Porter-Duff Composition

Porter-Duff Composition ist ein Begriff aus der Computergrafik.

Porter-Duff Composition ist ein Verfahren, um digitale Bilder zu überlagern. Es wurde 1984 von Thomas Porter und Tom Duff im Rahmen des Computer Graphics Project der Lucasfilm Ltd. beschrieben ^[1].

Bei der Überlagerung von digitalen Bildern muss definiert sein, welchen Einfluss die Überlagerung auf das einzelne Pixel hat. Dabei muss neben den drei Farbkanälen (rot, grün, blau) noch die Transparenz (Alphakanal) berücksichtigt werden, wodurch pro Pixel definiert werden kann, wie es bei Überlagerung mit einem darunterliegenden Pixel dargestellt werden soll bzw. wie stark die Farbe des unten liegenden Pixel auf dem überlagernden Pixel durchscheint.

Idee und Wirkungsweise

Das Verfahren unterscheidet für die Überlagerung von zwei Pixel (A und B) zwischen 12 verschiedenen Methoden. In den ersten beiden Beispielen ist eine Transparenz von 0 % bzw. eine Opazität von 100 % definiert, d.h. die Pixel sind nicht transparent. Bei Beispiel 3 hat sowohl Pixel A als auch Pixel B eine Transparenz von 50 %.

Methode	Beschreibung	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3 Transparenz: 50 %
A	nur Pixel von Bild A werden angezeigt
B	nur Pixel von Bild B werden angezeigt
A over B	Pixel von Bild A überdecken Pixel von Bild B. Ist kein Pixel von Bild A vorhanden wird Pixel von Bild B dargestellt.
B over A	Pixel von Bild B überdecken Pixel von Bild A. Ist kein Pixel von Bild B vorhanden wird Pixel von Bild A dargestellt.
A in B	Pixel von Bild A wird nur dargestellt, wenn ein Pixel von Bild B vorhanden ist. Ist nur Pixel von Bild A oder nur Pixel von Bild B vorhanden, dann wird nichts (default-Farbe) dargestellt.
B in A	Pixel von Bild B wird nur dargestellt, wenn ein Pixel von Bild A vorhanden ist. Ist nur Pixel von Bild A oder nur Pixel von Bild B vorhanden, dann wird nichts (default-Farbe) dargestellt.
A out B	ein Pixel von Bild A wird nur dargestellt, wenn kein Pixel von Bild B vorhanden ist. Dort wo ein Pixel von Bild B vorhanden ist, wird weder das Pixel von Bild B noch das Pixel von Bild A dargestellt.
B out A	ein Pixel von Bild B wird nur dargestellt, wenn kein Pixel von Bild A vorhanden ist. Dort wo ein Pixel von Bild A vorhanden ist, wird weder das Pixel von Bild A noch das Pixel von Bild B dargestellt.
A atop B	Es wird nur ein Pixel von Bild B dargestellt. Sind sowohl Pixel von Bild A und Pixel von Bild B vorhanden, überlagert das Pixel von Bild A das Pixel von Bild B. Dort wo nur ein Pixel von Bild A vorhanden ist, wird nichts dargestellt (default-Farbe).
B atop A	Es wird nur Pixel von Bild A dargestellt. Sind sowohl Pixel von Bild A und Pixel von Bild B vorhanden, überlagert das Pixel von Bild B das Pixel von Bild A. Dort wo nur ein Pixel von Bild B vorhanden ist, wird nichts dargestellt (default-Farbe).
A xor B	XOR aus Pixel von Bild A und Pixel von Bild B, das heißt es wird nur ein Pixel dargestellt, wenn entweder ein Pixel von Bild A oder ein Pixel von Bild B vorhanden ist. (Ist nur ein Pixel von Bild A vorhanden wird das Pixel von Bild A dargestellt. Ist nur ein Pixel von Bild B vorhanden wird das Pixel von Bild B dargestellt. Sind beide Pixel vorhanden, wird nichts dargestellt (default-Farbe)).
clear	weder Pixel von Bild A noch Pixel von Bild B werden dargestellt.

Unterstützung

Alle modernen Grafiksysteme unterstützen die Porter-Duff-Verfahren. So z. B. in Quartz, der Grafikschicht des Apple Betriebssystemes Mac OS X ^[2].

Auch die Programmiersprache Java unterstützt standardmäßig diese Verfahren ^[3].

Nachweise

1. ↑ T. Porter and T. Duff - Compositing Digital Images SIGGRAPH 84 (Computer Graphics Volume 18, Number 3 July 1984) pp 253-259
2. ↑ Mike Paquette “Pixar's Porter-Duff Composition used in Quartz”
3. ↑ The specific rules implemented by the class java.awt.AlphaComposite are the basic set of 12 rules described in T. Porter and T. Duff, "Compositing Digital Images"

Weblinks

• Originalarbeit PDF, 7 Seiten. (732 kB)
• Ein Beispielprogramm in der Programmiersprache Java, dass das Porter-Duff-Verfahren anschaulich zeigt