¿Qué es un canal alfa? Cómo funciona la transparencia en las imágenes

Cada píxel de una imagen normal se describe con tres números: cuánto rojo, verde y azul contiene. Eso basta para decir de qué color es el píxel, pero no si se puede ver a través de él. El canal alfa es un cuarto número por píxel que hace justo eso: guarda la opacidad, de totalmente transparente a totalmente opaco.

Cuando se habla de "un PNG con fondo transparente", se habla de una imagen con canal alfa en la que los píxeles del fondo tienen un alfa de cero. Esta guía explica cómo funciona ese número, las dos formas en que el software lo guarda, por qué fallan los bordes y cómo comprobar qué contiene de verdad un archivo.

RGBA: cuatro canales por píxel

MDN define el canal alfa de forma sencilla: los colores se componen de canales (rojo, verde y azul), y para describir un color "a través del cual se puede ver el fondo en cierta medida" se añade un cuarto canal. Una imagen con los cuatro se llama RGBA.

El valor puede escribirse de varias formas, y todas significan lo mismo:

La especificación de PNG lo dice con precisión: un valor alfa de cero es transparencia total, el valor máximo para la profundidad de bits es opacidad total, y los valores intermedios son píxeles parcialmente transparentes "que pueden componerse sobre una imagen de fondo".

Esos valores intermedios son lo importante. Un buen recorte no es solo "sujeto opaco, fondo transparente". Los píxeles del borde, sobre todo en el pelo humano, el pelo de animales, los tejidos, el cristal y el desenfoque de movimiento, son parcialmente transparentes, y eso es lo que hace que el sujeto se vea natural sobre un fondo nuevo en lugar de parecer recortado con tijeras.

Cómo se dibuja un píxel transparente

Cuando una aplicación coloca tu imagen encima de otra cosa, mezcla cada píxel con lo que hay detrás. La especificación Compositing and Blending del W3C da la fórmula básica:

result = Cs x as + Cb x ab x (1 - as)

Cs, as = color and alpha of your image (the source)
Cb, ab = color and alpha of what is behind it (the backdrop)

En el caso habitual de un fondo opaco, eso se convierte en una media ponderada. Un píxel con alfa 0,3 aporta el 30% de su propio color y deja pasar el 70% del fondo.

Alfa directo y alfa premultiplicado

Hay dos formas de guardar el color de un píxel parcialmente transparente, y confundirlas es una fuente clásica de bordes oscuros o claros.

El alfa directo (también llamado no asociado o no premultiplicado) guarda el color como si el píxel fuera totalmente opaco y guarda la opacidad por separado. Un píxel rojo puro semitransparente se guarda como rojo 255, verde 0, azul 0, alfa 128.

El alfa premultiplicado (también llamado asociado) guarda el color ya multiplicado por el alfa. El mismo píxel se guarda como rojo 128, verde 0, azul 0, alfa 128. Como dice la especificación de PNG, una imagen así "ya está compuesta sobre un fondo negro".

Cuál usa un archivo depende del formato y del software:

• PNG siempre usa alfa directo. La especificación lo dice de forma explícita y señala que así un editor puede cambiar fácilmente la transparencia de una imagen.
• Los pipelines gráficos, los motores de videojuegos y las herramientas de composición de vídeo suelen trabajar internamente con alfa premultiplicado, porque los cálculos de mezcla son más sencillos y el filtrado se comporta mejor.

Los problemas empiezan cuando un programa escribe valores premultiplicados y otro los lee como directos. Los colores de los bordes salen demasiado oscuros y aparece un fino contorno negro. Al revés, los bordes salen demasiado claros. Si ves un borde oscuro constante en todos los recortes de una misma herramienta, lo primero que hay que sospechar es un desajuste de premultiplicación.

Por qué los recortes tienen halos

Un halo es un borde visible alrededor del sujeto que no le pertenece. Hay cuatro causas habituales, y cada una tiene su propia solución.

1. El fondo antiguo está metido en los píxeles del borde

Una cámara nunca capta un límite limpio. Un mechón de pelo delante de un seto verde produce píxeles que son en parte pelo y en parte seto. Si el recorte conserva los colores originales de esos píxeles y solo los hace semitransparentes, el verde sigue mezclado. Sobre blanco, el sujeto tiene ahora un leve brillo verde.

La solución es la descontaminación de color: estimar el verdadero color de primer plano de cada píxel del borde y escribir ese color en su lugar. Photoshop lo llama Descontaminar colores en el espacio de trabajo Seleccionar y aplicar máscara, y la biblioteca de código abierto rembg tiene una opción decontaminate que hace lo mismo. Cambia los colores del borde, nunca la forma de la máscara.

