什麼是 alpha 通道？圖片透明是怎樣實現的

普通圖片中的每個畫素都由三個數字描述：它包含多少紅、綠、藍。這足以說明畫素是什麼顏色，卻說明不了能否透過它看到後面的東西。alpha 通道就是每個畫素的第四個數字，專門做這件事：它儲存不透明度，範圍從完全透明到完全不透明。

人們說“透明背景的 PNG”，指的是帶有 alpha 通道、且背景畫素的 alpha 為零的圖片。本指南解釋這個數字如何起作用、軟體儲存它的兩種方式、邊緣為什麼會出問題，以及如何檢查檔案裡到底有什麼。

RGBA：每個畫素四個通道

MDN 對 alpha 通道的定義很簡單：顏色由通道（紅、綠、藍）組成，要描述一種“在一定程度上可以透過它看到背景”的顏色，就要加上第四個通道。四個通道都有的圖片稱為 RGBA。

這個值有幾種寫法，含義都一樣：

PNG 規範說得很精確：alpha 值為零表示完全透明，該位深的最大值表示完全不透明，中間值則是“可以與背景影像合成”的半透明畫素。

這些中間值才是關鍵。好的去背不只是“主體不透明、背景透明”。邊緣上的畫素，尤其是頭髮、毛髮、織物、玻璃和運動模糊處的畫素，是部分透明的，正是它們讓主體放在新背景上看起來自然，而不像是用剪刀剪下來的。

透明畫素是怎樣繪製的

當應用把你的圖片疊放在其他內容上時，會把每個畫素和它後面的內容混合。W3C 的合成與混合規範給出了基本公式：

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)

在背景不透明這種常見情況下，它就變成一個加權平均。一個 alpha 為 0.3 的畫素貢獻 30% 自己的顏色，讓 70% 的背景透過來。

直通 alpha 與預乘 alpha

儲存半透明畫素的顏色有兩種方式，把它們搞混是出現深色或亮色邊緣的典型原因。

直通 alpha（也叫非關聯或非預乘 alpha）按畫素完全不透明時的樣子儲存顏色，並單獨儲存不透明度。一個半透明的純紅畫素儲存為紅 255、綠 0、藍 0、alpha 128。

預乘 alpha（也叫關聯 alpha）儲存的是已經乘以 alpha 的顏色。同一個畫素儲存為紅 128、綠 0、藍 0、alpha 128。用 PNG 規範的話說，這樣的影像“已經與黑色背景合成過了”。

檔案用哪一種，取決於格式和軟體：

• PNG 始終使用直通 alpha。規範明確這樣規定，並指出這讓編輯器可以輕鬆修改影像的透明度。
• 圖形管線、遊戲引擎和影片合成工具內部通常使用預乘 alpha，因為混合運算更簡單，濾波效果也更好。

當一個程式寫入預乘值、另一個程式卻按直通值讀取時，問題就來了。邊緣的顏色會過暗，形成一圈細細的黑邊。反過來則會讓邊緣過亮。如果某個工具輸出的每張去背都有一致的深色邊緣，首先要懷疑的就是預乘不匹配。

去背為什麼會有光暈

光暈是主體周圍一圈本不屬於它的可見邊緣。常見原因有四種，各有各的解決辦法。

1. 舊背景滲進了邊緣畫素

相機永遠拍不出乾淨的邊界。一縷頭髮襯著綠色樹籬，產生的畫素一部分是頭髮、一部分是樹籬。如果去背保留這些畫素的原始顏色、只是讓它們變成半透明，綠色就會一直混在裡面。放到白色背景上，主體就帶著一圈淡淡的綠光。

解決辦法是顏色淨化：為每個邊緣畫素估算真實的前景色，然後寫入這個顏色。Photoshop 在“選擇並遮住”工作區中把它叫作“淨化顏色”，開源的 rembg 庫有一個 decontaminate 選項，作用相同。它只改變邊緣顏色，從不改變蒙版的形狀。

