左右颜色完全匹配color_a和color_b。在“混合”模式下，t=0处的左侧颜色是将color_a混合到color_b（和白色背景）上时产生的颜色。在此示例中，color_a变得越来越半透明，直到到达color_b为止。
请注意，如果alpha值为1.0，则混合和混合是等效的。
为完整起见，请使用此处的代码重现以上图表。
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl
def plot(pal, ax, title):
n = len(pal)
ax.imshow(np.tile(np.arange(n), [int(n*0.20),1]),
cmap=mpl.colors.ListedColormap(list(pal)),
interpolation="nearest", aspect="auto")
ax.set_xticks([])
ax.set_yticks([])
ax.set_xticklabels([])
ax.set_yticklabels([])
ax.set_title(title)
_, (ax1, ax2, ax3, ax4) = plt.subplots(nrows=4,ncols=1)
n = 101
ts = np.linspace(0,1,n)
color_a = [1.0,0.0,0.0,0.7] # transparent red
color_b = [0.0,0.0,1.0,0.8] # transparent blue
plot([mix_colors_rgba(color_a, color_b, t=t, mode="mix", gamma=None)
for t in ts], ax=ax1, title="Linear mixing")
plot([mix_colors_rgba(color_a, color_b, t=t, mode="mix", gamma=2.2)
for t in ts], ax=ax2, title="Non-linear mixing (gamma=2.2)")
plot([mix_colors_rgba(color_a, color_b, t=t, mode="blend", gamma=None)
for t in ts], ax=ax3, title="Linear blending")
plot([mix_colors_rgba(color_a, color_b, t=t, mode="blend", gamma=2.2)
for t in ts], ax=ax4, title="Non-linear blending (gamma=2.2)")
plt.tight_layout()
plt.show()
Formulas:
Linear mixing (gamma=1):
r,g,b,a: (1-t)*x + t*y
Non-linear mixing (gama≠1):
r,g,b: pow((1-t)*x**gamma + t*y**gamma, 1/gamma)
a: (1-t)*x + t*y
Blending (gamma=1):
a: 1-(1-(1-t)*x)*(1-y)
s: alpha_b*(1-alpha_a)*a
r,g,b: (1-s)*x + s*y
Blending (gamma≠1):
a: 1-(1-(1-t)*x)*(1-y)
s: alpha_b*(1-alpha_a)/a
r,g,b: pow((1-s)*x**gamma + s*y**gamma, 1/gamma)
最后，here是有关伽玛校正的有用读物。
答案 8 :(得分：1)
使用C ++编写/使用过@Markus Jarderot的sRGB混合答案（由于这是默认的传统，因此未进行伽玛校正）
//same as Markus Jarderot's answer
float red, green, blue;
alpha = (1.0 - (1.0 - back.alpha)*(1.0 - front.alpha));
red = (front.red * front.alpha / alpha + back.red * back.alpha * (1.0 - front.alpha));
green = (front.green * front.alpha / alpha + back.green * back.alpha * (1.0 - front.alpha));
blue = (front.blue * front.alpha / alpha + back.blue * back.alpha * (1.0 - front.alpha));
//faster but equal output
alpha = (1.0 - (1.0 - back.alpha)*(1.0 - front.alpha));
red = (back.red * (1.0 - front.alpha) + front.red * front.alpha);
green = (back.green * (1.0 - front.alpha) + front.green * front.alpha);
blue = (back.blue * (1.0 - front.alpha) + front.blue * front.alpha);
//even faster but only works when all values are in range 0 to 255
int red, green, blue;
alpha = (255 - (255 - back.alpha)*(255 - front.alpha));
red = (back.red * (255 - front.alpha) + front.red * front.alpha) / 255;
green = (back.green * (255 - front.alpha) + front.green * front.alpha) / 255;
blue = (back.blue * (255 - front.alpha) + front.blue * front.alpha) / 255;
答案 9 :(得分：1)
当我来到这里时，没有找到我真正想要的“加色混合”算法，该算法也可以在Photoshop中使用，并且在{{3}上被描述为“屏幕” }。 （又称“变亮”或“求逆”。）产生的结果类似于两个光源的组合。
在“屏幕混合”模式下，两层像素的值被反转，相乘然后再次反转。这产生相反的乘积效果。结果是更明亮的画面。
这里是：
// (rgb values are 0-255)
function screen(color1, color2) {
var r = Math.round((1 - (1 - color1.R / 255) * (1 - color2.R / 255)) * 255);
var g = Math.round((1 - (1 - color1.G / 255) * (1 - color2.G / 255)) * 255);
var b = Math.round((1 - (1 - color1.B / 255) * (1 - color2.B / 255)) * 255);
return new Color(r, g, b);
}
答案 10 :(得分：1)
我正在研究类似的问题，并在这里结束，但最后不得不编写自己的实现。我想基本上将新的前景色“覆盖”在现有的背景色上。 （并且没有使用诸如t这样的任意中点。我相信我的实现仍然是“可加的”。）这似乎在我的所有测试用例中都非常清晰地融合在一起。
在这里，new_argb只是将int转换为具有4个unsigned char的结构，所以我可以减少移位量。
int blend_argb(int foreground, int background)
{
t_argb fg;
t_argb bg;
t_argb blend;
double ratio;
fg = new_argb(foreground);
bg = new_argb(background);
// If background is transparent,
// use foreground color as-is and vice versa.
