Java修改图像alpha值为完全不透明时出现色彩异常问题

你编写代码的目标是移除图像中的半透明属性，将所有半透明像素调整为完全不透明，但运行后图像色彩出现大幅偏移，以下是效果对比：

• 修改前：
  
• 修改后：
  

问题原因 #

色彩失真是由预乘Alpha（Premultiplied Alpha） 存储规则导致的：绝大多数带透明通道的PNG图像会对像素值做预乘处理，半透明像素的R/G/B通道值已经预先和归一化后的Alpha值（0-1）做了乘法运算。比如某像素完全不透明时的颜色为(255,255,255)，如果Alpha值为0.5，实际存储的R/G/B值就是(127,127,127)。你直接强制把Alpha通道改为完全不透明，但R/G/B值还是预乘后的低值，显示出来自然会偏暗、饱和度降低。

修复方案 #

处理半透明像素时，先将预乘后的R/G/B值按当前Alpha值还原为未做乘法的原始颜色，再将Alpha通道设为完全不透明即可，修复后代码如下：

public class Main {
    
    public static void main(String args[]) throws IOException
    {
        File file = new File("karambitlore.png");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        BufferedImage image = ImageIO.read(fis);
        
        image = convertToType(image, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        
        BufferedImage image2 = new BufferedImage(image.getWidth(), image.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        
        for (int width = 0; width < image.getWidth(); width++)
        {
            for (int height = 0; height < image.getHeight(); height++)
            {
                int rgb = image.getRGB(width, height);
                int alpha = (rgb >> 24) & 0xff;

                if (alpha != 0 && alpha != 0xff)
                {
                    // 拆分RGB三个通道
                    int r = (rgb >> 16) & 0xff;
                    int g = (rgb >> 8) & 0xff;
                    int b = rgb & 0xff;
                    
                    // 还原预乘前的原始颜色，做边界限制防止数值溢出
                    float factor = 255f / alpha;
                    r = Math.min((int)(r * factor), 255);
                    g = Math.min((int)(g * factor), 255);
                    b = Math.min((int)(b * factor), 255);
                    
                    // 重新组合ARGB值，Alpha设为完全不透明
                    rgb = (0xff << 24) | (r << 16) | (g << 8) | b;
                }
                image2.setRGB(width, height, rgb);
            }
        }
       
        fis.close();
        ImageIO.write(image2, "png", file);
        
        System.out.println(image.getType());
    }
    
    public static BufferedImage convertToType(BufferedImage image, int type) {
        BufferedImage newImage = new BufferedImage(image.getWidth(), image.getHeight(), type);
        Graphics2D graphics = newImage.createGraphics();
        graphics.drawImage(image, 0, 0, null);
        graphics.dispose();
        return newImage;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Symphonic