أوضاع المزج

تُستخدم أنماط المزج (أو أنماط المزج ^{[ 1 ]} أو أنماط الخلط ^{[ 2 ]} ) في تحرير الصور الرقمية ورسومات الحاسوب لتحديد كيفية مزج طبقتين معًا. نمط المزج الافتراضي في معظم التطبيقات هو ببساطة إخفاء الطبقة السفلية بتغطيتها بما هو موجود في الطبقة العلوية (انظر تركيب ألفا )؛ ولأن لكل بكسل قيمة عددية، توجد أيضًا طرق أخرى عديدة لمزج طبقتين.

تتيح معظم برامج تحرير الرسومات ، مثل Adobe Photoshop و GIMP ، للمستخدمين تعديل أوضاع المزج الأساسية، على سبيل المثال بتطبيق مستويات مختلفة من الشفافية على "الطبقة" العلوية. ولا يشترط أن تكون "الطبقة" العلوية طبقةً داخل البرنامج؛ إذ يمكن تطبيقها باستخدام أداة الرسم أو التحرير. وتُسمى "الطبقة" العلوية أيضًا "طبقة المزج" أو "الطبقة النشطة".

في الصيغ الموضحة في هذه الصفحة، تتراوح القيم من 0.0 (أسود) إلى 1.0 (أبيض).

هذا هو وضع المزج القياسي الذي يستخدم الطبقة العلوية فقط، ^{[ 3 ]} دون مزج ألوانها مع الطبقة التي تحتها:

$${\displaystyle f(a,b)=b}$$

حيث يمثل a قيمة قناة لونية في الطبقة السفلية، ويمثل b قيمة القناة المقابلة في الطبقة العلوية. ويتم دمج النتيجة عادةً في الطبقة السفلية باستخدام تركيب ألفا "بسيط" (b على a) (مما يجعل الصيغة الفعلية${\displaystyle f(a,b)=\operatorname {alpha} (b,a)}$)، ولكن عمليات بورتر-داف الأخرى ممكنة. ^{[ 3 ]} تؤدي خطوة التركيب إلى ظهور شكل الطبقة العلوية، كما هو محدد بواسطة قناة ألفا الخاصة بها، فوق الطبقة السفلية.

يأخذ وضع المزج وحدات بكسل عشوائية من كلا الطبقتين. عندما تكون شفافية الطبقة العلوية أكبر من شفافية الطبقة السفلية، تُؤخذ معظم وحدات البكسل من الطبقة العلوية، بينما عندما تكون الشفافية منخفضة، تُؤخذ معظم وحدات البكسل من الطبقة السفلية. لا يُستخدم أي تنعيم للخطوط مع وضع المزج هذا، لذا قد تبدو الصور محببة وغير واضحة.

يُنشئ برنامج Adobe Photoshop نمطًا عشوائيًا زائفًا للضوضاء عند بدء التشغيل، حيث تُخصص قيمة رمادية (أحمر = أخضر = أزرق) وقيمة ألفا تساوي 1 ("مُفعّل") لكل بكسل في مصفوفة نقطية ثنائية الأبعاد ("مُفعّل"). ومع انخفاض شفافية الطبقة العلوية، تتغير قيمة ألفا لبعض البكسلات الرمادية من 1 إلى 0 ("مُعطّل")، مما يجعل بكسلات الصورة المقابلة لبكسل ذي قيمة رمادية في المصفوفة النقطية إما مُفعّلة (مرئي، معتم) أو مُعطّلة (غير مرئي، شفاف)، دون أي تدرج في الشفافية.

يُعدّ كلٌّ من نمطَي المزج "الضرب" و"الشاشة" نمطَي مزج أساسيين لتغميق الصور وتفتيحها على التوالي. وهناك العديد من التوليفات بينهما، مثل "التراكب" و"الضوء الناعم" ( انظر أدناه ) و"الضوء الساطع" و"الضوء الخطي" و"الضوء الموضعي".

ضوء ناعم

يُعدّ الضوء الناعم أقرب ما يكون إلى تقنية التراكب، ولا يشبه الضوء القوي إلا في الاسم. تطبيق اللون الأسود أو الأبيض النقي لا ينتج عنه لون أسود أو أبيض نقي.

توجد طرقٌ عديدة لتطبيق مزيج الإضاءة الناعمة. ^{[ 5 ]} تُعطي جميع هذه الطرق النتيجة نفسها عندما تكون الطبقة العلوية سوداء تمامًا، وكذلك عندما تكون رمادية محايدة تمامًا. كما تُعطي طرق Photoshop وlusions.hu النتيجة نفسها عندما تكون الطبقة العلوية بيضاء تمامًا (يكمن الاختلاف بينهما في كيفية استيفاء النتائج الثلاث).

