什么是 alpha 通道？图片透明是怎样实现的

普通图片中的每个像素都由三个数字描述：它包含多少红、绿、蓝。这足以说明像素是什么颜色，却说明不了能否透过它看到后面的东西。alpha 通道就是每个像素的第四个数字，专门做这件事：它存储不透明度，范围从完全透明到完全不透明。

人们说“透明背景的 PNG”，指的是带有 alpha 通道、且背景像素的 alpha 为零的图片。本指南解释这个数字如何起作用、软件存储它的两种方式、边缘为什么会出问题，以及如何检查文件里到底有什么。

RGBA：每个像素四个通道

MDN 对 alpha 通道的定义很简单：颜色由通道（红、绿、蓝）组成，要描述一种“在一定程度上可以透过它看到背景”的颜色，就要加上第四个通道。四个通道都有的图片称为 RGBA。

这个值有几种写法，含义都一样：

PNG 规范说得很精确：alpha 值为零表示完全透明，该位深的最大值表示完全不透明，中间值则是“可以与背景图像合成”的半透明像素。

这些中间值才是关键。好的抠图不只是“主体不透明、背景透明”。边缘上的像素，尤其是头发、毛发、织物、玻璃和运动模糊处的像素，是部分透明的，正是它们让主体放在新背景上看起来自然，而不像是用剪刀剪下来的。

透明像素是怎样绘制的

当应用把你的图片叠放在其他内容上时，会把每个像素和它后面的内容混合。W3C 的合成与混合规范给出了基本公式：

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)

在背景不透明这种常见情况下，它就变成一个加权平均。一个 alpha 为 0.3 的像素贡献 30% 自己的颜色，让 70% 的背景透过来。

直通 alpha 与预乘 alpha

存储半透明像素的颜色有两种方式，把它们搞混是出现深色或亮色边缘的典型原因。

直通 alpha（也叫非关联或非预乘 alpha）按像素完全不透明时的样子存储颜色，并单独保存不透明度。一个半透明的纯红像素存储为红 255、绿 0、蓝 0、alpha 128。

预乘 alpha（也叫关联 alpha）存储的是已经乘以 alpha 的颜色。同一个像素存储为红 128、绿 0、蓝 0、alpha 128。用 PNG 规范的话说，这样的图像“已经与黑色背景合成过了”。

文件用哪一种，取决于格式和软件：

• PNG 始终使用直通 alpha。规范明确这样规定，并指出这让编辑器可以轻松修改图像的透明度。
• 图形管线、游戏引擎和视频合成工具内部通常使用预乘 alpha，因为混合运算更简单，滤波效果也更好。

当一个程序写入预乘值、另一个程序却按直通值读取时，问题就来了。边缘的颜色会过暗，形成一圈细细的黑边。反过来则会让边缘过亮。如果某个工具输出的每张抠图都有一致的深色边缘，首先要怀疑的就是预乘不匹配。

抠图为什么会有光晕

光晕是主体周围一圈本不属于它的可见边缘。常见原因有四种，各有各的解决办法。

1. 旧背景渗进了边缘像素

相机永远拍不出干净的边界。一缕头发衬着绿色树篱，产生的像素一部分是头发、一部分是树篱。如果抠图保留这些像素的原始颜色、只是让它们变成半透明，绿色就会一直混在里面。放到白色背景上，主体就带着一圈淡淡的绿光。

解决办法是颜色净化：为每个边缘像素估算真实的前景色，然后写入这个颜色。Photoshop 在“选择并遮住”工作区中把它叫作“净化颜色”，开源的 rembg 库有一个 decontaminate 选项，作用相同。它只改变边缘颜色，从不改变蒙版的形状。

2. 蒙版太硬

如果蒙版只有完全不透明和完全透明的像素，边缘就会出现锯齿，原照片中的抗锯齿还会在主体周围留下一像素宽的背景色线条。头发这类柔和的主体需要带有真实中间值的柔和蒙版。

3. 透明像素中隐藏的颜色

在直通 alpha 文件中，alpha 为零的像素仍然有红、绿、蓝值。你看不见它们，但缩放或模糊图片时会混合相邻像素，如果这些隐藏的颜色是白色或黑色，就会渗进可见的边缘。好的图像库会在缩放前先预乘、缩放后再转换回来，以避免这个问题。

4. 图片被合并到了某种颜色上

GIF 和调色板 PNG 通常只支持“开或关”的透明，所以工具在保存前会把边缘对着一种杂边色（通常是白色）做抗锯齿。这样的图片放在白色上看起来没问题，放在任何更深的颜色上都会显出白边。如果你的抠图要放在深色背景上，请用完整的 alpha 导出。

蒙版、遮罩和 alpha：术语解释

这些词含义有重叠，用法也比较随意。它们通常的意思如下：

• alpha 通道： 存储在图片文件内部的不透明度值，每个像素一个。
• 蒙版： 一张灰度图，控制另一张图的哪些部分可见。在 Photoshop 的图层蒙版中，白色显示、黑色隐藏，灰色部分可见。蒙版可以在不动原始像素的情况下编辑，所以专业人士用蒙版而不是橡皮擦来去除背景。
• 遮罩（matte）： 电影和合成领域对同一概念的称呼，即定义保留内容的灰度图。“抠像”（matting）指的是为头发这类难处理的边缘计算出柔和、准确的遮罩。
• 三分图（trimap）： 一张粗略的三区域图（确定是前景、确定是背景、不确定），一些抠像算法以它为起点。
• 二值蒙版或硬蒙版： 只有黑白、没有灰色。适合方块和 logo，不适合头发。
• 抠图： 最终结果，即主体的颜色加上 alpha 通道。

蒙版和 alpha 通道承载的是相同的信息。很多工具两种都能导出：一种是内置 alpha 的透明 PNG，另一种是单独的黑白蒙版图，你可以在编辑器或视频工具中自己应用。

哪些格式能存储 alpha

这些格式的完整对比，请参阅 PNG、JPEG 与 WebP 对比。

如何检查图片是否有透明

文件以 .png 结尾并不能证明它是透明的。很多 PNG 是完全不透明的，网上找到的一些“透明”图片其实是把灰白棋盘格画进像素里的 JPEG。下面是可靠的检查方法。

用肉眼

把图片分别放在深色和浅色背景上，例如放进幻灯片或设计工具。真正的抠图在两种情况下都会在主体周围显示出背景色。如果仍然看到棋盘格，它就是图片的一部分，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 报告透明通道（打印出的具体字样在 ImageMagick 6 和 7 之间有所不同），%[opaque] 会计算是否每个像素都完全不透明。你希望看到的是有 alpha 通道，并且结果为 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

极值检查能发现一种常见情况：RGBA 文件中的每个像素其实都是不透明的。

平台忽略 alpha 时

有些地方会去掉或忽略透明。Etsy 表示不支持透明 PNG，透明区域可能显示为黑色，而 Amazon 和 Walmart 等电商平台本来就要求主图使用纯白背景。在这些情况下，请自己把抠图合并到背景色上，这样结果由你掌控。在你自己的网站、幻灯片和设计工具中，保留 alpha。

快速获得干净的 alpha 通道

如果你需要的是边缘柔和的抠图而不是硬蒙版，removebackground.dev 会生成带完整 alpha 通道的透明 PNG 或 WebP 文件，它的 API 还可以单独返回灰度蒙版。