if (bg.a == 255)
return (foreground);
if (fg.a == 255)
return (background);
// If the background is fully opaque,
// ignore the foreground alpha. (Or the color will be darker.)
// Otherwise alpha is additive.
blend.a = ((bg.a == 0) ? 0 : (bg.a + fg.a));
// When foreground alpha == 0, totally covers background color.
ratio = fg.a / 255.0;
blend.r = (fg.r * (1 - ratio)) + (bg.r * ratio);
blend.g = (fg.g * (1 - ratio)) + (bg.g * ratio);
blend.b = (fg.b * (1 - ratio)) + (bg.b * ratio);
return (blend.a << 24 | blend.r << 16 | blend.g << 8 | blend.b);
}
对于上下文，在我的环境中，我正在将颜色int写入一维像素数组，该数组以0字节初始化，并增加alpha值会使像素趋向于黑色。 （{0 0 0 0将是不透明的黑色，255 255 255 255将是透明的白色，也就是黑色。）
答案 11 :(得分：0)
这是一个高度优化的独立c ++类公共域，具有浮点和两种不同优化的功能和宏格式8位混合机制，以及对手头问题和如何进行技术讨论，以及优化这个问题的重要性：
答案 12 :(得分：0)
谢谢Markus Jarderot，Andras Zoltan和hkurabko；这是用于混合RGB图像列表的Python代码。
使用Markus Jarderot的代码可以生成RGBA颜色，然后我使用Andras Zoltan and hkurabko's方法将RGBA转换为RGB。
谢谢！
import numpy as np
def Blend2Color(C1,C2):
c1,c1a=C1
c2,c2a=C2
A = 1 - (1 - c1a) * (1 - c2a);
if (A < 1.0e-6):
return (0,0,0) #Fully transparent -- R,G,B not important
Result=(np.array(c1)*c1a+np.array(c2)*c2a*(1-c1a))/A
return Result,A
def RGBA2RGB(RGBA,BackGround=(1,1,1)):# whilt background
A=RGBA[-1]
RGB=np.add(np.multiply(np.array(RGBA[:-1]),A),
np.multiply(np.array(BackGround),1-A))
return RGB
def BlendRGBList(Clist,AlphaList=None,NFloat=2,ReturnRGB=True,
RGB_BackGround=(1,1,1)):
N=len(Clist)
if AlphaList==None:
ClistUse=Clist.copy()
else:
if len(AlphaList)==N:
AlphaListUse=np.multiply(AlphaList,10**NFloat).astype(int)
ClistUse=np.repeat(np.array(Clist), AlphaListUse, axis=0)
else:
raise('len of AlphaList must equal to len of Clist!')
while N!=1:
temp=ClistUse.copy()
ClistUse=[]
for C in temp[:-1]:
c1,a1=C
c2,a2=temp[-1]
ClistUse.append(Blend2Color(C1=(c1,a1*(1-1/N)),C2=(c2,a2*1/N)))
N=len(ClistUse)
Result=np.append(ClistUse[0][0],ClistUse[0][1])
if ReturnRGB:
Result=RGBA2RGB(Result,BackGround=RGB_BackGround)
return Result
测试
BlendRGBList([[(1,0,0),1],[(0,1,0),1]],ReturnRGB=True)
#array([0.75, 0.5 , 0.25])
BlendRGBList([[(1,0,0),1],[(0,1,0),1]],ReturnRGB=False)
#array([0.66666667, 0.33333333, 0. , 0.75 ])
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