تتطابق هذه النتائج الثلاث مع تصحيح جاما للطبقة السفلية مع γ=2 (لللون الأسود العلوي)، والطبقة السفلية غير المتغيرة (أو ما هو نفسه، γ=1؛ للون الرمادي المحايد العلوي)، و γ=0.5 (لللون الأبيض العلوي).

تحتوي الصيغة المستخدمة في برنامج فوتوشوب حتى عام 2012 على عدم تجانس في التباين الموضعي، وتعالجها صيغ أخرى. صيغة فوتوشوب هي: ^{[ 6 ]}

$${\displaystyle f_{\mathrm {photoshop} }(a,b)={\begin{cases}2ab+a^{2}(1-2b),&{\mbox{if }}b<0.5\\2a(1-b)+{\sqrt {a}}(2b-1),&{\mbox{otherwise}}\end{cases}}}$$

حيث تمثل a قيمة الطبقة الأساسية و b قيمة الطبقة العليا. وبناءً على قيمة b ، نحصل على استيفاء خطي بين ثلاثة تصحيحات غاما: γ=2 (عندما b =0)، و γ=1 (عندما b =0.5)، و γ=0.5 (عندما b =1).

صيغة بيجتوب ^{[ 6 ]} أكثر سلاسة وتصحح عدم الاستمرارية عند b = 0.5:

$${\displaystyle f_{\mathrm {pegtop} }(a,b)=(1-2b)a^{2}+2ba.}$$

هذا استيفاء خطي بين نمطي المزج "الضرب" (عندما a = 0) و"الشاشة" (عندما a = 1). ويمكن اعتباره أيضًا استيفاءً خطيًا بين تصحيح غاما بقيمة γ = 2 (عندما b = 0)، ومنحنى نغمي معين (عندما b = 1). (هذا المنحنى الأخير يُعادل تطبيق γ = 2 على الصورة المعكوسة).

تقوم صيغة ثالثة محددة بواسطة illusions.hu ^{[ 7 ]} بتصحيح عدم الاستمرارية بطريقة مختلفة، حيث تقوم بتصحيح جاما مع γ اعتمادًا على b :

$${\displaystyle f_{\mathrm {illusions.hu} }(a,b)=a^{(2^{2(0.5-b)})}}$$

بالنسبة لـ b = 0، لا يزال المرء يحصل على γ = 2، وبالنسبة لـ b = 0.5 يحصل المرء على γ = 1، وبالنسبة لـ b = 1 يحصل المرء على γ = 0.5، لكنها ليست عملية استيفاء خطي بين هذه الصور الثلاث.

الصيغة المحددة في مسودات W3C الأخيرة ^{[ 3 ]} لـ SVG و Canvas مكافئة رياضياً لصيغة Photoshop مع اختلاف بسيط حيث b≤0.5 و a≤0.25:

$${\displaystyle f_{\mathrm {w3c} }(a,b)={\begin{cases}a-(1-2b)\cdot a\cdot (1-a)&{\text{if }}b\leq 0.5\\a+(2b-1)\cdot (g_{w3c}(a)-a)&{\text{otherwise}}\end{cases}}}$$

أين:

$${\displaystyle g_{\mathrm {w3c} }(a)={\begin{cases}((16a-12)\cdot a+4)\cdot a&{\text{if }}a\leq 0.25\\{\sqrt {a}}&{\text{otherwise}}\end{cases}}.}$$

وهذه هي الصيغة المستخدمة أيضاً من قبل القاهرة ، ^{[ 8 ]} وفي وثائق PDF السابقة . ^{[ 9 ]}

لا يزال الأمر عبارة عن استيفاء خطي بين 3 صور لقيم b = 0، 0.5، 1. ولكن الآن، الصورة لـ b = 1 ليست γ = 0.5، بل هي نتيجة منحنى نغمي يختلف عن منحنى γ = 0.5 للقيم الصغيرة لـ a : فبينما قد يؤدي تصحيح جاما مع γ = 0.5 إلى زيادة قيمة a عدة مرات، فإن هذا المنحنى الجديد يحد من زيادة a بمعامل 4.

تُغيّر تقنيتا التفتيح والتغميق درجة سطوع الصور، وهما مستوحتان من تقنيتي التفتيح والتغميق في غرفة التحميض. يُفتّح التفتيح الصورة، بينما يُغمّقها التغميق. ويُشابه تفتيح الصورة تغميق نيجاتيفها (والعكس صحيح).