2. 蒙版太硬

如果蒙版只有完全不透明和完全透明的畫素，邊緣就會出現鋸齒，原照片中的抗鋸齒還會在主體周圍留下一畫素寬的背景色線條。頭髮這類柔和的主體需要帶有真實中間值的柔和蒙版。

3. 透明畫素中隱藏的顏色

在直通 alpha 檔案中，alpha 為零的畫素仍然有紅、綠、藍值。你看不見它們，但縮放或模糊圖片時會混合相鄰畫素，如果這些隱藏的顏色是白色或黑色，就會滲進可見的邊緣。好的影像庫會在縮放前先預乘、縮放後再轉換回來，以避免這個問題。

4. 圖片被合併到了某種顏色上

GIF 和調色盤 PNG 通常只支援“開或關”的透明，所以工具在儲存前會把邊緣對著一種雜邊色（通常是白色）做抗鋸齒。這樣的圖片放在白色上看起來沒問題，放在任何更深的顏色上都會顯出白邊。如果你的去背要放在深色背景上，請用完整的 alpha 匯出。

蒙版、遮罩和 alpha：術語解釋

這些詞含義有重疊，用法也比較隨意。它們通常的意思如下：

• alpha 通道： 儲存在圖片檔案內部的不透明度值，每個畫素一個。
• 蒙版： 一張灰度圖，控制另一張圖的哪些部分可見。在 Photoshop 的圖層蒙版中，白色顯示、黑色隱藏，灰色部分可見。蒙版可以在不動原始畫素的情況下編輯，所以專業人士用蒙版而不是橡皮擦來去除背景。
• 遮罩（matte）： 電影和合成領域對同一概念的稱呼，即定義保留內容的灰度圖。“摳像”（matting）指的是為頭髮這類難處理的邊緣計算出柔和、準確的遮罩。
• 三分圖（trimap）： 一張粗略的三區域圖（確定是前景、確定是背景、不確定），一些摳像演算法以它為起點。
• 二值蒙版或硬蒙版： 只有黑白、沒有灰色。適合方塊和 logo，不適合頭髮。
• 去背： 最終結果，即主體的顏色加上 alpha 通道。

蒙版和 alpha 通道承載的是相同的資訊。很多工具兩種都能匯出：一種是內建 alpha 的透明 PNG，另一種是單獨的黑白蒙版圖，你可以在編輯器或影片工具中自己應用。

哪些格式能儲存 alpha

這些格式的完整對比，請參閱 PNG、JPEG 與 WebP 對比。

如何檢查圖片是否有透明

檔案以 .png 結尾並不能證明它是透明的。很多 PNG 是完全不透明的，網上找到的一些“透明”圖片其實是把灰白棋盤格畫進畫素裡的 JPEG。下面是可靠的檢查方法。

用肉眼

把圖片分別放在深色和淺色背景上，例如放進幻燈片或設計工具。真正的去背在兩種情況下都會在主體周圍顯示出背景色。如果仍然看到棋盤格，它就是圖片的一部分，而不是透明。

用 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 報告透明通道（打印出的具體字樣在 ImageMagick 6 和 7 之間有所不同），%[opaque] 會計算是否每個畫素都完全不透明。你希望看到的是有 alpha 通道，並且結果為 false。

用 Python 和 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

極值檢查能發現一種常見情況：RGBA 檔案中的每個畫素其實都是不透明的。

平臺忽略 alpha 時

有些地方會去掉或忽略透明。Etsy 表示不支援透明 PNG，透明區域可能顯示為黑色，而 Amazon 和 Walmart 等電商平臺本來就要求主圖使用純白背景。在這些情況下，請自己把去背合併到背景色上，這樣結果由你掌控。在你自己的網站、幻燈片和設計工具中，保留 alpha。

快速獲得乾淨的 alpha 通道

如果你需要的是邊緣柔和的去背而不是硬蒙版，removebackground.dev 會生成帶完整 alpha 通道的透明 PNG 或 WebP 檔案，它的 API 還可以單獨返回灰度蒙版。