在图像处理过程中，图像的合成操作是使用频率最高的，如图像显示、图像拷贝、图像拼接以及的图层拼合叠加等。
图像合成，其实也就是图像像素颜色的混合，在Photoshop中，颜色混合是个很复杂的东西，不同的混合模式，将产生不同的合成效果，如果将之全部研究透彻，估计就得写一本书。因此，本文只谈谈最基本的图像合成，也就是Photoshop中的正常混合模式。
只要接触过图像处理的，都知道有个图像像素混合公式：
1）dstRGB = srcRGB * alpha + dstRGB * (1 - alpha)
其中，dstRGB为目标图像素值；srcRGB为源图像素值；alpha为源图像素值混合比例（不透明度，范围0 - 1）。
其实，这个像素混合公式有很大局限性，只适合不含Alpha信息的图像。
要处理包括带Alpha通道图像（层）的混合，其完整的公式应该是：
2-1）srcRGB = srcRGB * srcAlpha * alpha / 255 （源图像素预乘转换为PARGB）
2-2）dstRGB = dstRGB * dstAlpha / 255 （目标图像素预乘转换为PARGB）
2-3）dstRGB = dstRGB + srcRGB - dstRGB * srcAlpha * alpha / 255 （源图像素值与目标图像素值混合）
2-4）dstAlpha = dstAlpha + srcAlpha * alpha - dstAlpha * srcAlpha * alpha / 255 （混合后的目标图Alpha通道值）
2-5）dstRGB = dstRGB * 255 / dstAlpha （混合后的目标图像素转换为ARGB）
其中，dstRGB为目标图像素值；srcRGB为源图像素值；dstAlpha为目标图Alpha通道值；srcAlpha为源图Alpha通道值；dstARGB为含Alpha目标图像素值；alpha为源图像素值混合比例（不透明度，范围0 - 1）。
将公式2中的2-1式代入2-3式，简化可得：
3-1）dstRGB = dstRGB * dstAlpha / 255
3-2）dstRGB = dstRGB + (srcRGB - dstRGB) * srcAlpha * alpha / 255
3-3）dstAlpha = dstAlpha + srcAlpha * alpha - dstAlpha * srcAlpha * alpha / 255
3-4）dstRGB = dstRGB * 255 / dstAlpha
当dstAlpha=srcAlpha=255时，公式3中3-1式、3-3式和3-4式没有意义，3-2式也变化为：
4）dstRGB = dstRGB + (srcRGB - dstRGB) * alpha
不难看出，公式4是公式1的变形。因此，公式1只是公式3（或者公式2）在目标图和源图都不含Alpha信息（或者Alpha=255）情况下的一个特例而已。
当公式4中的alpha=1时，目标图像素等于源图像素，所以，本文前面说图像拷贝其实也是图像合成的范畴。
通过上面较详细的分析，可以看出，即使是最基本正常图像混合模式也是很复杂的。其实，上面还不是完整的分析，因为按照目标图Alpha信息、源图Alpha信息以及源图合成比例等三个要素的完全的排列组合，最多可以派生8个公式。
下面就按正常混合模式的全部8种情况（有2项重合，实际为7种情况）来分别进行代码实现，也可完善和补充上面的文字叙述：
1 // --------------------------------------------------------------------------- 2 3 // 定义ARGB像素结构 4 typedef union 5 { 6 ARGB Color; 7 struct 8 { 9 BYTE Blue; 10 BYTE Green; 11 BYTE Red; 12 BYTE Alpha; 13 }; 14 }ARGBQuad, *PARGBQuad; 15 16 typedef struct 17 { 18 INT width; 19 INT height; 20 PARGBQuad dstScan0; 21 PARGBQuad srcScan0; 22 INT dstOffset; 23 INT srcOffset; 24 }ImageCpyData, *PImageCpyData; 25 26 typedef VOID (*MixerProc)(PImageCpyData, INT); 27 28 #define PixelAlphaFlag 0x10000 29 // --------------------------------------------------------------------------- 30 // source alpha = false, dest alpha = false, alpha < 255 31 static VOID Mixer0(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 32 { 33 PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0; 34 PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0; 35 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 36 { 37 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++) 38 { 39 pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * alpha + 127) / 255); 40 pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * alpha + 127) / 255); 41 pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * alpha + 127) / 255); 42 } 43 } 44 } 45 // --------------------------------------------------------------------------- 46 // source alpha = false, dest alpha = false, alpha = 255 47 // source alpha = false, dest alpha = true, alpha = 255 48 static VOID Mixer1(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 49 { 50 ARGB *pd = (ARGB*)cpyData->dstScan0; 51 ARGB *ps = (ARGB*)cpyData->srcScan0; 52 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 53 { 54 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, *pd ++ = *ps ++); 55 } 56 } 57 // --------------------------------------------------------------------------- 58 // source alpha = false, dest alpha = true, alpha < 255 59 static VOID Mixer2(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 60 { 61 PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0; 62 PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0; 63 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 64 { 65 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++) 66 { 67 pd->Blue = (pd->Blue * pd->Alpha + 127) / 255; 68 pd->Green = (pd->Green * pd->Alpha + 127) / 255; 69 pd->Red = (pd->Red * pd->Alpha + 127) / 255; 70 71 pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * alpha + 127) / 255); 72 pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * alpha + 127) / 255); 73 pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * alpha + 127) / 255); 74 pd->Alpha += (alpha - (pd->Alpha * alpha + 127) / 255); 75 76 pd->Blue = pd->Blue * 255 / pd->Alpha; 77 pd->Green = pd->Green * 255 / pd->Alpha; 78 pd->Red = pd->Red * 255 / pd->Alpha; 79 } 80 } 81 } 82 // --------------------------------------------------------------------------- 83 // source alpha = true, dest alpha = false, alpha < 255 84 static VOID Mixer4(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 85 { 86 PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0; 87 PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0; 88 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 89 { 90 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++) 91 { 92 INT alpha0 = (alpha * ps->Alpha + 127) / 255; 93 pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * alpha0 + 127) / 255); 94 pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * alpha0 + 127) / 255); 95 pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * alpha0 + 127) / 255); 96 } 97 } 98 } 99 // --------------------------------------------------------------------------- 100 // source alpha = true, dest alpha = false, alpha = 255 101 static VOID Mixer5(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 102 { 103 PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0; 104 PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0; 105 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 106 { 107 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++) 108 { 109 pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * ps->Alpha + 127) / 255); 110 pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * ps->Alpha + 127) / 255); 111 pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * ps->Alpha + 127) / 255); 112 } 113 } 114 } 115 // --------------------------------------------------------------------------- 116 // source alpha = true, dest alpha = true, alpha < 255 117 static VOID Mixer6(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 118 { 119 PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0; 120 PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0; 121 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 122 { 123 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++) 124 { 125 INT alpha0 = (alpha * ps->Alpha + 127) / 255; 126 if (alpha0) 127 { 128 pd->Blue = (pd->Blue * pd->Alpha + 127) / 255; 129 pd->Green = (pd->Green * pd->Alpha + 127) / 255; 130 pd->Red = (pd->Red * pd->Alpha + 127) / 255; 131 132 pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * alpha0 + 127) / 255); 133 pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * alpha0 + 127) / 255); 134 pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * alpha0 + 127) / 255); 135 pd->Alpha += (alpha0 - (pd->Alpha * alpha0 + 127) / 255); 136 137 pd->Blue = pd->Blue * 255 / pd->Alpha; 138 pd->Green = pd->Green * 255 / pd->Alpha; 139 pd->Red = pd->Red * 255 / pd->Alpha; 140 } 141 } 142 } 143 } 144 // --------------------------------------------------------------------------- 145 // source alpha = true, dest alpha = true, alpha = 255 146 static VOID Mixer7(PImageCpyData cpyData, INT alpha) 147 { 148 PARGBQuad pd = cpyData->dstScan0; 149 PARGBQuad ps = cpyData->srcScan0; 150 for (INT y = 0; y < cpyData->height; y ++, pd += cpyData->dstOffset, ps += cpyData->srcOffset) 151 { 152 for (INT x = 0; x < cpyData->width; x ++, pd ++, ps ++) 153 { 154 if (ps->Alpha) 155 { 156 pd->Blue = (pd->Blue * pd->Alpha + 127) / 255; 157 pd->Green = (pd->Green * pd->Alpha + 127) / 255; 158 pd->Red = (pd->Red * pd->Alpha + 127) / 255; 159 160 pd->Blue += (((ps->Blue - pd->Blue) * ps->Alpha + 127) / 255); 161 pd->Green += (((ps->Green - pd->Green) * ps->Alpha + 127) / 255); 162 pd->Red += (((ps->Red - pd->Red) * ps->Alpha + 127) / 255); 163 pd->Alpha += (ps->Alpha - (pd->Alpha * ps->Alpha + 127) / 255); 164 165 pd->Blue = pd->Blue * 255 / pd->Alpha; 166 pd->Green = pd->Green * 255 / pd->Alpha; 167 pd->Red = pd->Red * 255 / pd->Alpha; 168 } 169 } 170 } 171 } 172 // --------------------------------------------------------------------------- 173 174 VOID ImageMixer(BitmapData *dest, CONST BitmapData *source, INT alpha) 175 { 176 if (alpha <= 0) return; 177 if (alpha > 255) alpha = 255; 178 179 ImageCpyData data; 180 data.width = (INT)(dest->Width < source->Width? dest->Width : source->Width); 181 data.height = (INT)(dest->Height < source->Height? dest->Height : source->Height); 182 data.dstOffset = (dest->Stride >> 2) - data.width; 183 data.srcOffset = (source->Stride >> 2) - data.width; 184 data.dstScan0 = (PARGBQuad)dest->Scan0; 185 data.srcScan0 = (PARGBQuad)source->Scan0; 186 187 MixerProc proc[] = {Mixer0, Mixer1, Mixer2, Mixer1, Mixer4, Mixer5, Mixer6, Mixer7}; 188 INT index = (alpha / 255) | ((dest->Reserved >> 16) << 1) | ((source->Reserved >> 16) << 2); 189 proc[index](&data, alpha); 190 } 191 // ---------------------------------------------------------------------------
函数ImageMixer有三个参数，分别为目标图数据结构（借用GDI+的BitmapData结构）指针、源图数据结构指针和源图像素混合比例（不透明度，取值范围为0 - 255，前面的公式中的取值范围0 - 1是方便描述）。函数体中的proc数组包括了图像混合的全部8种情况的子函数，而index则按混合比例、目标图Alpha信息和源图Alpha信息组合成子函数调用下标值（Alpha信息在BitmapData结构的保留字段中）。
当然，在实际的运用中，全部8种情况似乎是多了点，可根据情况进行适当合并取舍，以兼顾代码的复杂度和执行效率。下面是我认为比较合理的精简版ImageMixer函数：
1 VOID ImageMixer(BitmapData *dest, CONST BitmapData *source, INT alpha) 2 { 3 if (alpha <= 0) return; 4 if (alpha > 255) alpha = 255; 5 6 ImageCpyData data; 7 data.width = (INT)(dest->Width < source->Width? dest->Width : source->Width); 8 data.height = (INT)(dest->Height < source->Height? dest->Height : source->Height); 9 data.dstOffset = (dest->Stride >> 2) - data.width;10 data.srcOffset = (source->Stride >> 2) - data.width;11 data.dstScan0 = (PARGBQuad)dest->Scan0;12 data.srcScan0 = (PARGBQuad)source->Scan0;13 14 if (alpha == 255 && !(source->Reserved & PixelAlphaFlag))15 Mixer1(&data, alpha);16 else if (dest->Reserved & PixelAlphaFlag)17 Mixer6(&data, alpha);18 else19 Mixer4(&data, alpha);20 }21 //--------------------------------------------------------------------------- 这个ImageMixer函数只保留了3个调用子函数，其中，Mixer6是完全的正常混合模式，即前面公式3的实现；Mixer4为对不含Alpha信息目标图的混合，即在公式4基础上稍稍扩充了的情况；而Mixer1则为拷贝模式。
下面是采用BCB2007和GDI+调用ImageMixer函数的例子：
1 // --------------------------------------------------------------------------- 2 3 // 锁定GDI+位位图扫描线到data 4 FORCEINLINE 5 VOID LockBitmap(Gdiplus::Bitmap *bmp, BitmapData *data) 6 { 7 Gdiplus::Rect r( 0, 0, bmp->GetWidth(), bmp->GetHeight()); 8 BOOL hasAlpha = bmp->GetPixelFormat() & PixelFormatAlpha; 9 bmp->LockBits(&r, ImageLockModeRead | ImageLockModeWrite, 10 PixelFormat32bppARGB, data); 11 if (hasAlpha) data->Reserved |= PixelAlphaFlag; 12 } 13 // --------------------------------------------------------------------------- 14 15 // GDI+位图扫描线解锁 16 FORCEINLINE 17 VOID UnlockBitmap(Gdiplus::Bitmap *bmp, BitmapData *data) 18 { 19 data->Reserved &= 0xff; 20 bmp->UnlockBits(data); 21 } 22 // --------------------------------------------------------------------------- 23 24 void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) 25 { 26 Gdiplus::Bitmap *dest = new Gdiplus::Bitmap(L " d:\\xmas_011.png "); 27 Gdiplus::Bitmap *source = new Gdiplus::Bitmap(L " d:\\Apple.png "); 28 29 Gdiplus::Graphics *g = new Gdiplus::Graphics(Canvas->Handle); 30 g->DrawImage(dest, 0, 0); 31 g->DrawImage(source, dest->GetWidth(), 0); 32 33 BitmapData dst, src; 34 LockBitmap(dest, &dst); 35 LockBitmap(source, &src); 36 ImageMixer(&dst, &src, 192); 37 UnlockBitmap(source, &src); 38 UnlockBitmap(dest, &dst); 39 40 g->DrawImage(dest, dest->GetWidth() << 1, 0); 41 42 delete g; 43 delete source; 44 delete dest; 45 } 46 // ---------------------------------------------------------------------------
下面是运行效果截图：
左边是目标图，中间是源图，右边是源图按不透明度192进行的正常混合。
本文代码未作过多优化。
水平有限，错误在所难免，欢迎指正和指导。邮箱地址：