• أوضاع المراوغة :
  • يقوم وضع المزج "الشاشة" بعكس الطبقتين، وضربهما، ثم عكس النتيجة.
  • يقسم وضع مزج "تفتيح اللون" الطبقة السفلية على الطبقة العلوية المعكوسة. يؤدي هذا إلى تفتيح الطبقة السفلية تبعًا لقيمة الطبقة العلوية: فكلما كانت الطبقة العلوية أكثر سطوعًا، زاد تأثير لونها على الطبقة السفلية. ينتج عن مزج أي لون مع الأبيض لون أبيض. أما المزج مع الأسود فلا يُغير الصورة. هذه العملية غير قابلة للعكس نظرًا لاحتمالية فقدان بعض المناطق المضيئة. (يحدث فقدان بعض المناطق في نفس منطقة "تفتيح اللون الخطي "). عندما تحتوي الطبقة العلوية على لون متجانس، يكون هذا التأثير مكافئًا لتغيير النقطة البيضاء إلى اللون المعكوس. يزداد التباين الملحوظ عند عدم وجود فقدان لبعض المناطق المضيئة.
  • يقوم وضع المزج "التفتيح الخطي" ببساطة بجمع القيم في الطبقتين (ويُعرف أيضًا بالمزج الجمعي ). المزج مع اللون الأبيض يُعطي اللون الأبيض، بينما المزج مع اللون الأسود لا يُغير الصورة. عندما تحتوي الطبقة العلوية على لون متجانس، يكون هذا التأثير مُكافئًا لتغيير نقطة اللون الأسود في الإخراج إلى هذا اللون، ونقطة اللون الأبيض في الإدخال إلى اللون المعكوس. يقل التباين عند عدم وجود قص.
  • التقسيم : يشبه "تفتيح اللون"، لكن المزج باللون الأبيض لا يغير الصورة.

• 
  تم تطبيق وضع المزج "الشاشة" على الصور النموذجية
• 
  تم تطبيق وضع مزج الألوان "تفتيح اللون" على الصور النموذجية
• 
  تم تطبيق وضع المزج Linear Dodge ( الإضافي ) على الصور النموذجية

• أوضاع الحرق :
  • يقوم وضع الضرب ببساطة بضرب كل مكون في الطبقتين.
  • يقسم وضع " حرق اللون" الطبقة السفلية المعكوسة على الطبقة العلوية، ثم يعكس النتيجة. يؤدي هذا إلى تغميق الطبقة العلوية، مما يزيد التباين ليعكس لون الطبقة السفلية. كلما كانت الطبقة السفلية أغمق، زاد استخدام لونها. لا يُحدث المزج مع اللون الأبيض أي فرق. عندما تحتوي الطبقة العلوية على لون متجانس، يكون هذا التأثير مكافئًا لتغيير النقطة السوداء إلى اللون المعكوس. هذه العملية غير قابلة للعكس بسبب احتمال حدوث قص في الظلال. يحدث القص في نفس المنطقة كما هو الحال في وضع " الحرق الخطي" .
  • يجمع وضع الحرق الخطي القيمة في الطبقتين ويطرح منها 1. وهذا يُشابه عكس كل طبقة، ثم جمعهما معًا (كما في التفتيح الخطي)، ثم عكس النتيجة. أما المزج باللون الأبيض فلا يُغير الصورة.
• الضوء الساطع : يجمع وضع المزج هذا بين تفتيح اللون وتغميقه (مع إعادة تحجيم الألوان المحايدة لتصبح رمادية متوسطة). يُطبّق التفتيح عندما تكون قيم الطبقة العلوية أفتح من الرمادي المتوسط، بينما يُطبّق التغميق على القيم الأغمق. الرمادي المتوسط ​​هو اللون المحايد. عندما يكون لون الطبقة العلوية أفتح من هذا اللون، يؤدي ذلك فعليًا إلى تحريك النقطة البيضاء للطبقة السفلية لأسفل بمقدار ضعف الفرق؛ وعندما يكون أغمق، تُحرّك النقطة السوداء لأعلى بمقدار ضعف الفرق. (يزيد هذا من التباين المُدرَك).
• الإضاءة الخطية : يجمع هذا الوضع بين التفتيح الخطي والتغميق الخطي (مع إعادة تحجيم الألوان المحايدة لتصبح رمادية متوسطة). يُطبّق التفتيح عندما تكون قيمة الطبقة العلوية أفتح من الرمادي المتوسط، ويُطبّق التغميق عندما تكون قيمة الطبقة العلوية أغمق. تتبسط العملية الحسابية إلى مجموع قيمة الطبقة السفلية وضعف قيمة الطبقة العلوية، ثم يُطرح منها 1. يُقلل هذا الوضع من التباين.
• الطرح: يقوم وضع المزج هذا بجمع القيمة في الطبقتين وطرح 1. على عكس الحرق الخطي، فإن المزج باللون الأبيض يؤثر على الصورة.