2. La máscara es demasiado dura

Si la máscara solo tiene píxeles totalmente opacos y totalmente transparentes, los bordes se ven dentados, y cualquier suavizado de la foto original deja una línea de un píxel del color del fondo alrededor del sujeto. Los sujetos suaves como el pelo necesitan una máscara suave con valores intermedios reales.

3. Colores ocultos en los píxeles transparentes

Un píxel con alfa cero sigue teniendo valores de rojo, verde y azul en un archivo con alfa directo. No los ves, pero al redimensionar o desenfocar una imagen se mezclan los píxeles vecinos, y si esos colores ocultos son blancos o negros se filtran en el borde visible. Las buenas bibliotecas de imagen lo evitan premultiplicando antes de redimensionar y volviendo a convertir después.

4. La imagen se aplanó sobre un color

Los GIF y los PNG de paleta a menudo solo admiten transparencia de sí o no, así que las herramientas suavizan el borde contra un color mate, normalmente blanco, antes de guardar. Esa imagen se ve bien sobre blanco y muestra un halo blanco sobre cualquier color más oscuro. Si tu recorte va a ir sobre fondos oscuros, expórtalo con alfa completo.

Máscaras, mates y alfa: el vocabulario

Estas palabras se solapan y se usan con poca precisión. Así se suelen entender:

• Canal alfa: los valores de opacidad guardados dentro de un archivo de imagen, uno por píxel.
• Máscara: una imagen en escala de grises que controla qué partes de otra imagen son visibles. En las máscaras de capa de Photoshop, el blanco muestra y el negro oculta, y los grises son parcialmente visibles. Una máscara se puede editar sin tocar los píxeles originales, por eso los profesionales quitan los fondos con máscaras y no borrando.
• Mate: el término de cine y composición para la misma idea, una imagen en escala de grises que define lo que se conserva. El "matting" es el problema de calcular mates suaves y precisos para bordes difíciles como el pelo.
• Trimapa: un mapa aproximado de tres zonas (primer plano seguro, fondo seguro, dudoso) que algunos algoritmos de matting usan como punto de partida.
• Máscara binaria o dura: solo blanco y negro, sin grises. Sirve para cajas y logotipos, y va mal con el pelo.
• Recorte: el resultado final, los colores del sujeto más un canal alfa.

Una máscara y un canal alfa contienen la misma información. Muchas herramientas te permiten exportar cualquiera de los dos: un PNG transparente con el alfa incluido, o una imagen de máscara en blanco y negro aparte que puedes aplicar tú en un editor o una herramienta de vídeo.

Qué formatos pueden guardar alfa

Para una comparación completa de estos formatos, consulta PNG vs JPEG vs WebP.

Cómo comprobar si una imagen tiene transparencia

Que un archivo termine en .png no demuestra que sea transparente. Muchos PNG son totalmente opacos, y algunas imágenes "transparentes" que se encuentran en internet son JPEG con un tablero de ajedrez gris y blanco pintado en los píxeles. Estas son formas fiables de comprobarlo.

A simple vista

Coloca la imagen sobre un fondo oscuro y sobre uno claro, por ejemplo en una diapositiva o una herramienta de diseño. Un recorte de verdad muestra el color del fondo alrededor del sujeto en los dos casos. Si sigues viendo un tablero de ajedrez, forma parte de la imagen, no es transparencia.

Con ImageMagick

# Does the file have an alpha channel at all?
identify -format "%A\n" photo.png

# Is it fully opaque anyway? (true means no visible transparency)
identify -format "%[opaque]\n" photo.png

%A informa del canal de transparencia (la palabra exacta que muestra cambia entre ImageMagick 6 y 7), y %[opaque] calcula si todos los píxeles son totalmente opacos. Lo que quieres es un canal alfa y false.

Con Python y Pillow

from PIL import Image

im = Image.open("photo.png")
print(im.mode)                    # RGBA or LA means an alpha channel
print(im.has_transparency_data)   # True if the file carries any transparency info

if "A" in im.getbands():
    lo, hi = im.getchannel("A").getextrema()
    print("alpha range:", lo, hi)  # lo == 255 means nothing is transparent

La comprobación de los extremos detecta el caso habitual de un archivo RGBA en el que todos los píxeles son opacos.

Cuando la plataforma ignora el alfa

Algunos sitios eliminan o ignoran la transparencia. Etsy dice que no admite PNG transparentes y que las zonas transparentes pueden verse negras, y marketplaces como Amazon y Walmart quieren de todos modos las imágenes principales sobre blanco puro. En esos casos, aplana tú el recorte sobre el color de fondo para controlar el resultado. En tu propia web, en diapositivas y en herramientas de diseño, conserva el alfa.

Conseguir un canal alfa limpio rápidamente

Si necesitas recortes con bordes suaves en lugar de máscaras duras, removebackground.dev genera archivos PNG o WebP transparentes con canal alfa completo, y su API también puede devolver la máscara en escala de grises por separado.