Alpha表示 — Wu Chenfeng

透明边缘出现黑线，常是RGB填充、预乘方式和Blend State不一致。Alpha可以是覆盖，也可以是项目数据，首先要确定含义。Straight与Premultiplied保存颜色的方式不同，过滤与合成必须沿同一表示。

覆盖与合成

Alpha通道语义

sRGB 格式的非线性转换通常只作用于 RGB，Alpha 保持线性数值。Alpha 可能代表：

Coverage/Opacity；
Mask；
Smoothness；
其他项目数据。

因此一张 Base Color 的 RGB 可以按 sRGB 解码，Alpha 仍作为线性 Mask 使用。

Alpha的语义由资产元数据、导入器与Shader共同约定，文件扩展名不能充分说明它表示覆盖率还是材质参数。

线性混合

如果 RGB 仍在 sRGB 编码空间就做混合，中间颜色会偏暗。正确过程是先解码 RGB 到 Linear，在线性 Render Target 上混合，最终显示时再编码。

硬件对 sRGB Render Target 可以在写入时自动编码，对 sRGB Texture 可以在采样时自动解码。是否发生转换由资源格式和 View 决定，不是 Shader 变量名决定。

两种颜色表示

完整混合方程与排序见透明合成。本页关注制作与过滤，防止RGB与覆盖数据采用不一致的表示。

Straight Alpha

非预乘表示保存颜色 $C$ 和覆盖率 $\alpha$ 。合成到不透明背景时，源贡献为 $\alpha C$ ，常用RGB混合因子为 SRC_ALPHA 与 ONE_MINUS_SRC_ALPHA。

透明像素中的RGB也会参与过滤。相邻两个纹素是红色不透明 (1,0,0,1) 和黑色透明 (0,0,0,0)，各取一半后得到 (0.5,0,0,0.5)；再按非预乘规则覆盖黑背景，红色贡献只有0.25。有效覆盖实际是一半红色，期望贡献应为0.5，因此出现黑边。

Premultiplied Alpha

预乘表示保存 $C_p=\alpha C$ 和 $\alpha$ 。对上例先预乘再过滤，结果同样为 (0.5,0,0,0.5)，但合成的RGB源因子为 ONE，贡献因此是0.5。RGB目的因子仍为 ONE_MINUS_SRC_ALPHA；若目标Alpha也代表覆盖，Alpha因子应单独使用 ONE 与 ONE_MINUS_SRC_ALPHA，得到 $\alpha_o=\alpha_s+(1-\alpha_s)\alpha_d$ 。

过滤需要计算 $\sum_iw_i\alpha_iC_i$ ，而采样后再预乘得到的是 $(\sum_iw_i\alpha_i)(\sum_iw_iC_i)$ ，两者一般不相等。因此预乘应发生在纹素过滤和mip生成之前，不能仅靠片元着色器最后乘一次Alpha修复资源黑边。

源图片若是sRGB非预乘颜色，制作顺序为解码RGB、在线性空间预乘、按需要编码存储，再生成遵守同一表示的mip。运行时sRGB视图解码后得到线性预乘值。Alpha始终保持自己的线性覆盖数值。生成下一层mip时，对线性预乘RGB和Alpha分别按同一核加权平均，再把该层RGB编码为sRGB保存；不能直接平均文件中已编码的RGB。这样低分辨率纹素仍表示原覆盖贡献的平均，而非重新构造的非预乘颜色。

text

linearRGB = DecodeSRGB(sourceRGB)
premultipliedRGB = linearRGB * alpha
storedRGB = EncodeSRGB(premultipliedRGB)  // 仅当目标文件使用sRGB编码

这是资产转换伪代码，逐通道转换函数见颜色空间。普通非发光覆盖素材在Alpha为0时预乘RGB为0；若项目允许零Alpha携带非零RGB来表示加法发光，需单独定义这种混合语义。恢复非预乘颜色需要除以Alpha，Alpha为0时不能恢复已丢失的颜色，应采用指定填充值。

UI颜色链路

以普通SDR界面叠在已完成色调映射的场景上为例，图标资产先按前文在线性空间预乘，再以sRGB编码保存RGB和线性Alpha。导入后纹理使用sRGB采样视图，片元得到线性预乘RGB。顶点颜色若由UI接口以sRGB数值给出，先按该接口约定转为线性调色值；乘Alpha的次数也要与接口是否已经预乘一致。

设图标采样结果为(Cp,a)，线性调色颜色为tintRGB，调色透明度为tintA。输出(Cp*tintRGB*tintA, a*tintA)，RGB和Alpha混合都使用源ONE、目的ONE_MINUS_SRC_ALPHA。比如半覆盖红图标采样为Cp=(0.5,0,0),a=0.5，再取tintA=0.5，源贡献变为红0.25、覆盖0.25；只缩Alpha却保留红0.5会让淡出时边缘仍过亮。

场景色调映射先得到显示参照的线性颜色，UI在这份颜色上混合，最终经sRGB目标视图编码一次供显示。若场景结果已经存成sRGB纹理，读取时使用sRGB视图还原线性值；若直接把已编码值与UI线性值混合，界面边缘会变暗。Shader手工编码后又写入sRGB目标，则会重复编码。UI若放在色调映射前，就成为场景HDR的一部分，曝光与曲线会改变其亮度；需要这种效果的世界空间界面使用场景单位，固定色值的屏幕界面采用上述后合成路径。HDR显示另按项目的显示参照亮度与输出变换约定组织，不能把SDR编码值直接当作HDR辐亮度。

排查时依次查看源文件的表示、导入纹理视图、片元输出、目标编码和Blend State。把每次RGB解码、预乘、混合与编码各标在链路上，就能定位黑边来自过滤前的数据、调色阶段的漏乘，还是输出转换重复。

验证方法

用有色边缘和零Alpha像素比较过滤，再检查Shader输出与blend因子。预乘在线性RGB进行，RGB编码与Alpha数值转换分开。透明层排序与OIT由透明合成说明。

test_post.py 用上述红色/透明两纹素检查先预乘再过滤的贡献。混合方程已核对，GPU混合状态和实际纹理导入尚未运行。

参考资料

透明合成：Over合成、RGB与Alpha因子及对应接口资料。
W3C CSS Color 4：Interpolation with premultiplied alpha，预乘后插值的规则。