تُوفّر بعض التطبيقات، مثل Peacock من Aviary و Krita من KDE ، ^{[ 1 ]} أنماط مزج حسابية منطقية. تجمع هذه الأنماط بين التمثيل الثنائي للون السداسي العشري عند كل بكسل من طبقتين باستخدام بوابات منطقية . تتحكم قيمة ألفا للطبقة العلوية في عملية الاستيفاء بين صورة الطبقة السفلية والصورة المُدمجة.

تعتمد أوضاع مزج اللون والتشبع واللون والسطوع في برنامج فوتوشوب على مساحة لونية ذات أبعاد اللون والتشبع والسطوع. ملاحظة: تختلف هذه المساحة عن كلٍ من HSL وHSV، ويشترك الثلاثة في بُعد اللون فقط. راجع مقالة HSL وHSV لمزيد من التفاصيل.

على عكس جميع أنماط المزج السابقة الموصوفة، والتي تعمل على كل قناة من قنوات الصورة بشكل مستقل، في كل نمط من هذه الأنماط، تُؤخذ بعض الأبعاد من الطبقة السفلية، بينما تُؤخذ الأبعاد المتبقية من الطبقة العلوية. تُعاد الألوان الخارجة عن نطاق الألوان إلى داخله عن طريق رسم خرائط على طول خطوط ثابتة من حيث درجة اللون والسطوع. هذا يجعل العمليات غير قابلة للعكس ؛ فبعد تطبيق طبقة علوية في أحد أنماط المزج هذه، يصبح من المستحيل في بعض الحالات استعادة مظهر الطبقة الأصلية (السفلية)، حتى عند تطبيق نسخة من الطبقة السفلية في نمط المزج نفسه فوق كلتيهما.

• يحافظ وضع مزج اللون على الإضاءة واللون للطبقة السفلية، مع اعتماد لون الطبقة العلوية.
• يحافظ وضع المزج "التشبع" على إضاءة ودرجة لون الطبقة السفلية، مع اعتماد تشبع الطبقة العلوية.
• يحافظ وضع مزج الألوان على إضاءة الطبقة السفلية، مع اعتماد درجة اللون والتشبع للطبقة العلوية.
• يحافظ وضع المزج Luminosity على درجة اللون والتشبع للطبقة السفلية، مع اعتماد إضاءة الطبقة العلوية.

نظرًا لأن أنماط المزج هذه تعتمد على فضاء لوني أقرب بكثير من فضاء RGB إلى الأبعاد ذات الصلة بالإدراك البصري، فإنه يمكن استخدامها لتصحيح لون الصورة دون تغيير درجة الإضاءة المُدركة ، وللتحكم في تباين الإضاءة دون تغيير درجة اللون أو التشبع. يُستخدم نمط الإضاءة عادةً لتحسين وضوح الصورة ، لأن الرؤية البشرية أكثر حساسية لتباين الإضاءة الدقيق من تباين الألوان. (انظر: التباين (الرؤية) )

قلة من برامج تحرير الصور، باستثناء فوتوشوب، تستخدم نفس مساحة الألوان لأنماط المزج هذه. ^{[ 3 ]} بدلاً من ذلك، تعتمد هذه البرامج عادةً على نظام HSV (المعروف أيضًا باسم HSB) أو HSL. تُسمى أنماط المزج القائمة على HSV عادةً بالصبغة والتشبع والسطوع . يتميز استخدام HSL أو HSV بميزة إمكانية عكس معظم العمليات (نظريًا على الأقل)، لكن يعيبه أن أبعاد HSL وHSV ليست بنفس أهمية أبعاد المساحة التي يستخدمها فوتوشوب من الناحية الإدراكية .

تعتمد نتيجة تطبيق عدة أنماط من هذه الأنماط خطيًا على مستوى البكسل في الطبقة العلوية. في هذه الحالات، عندما تكون الطبقة العلوية سوداء تمامًا، نحصل على تحويل معين للطبقة السفلية (والتي قد تكون صورة سوداء تمامًا أو بيضاء تمامًا). وعندما تكون الطبقة العلوية بيضاء تمامًا، نحصل على تحويل آخر مماثل. أما قيم التدرج الرمادي المتوسطة، فقد تم وصفها أعلاه باستخدام شريط تمرير الشفافية في التحويل الثاني.

