Premultiplied Alpha

Premultiplied Alpha (auf deutsch: vormultipliziertes Alpha) wird in der digitalen Filmkomposition gebraucht und bedeuted, dass jeder Farbkanal mit dem Alpha-Kanal multipliziert wurde. Bei unsachgemässer Handhabung werden beim Überlagern von Bilddateien ungewünschte Artefakte sichtbar. Oft wird die Ursache nicht verstanden und die Symptome sind so subtil, dass sie gar nicht oder mit den falschen Mitteln behandelt werden. Viele Compositing-Programme versuchen das Problem "automagisch" zu lösen, was jedoch in 10% der Fälle nicht zum gewünschten Resultat führt.

Symptome

Ein im Vordergrund liegender grüner Punkt wurde auf einen schachmusterartigen Hintergrund gelegt. In beiden Fällen wurde jeweils der gleiche Effekt angewendet, nur einmal auf einem "premultiplied" und einmal auf einem "unpremultiplied" Bild:

Transformation (Move):

Filter (Blur):

Farbkorrektur (Brightness):

Beispiel

Einfachheitshalber stellen Sie sich beim folgenden Beispiel dabei die Farben wie folgt vor:

Schwarz hat den Farbwert 0
Weiss hat den Farbwert 1
mittleres Grau hat den Farbwert 0.5
helles Grau hat den Farbwert 0.75
dunkles Grau hat den Farbwert 0.25
Der Rotkanal hat die Farbwerte (von oben links nach unten rechts): 1, 0.5, 0.75, 1
Der Grünkanal hat die Farbwerte (von oben links nach unten rechts): 0, 0.75, 1, 1
Der Blaukanal hat die Farbwerte (von oben links nach unten rechts): 0.75, 1, 0.5, 1
Das Alphabild hat die Farbwerte (von oben links nach unten rechts): 0.5, 1, 0, 0

Das "unpremultiplied" Bild hat somit die Farbwerte RGBA:

1, 0, 0.75, 0.5	0.5, 0.75, 1, 1
0.75, 1, 0.5, 0	1, 1, 1, 0

Das "premultiplied" Bild hat hingegen die Farbwerte RGBA - beachten Sie vor allem die Pixel welchen einen nicht Weissen (1) Alphakanal haben:

0.5, 0, 0.325, 0.5	0.5, 0.75, 1, 1
0, 0, 0, 0	0, 0, 0, 0

Faustregel

Welches dieser Formate ist nun besser fragen Sie sich womöglich. Die Antwort ist - es kommt darauf an, für was Sie es brauchen. Als Faustregel gilt:¨

Farbkorrekturen nur mit "unpremultiplied" Bilder - Filter und Transformationen nur mit "premultipied" Bilder.

Das kommt daher, dass bei "premultiplied" Bilder die Farbwerte nicht den effektiven Farbwerte entsprechen und deshalb die Farbkorrekturen die Farben verzerren. Filter und Transformationen hängen immer von benachbarten Pixeln ab und sind desshalb nur auf "premultiplied" Bilder zu geniessen.

Die meisten 3d-Programme wie Maya, XSI, Cinema4d, 3D Studio Max etc. rendern in der Standarteinstellung die Bilder "premultiplied".

Links

Digitalartform - Alpha Channel

Creativecow

TeamTen

Digitalartform - Compositing Premultiplied Images in Photoshop

Apple Shake User Manual (pdf)

Aufgaben

Lösen Sie 3 dieser Aufgaben und senden Sie die Lösungsvorschläge per Email an mich. Arbeiten Sie dabei mit kleinen Bildern (640x480 Pixel ), kurzen Bildsequenzen (max. 10 Bilder) und einer starken Kompression (jpg, 0%).

Formulieren Sie in eigenen Worten eine Eselsbrücke für die Faustregel Farbkorrekturen nur mit "unpremultiplied" Bilder - Filter und Transformationen nur mit "premultipied" Bilder.
Berechnen Sie im obigen Beispiel aus dem "premultiplied" Bild das "unpremultiplied" Bild. (Hinweis: Es sind nicht die Werte des ursprünglichen Bildes)
Erstellen Sie ein Compositing Projekt in dem Compositing-Programm Ihrer Wahl und erläutern Sie drei nützliche Funktionen für das Arbeiten mit "premultiplied" und "unpremultiplied" Bildern und stellen Sie fest in welchem Modus das Programm intern die Bilder berechnet. Falls das Compositing Programm andere Terme für "premultiplied" und "unpremultiplied" benützt, formulieren sie eine Eselsbrücke dafür.
Erstellen Sie ein Compositing Projekt in dem Compositing-Programm Ihrer Wahl, stellen Sie bewusst eine nicht korrekte Situation nach und erläutern sie Ihre Erkenntnisse. Hinweis für After-Effects: Achten Sie schon beim Importieren von Bildern mit Alphaknanal auf die Optionen und arbeiten Sie auch mit Masken und Motionblur. Hinweise für Shake: Lesen Sie in der Hilfe die Themen zu "Over" und "Keymix". Hinweise für Nuke: Lesen Sie in der Hilfe die Themen zu "Merge" und "Keymix".