O que é um canal alfa?

Um canal alfa armazena a transparência de cada pixel separadamente dos canais de cor de uma imagem. Seus valores representam uma cobertura totalmente transparente, totalmente opaca ou parcialmente transparente.

Um valor alfa registra o grau de opacidade de um pixel. Em PNG, zero significa totalmente transparente e o valor máximo de amostra significa totalmente opaco; valores intermediários indicam cobertura parcial, como ao longo de uma borda suave. Um compositor mistura cada pixel do primeiro plano com o que está atrás dele na proporção indicada pelo alfa. A cor junto ao alfa pode ser armazenada de duas maneiras. O alfa direto, também chamado de não pré-multiplicado ou não associado, mantém a cor integral junto ao seu valor alfa. O alfa pré-multiplicado, ou associado, armazena a cor já multiplicada pelo alfa, o que simplifica a fórmula de composição. No exemplo do Padrão HTML, o amarelo semitransparente é 255, 255, 0, 127 com alfa direto e 127, 127, 0, 127 com alfa pré-multiplicado. Arquivos PNG armazenam alfa direto, bitmaps de saída do canvas 2D do HTML usam alfa pré-multiplicado, e TIFF pode conter qualquer uma das formas, com uma tag que indica qual delas é usada. O software precisa saber qual forma está lendo, e a conversão entre as duas causa perdas em pixels que não são totalmente opacos.

O que dá errado quando o alfa direto e o pré-multiplicado são confundidos? As bordas suaves mudam de cor. Dados pré-multiplicados compostos como alfa direto têm sua cor multiplicada pelo alfa uma segunda vez, fazendo as bordas parcialmente transparentes escurecerem. Dados de alfa direto tratados como pré-multiplicados são adicionados com intensidade total, fazendo as bordas parecerem claras demais. Pixels totalmente opacos são idênticos nas duas formas, por isso o erro aparece como um contorno ao redor dos recortes, e não nas áreas sólidas. Ferramentas que aceitam ambas as formas oferecem uma configuração: o filtro overlay do FFmpeg, por exemplo, tem uma opção alpha com os valores straight, premultiplied e auto.
Por que um recorte ganha um halo após o redimensionamento? Com alfa direto, um pixel totalmente transparente ainda armazena uma cor, e um filtro que calcula a média de cada canal separadamente mistura essa cor oculta aos pixels vizinhos da borda. A solução usual é pré-multiplicar, redimensionar e depois converter de volta. Nem toda ferramenta faz isso por você: a documentação do libvips informa que sua operação de redimensionamento não pré-multiplica o alfa e orienta quem a chama a fazer isso primeiro.
Quais formatos de imagem estática preservam o alfa? PNG armazena um canal alfa completo nos tipos de cor verdadeira com alfa e de tons de cinza com alfa; nos demais casos, pode atribuir um valor alfa próprio a cada entrada da paleta ou marcar uma única cor como totalmente transparente. WebP pode armazenar alfa em arquivos tanto sem perdas quanto com perdas; no caso com perdas, é necessária a estrutura estendida do arquivo. GIF não tem canal alfa: um índice da paleta pode ser marcado como transparente, portanto cada pixel é desenhado ou ignorado. JPEG não tem canal alfa, e os conversores diferem na forma de substituir a transparência. Alguns compõem a imagem sobre uma cor de fundo. Outros apenas descartam o canal alfa, deixando a cor que os pixels transparentes armazenavam: a documentação do ImageMagick descreve sua saída JPEG como equivalente a -alpha off, com fundos transparentes normalmente se tornando pretos. Para um resultado previsível, componha a imagem sobre um fundo escolhido por você antes da codificação. Os padrões dessa etapa também variam: flatten do sharp, por exemplo, usa preto por padrão.
A extensão de um arquivo de vídeo indica se ele tem alfa? Não. O alfa depende do codec e de seu perfil. Entre os codecs Apple ProRes, somente ProRes 4444 e ProRes 4444 XQ suportam um canal alfa, portanto dois arquivos com a mesma extensão podem diferir. VP8 e VP9 podem conter alfa, mas a MDN observa que o Safari não suporta transparência alfa em nenhum dos dois. Também pode ser necessário configurar o codificador para gravar o alfa: o codificador prores_ks do FFmpeg tem uma opção alpha_bits cujo valor 0 desativa o plano alfa.

Preserve o alfa ao compor logotipos, recortes, sobreposições ou animações transparentes sobre outros conteúdos. Um codec ou formato sem suporte a alfa descartará a transparência ou exigirá a escolha de um fundo.

O Robot /image/resize da Transloadit altera o fundo de imagens transparentes para branco por padrão; sua documentação orienta definir background como none para preservar a transparência. O format de saída ainda precisa ser um formato capaz de armazenar alfa. O parâmetro alpha do Robot controla o canal diretamente, e solicitar has_transparency por meio de output_meta informa se uma imagem contém partes transparentes, o que ajuda a escolher um formato de saída para cada arquivo. O Robot /image/bgremove remove fundos e grava em PNG por padrão.

Essas duas páginas não informam se o redimensionamento usa alfa direto ou pré-multiplicado. Se a qualidade das bordas for importante, redimensione um recorte com bordas suaves, coloque-o sobre um fundo contrastante e inspecione o resultado antes de processar uma coleção inteira.

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