في مثل هذه الحالات، يكون تطبيق وضع المزج مكافئًا للمزج العادي :

• قم بتطبيق تحويلين على الطبقات السفلية؛
• استخدم نتيجة التحويل الأول كطبقة سفلية جديدة؛
• ضع نتيجة التحويل الثاني كطبقة علوية جديدة؛
• استخدم الطبقة العلوية الأولية كقناع على الطبقة العلوية الجديدة.

(يفترض هذا أن القناع قد يكون ملونًا، حيث تقوم قنواته R و G و B بإخفاء قنوات الصورة بشكل مستقل. لا تسمح العديد من برامج معالجة الصور بمثل هذه الأقنعة؛ بالنسبة لها، لا ينطبق هذا التكافؤ إلا على الطبقات العليا ذات التدرج الرمادي .)

تتيح بعض التطبيقات للمستخدم تطبيق أوضاع المزج على أدوات الرسم، مثل أداة الفرشاة في فوتوشوب أو أي أداة رسم في جيمب. عند استخدام أوضاع المزج مع هذه الأدوات، تُحسب النتيجة بناءً على وحدات البكسل الموجودة مسبقًا على الطبقة المستهدفة. إذا لم تكن هناك وحدات بكسل موجودة، تُنشأ وحدات البكسل "المُلوّنة" كما لو كانت في وضع المزج العادي. ثم تُحسب الضربات اللاحقة المتداخلة بناءً على وضع مزج الأداة، وتُطبق النتيجة مباشرةً على الطبقة. يتمثل أحد الفروق الرئيسية بين مزج الأدوات ومزج الطبقات في أنه لا يمكن تعديل نتائج مزج الأدوات عمومًا بعد رسم الضربة، باستثناء التراجع باستخدام أمر التراجع في التطبيق؛ بينما يمكن تعديل مزج الطبقات من خلال الشفافية أو حتى تبديلها، حيث يتم تطبيقها ديناميكيًا بين الطبقات. بعبارة أخرى، تُغير أدوات الرسم وحدات البكسل على الطبقة؛ أما أوضاع المزج المطبقة على طبقتين فلا تُغير أي وحدات بكسل، بل تؤثر فقط على الصورة المرئية الناتجة.

يُعد هذا التمييز مفيدًا لإنشاء تأثيرات متنوعة على طبقة واحدة، كما هو الحال عند تطبيق تقنيات التفتيح والتغميق، حيث يسمح الرسم بشفافية منخفضة في أوضاع الشاشة أو الضرب للمستخدم ببناء النتائج أو تقليلها بطريقة أكثر طبيعية على طبقة واحدة.

• ألفا للتغطية
• مقارنة بين برامج تحرير الرسومات النقطية
• رسومات نقطية
• معالجة الصور الرقمية

• <blend-mode> - CSS: أوراق الأنماط المتتالية على وثائق MDN على الويب
• بول ر. دان، "نظرة معمقة على أوضاع المزج في فوتوشوب 7.0"
• "الرياضيات في برنامج فوتوشوب باستخدام تظليلات GLSL"
• "Photoshop Blend Mode Math" ، يتضمن كود C.
• رون بيجلو، "استخدام أوضاع المزج في فوتوشوب - الجزء الأول" ، درس تعليمي
• دليل برنامج GIMP
• أوضاع المزج في فلاش
• ملف PDF للشفافية والمزج من Adobe Master
• شرح ومقارنة أوضاع المزج في برنامجي GIMP و Photoshop بصريًا ، الأجزاء الأول والثاني والثالث والرابع
• عرض توضيحي بلغة جافا حول عامل دمج الصور ، وهو عرض توضيحي تفاعلي لدمج الصور قائم على لغة جافا
• جميع العمليات الحسابية الكامنة وراء تركيب الصور في برنامج فوتوشوب (بما في ذلك العمليات الحسابية لاستخدام قناة ألفا في التركيبات المعقدة مثل الإضاءة الناعمة)
• خوارزمية دمج الصور

الكتب

• دليل أوضاع المزج في فوتوشوب للمصورين الرقميين (جون بيردسورث، أورايلي 2005) - خارجي
• القوة الخفية لأوضاع المزج في أدوبي فوتوشوب (سكوت فالنتاين، أدوبي برس 2013) - خارجي