Farben mischen und Transparenz

Eine Farbe auf dem Bildschirm besteht aus drei Zahlen: der Menge an Rot, an Grün und an Blau. Jede Zahl liegt zwischen 0 und 255, und aus diesen drei Lichtern entsteht jede Farbe, die Sie sehen.

Mit denselben Zahlen lassen sich zwei Farben überblenden, etwa ein halbtransparentes Fenster über einem Hintergrund. Das rechnen Sie in dieser Lektion selbst.

Jedes Pixel speichert drei Kanäle: Rot, Grün und Blau, kurz RGB. Ein Kanal hat 8 Bit, also 256 mögliche Werte von 0 bis 255. Null heißt, das Licht ist aus, 255 heißt volle Helligkeit.

Der Bildschirm addiert Licht. Rot und Grün zusammen ergeben darum Gelb, und alle drei Kanäle voll ergeben Weiß.

Der Befehl legt ein Bild mit 5 Pixeln an. Das erste ist reines Rot, das letzte reines Blau, dazwischen mischt er in vier gleichen Schritten.

Er gibt die fünf Farben aus: von (255, 0, 0) über (127, 0, 127), ein Violett, bis (0, 0, 255). Er speichert das Bild vergrößert als mischung.png: ein Streifen, der von Rot über Violett nach Blau läuft.

docker exec jupyter python3 -c "from PIL import Image; b = Image.new('RGB', (5, 1)); [b.putpixel((i, 0), tuple((a * (4 - i) + c * i) // 4 for a, c in zip((255, 0, 0), (0, 0, 255)))) for i in range(5)]; b.resize((100, 20), Image.NEAREST).save('mischung.png'); print([b.getpixel((i, 0)) for i in range(5)])"

Das Beispiel legt Rot (200, 0, 0) über Blau (0, 0, 200). Bei einer Deckkraft von 25 Prozent zählt die vordere Farbe zu einem Viertel und die hintere zu drei Vierteln. Das gilt für jeden Kanal einzeln.

Neuer Kanal gleich vorne mal Deckkraft plus hinten mal (100 minus Deckkraft), alles durch 100. Ein Plus von 50 vor dem Teilen rundet auf die nächste ganze Zahl, denn // schneidet sonst ab.

# Ein Kanal: vorne 200, hinten 0, Deckkraft 25 Prozent.
vorne = 200
hinten = 0
alpha = 25
kanal = (vorne * alpha + hinten * (100 - alpha) + 50) // 100
print("Gemischter Kanal:", kanal)
# Ändern Sie alpha auf 50 und starten Sie erneut.

Ein Bild mit Transparenz hat einen vierten Kanal, den Alphawert. Pillow zählt ihn von 0 bis 255, nicht in Prozent. 64 von 255 sind etwa 25 Prozent.

Der Befehl legt ein rotes Pixel mit Alpha 64 über ein blaues Pixel und lässt Pillow mischen. Das Ergebnis ist (50, 0, 150, 255), dieselbe Mischung wie die Formel für 25 Prozent.

docker exec jupyter python3 -c "from PIL import Image; v = Image.new('RGBA', (2, 2), (200, 0, 0, 64)); h = Image.new('RGBA', (2, 2), (0, 0, 200, 255)); print(Image.alpha_composite(h, v).getpixel((0, 0)))"