這是一個非常專業且切中影像處理核心的問題。在探討 Photoshop 等專業影像處理軟體背後的演算法時,理解色彩在數學上的運作邏輯,是掌握數位影像合成的關鍵。

以下我將以影像處理的運算邏輯,為您拆解「差異化(Difference)」混合模式的底層機制:

一、 R、G、B 色版的比對方式:獨立計算還是總和?

在 Photoshop 的「差異化」混合模式中,計算方式是將 R、G、B 三個色版完全拆開來,進行獨立比對與計算

影像處理演算法在處理這類標準混合模式時,並不會將 R、G、B 的數值相加求總和(這通常是轉換為灰階或計算明度的演算法才會做的事)。「差異化」是純粹的逐像素、逐色版(Per-channel, Per-pixel)的數學運算。

二、 數學表達式(0 到 255 標準區間)

在 8-bit/channel 的色彩空間中,每個色版的數值皆落在 0 到 255 之間。「差異化」的數學核心邏輯是取兩個數值差的絕對值。這意味著無論是用底圖減去混合圖,還是混合圖減去底圖,結果都是一樣的,它只關心兩者之間的「距離」。

若我們定義:

其通用的數學表達式為:

$$C = |A - B|$$

將其拆解到 R、G、B 三個獨立色版,其公式如下:

$$R_{out} = |R_{base} - R_{blend}|$$

$$G_{out} = |G_{base} - G_{blend}|$$

$$B_{out} = |B_{base} - B_{blend}|$$

三、 實際計算範例

假設我們有兩個圖層的某一個像素點,其 RGB 數值(0-255)如下: