Jianghu · 技术复盘 02|透明材质的完整链路:从白底生图到 WebM alpha
透明材质这条链,我们返工了三轮才想明白一件事:它不是一个「后处理步骤」,而是三条互相替代的路线;走哪条,不由引擎决定,由主体里有没有白决定。第二个反直觉结论更贵:白边不是 alpha 没抠干净,是画风先验——我们一度写了去白边工具,最后把它废掉了,因为真正该改的是提示词。
一、三条路线,先用「主体有没有白」分流
| 路线 | 原理 | 适用 | 实测结论 |
|---|---|---|---|
| 生成端原生 RGBA | 模型 VAE 在采样阶段直接给出带 alpha 的 RGBA | 立绘、图标;要求本地跑得动 | 峰值显存 5.2~5.5GB;白边随画风一起降到 0.16%~0.21%;BiRefNet 整条可撤,门人重跑仍是待办 |
| 白底 + BiRefNet | 白底生图,再用语义分割判前景/背景 | 主力:立绘、建筑、动作链 | 1.6 秒/张;同一张图不透明区纯白像素 4118 → 54(1.58% → 0.03%) |
| 色键 / 泛洪 | 背景刷纯色,按颜色差抠 | 主体与背景色域完全不相交(如深色图标) | 主体含白/浅色时不可用;建筑品红底实验失败 |
判据一句话:主体含白 ⇒ 无脑白底 + BiRefNet,别自创色键——白墙、白衣这类主体尤其不能走色键。我们在大殿上试过品红/粉底,两个坑叠加:1 生成端不一定画纯品红,实测画成了粉色系(R230 / G165 / B185),色键判据只能按实际采样放宽;2 主体包住的阴影粉(屋檐下的投影)不与外界连通,泛洪清不掉,全局去粉又会误伤材质。换白底 + 语义抠图后一次成功——语义模型知道「这是座建筑」,白底判背景、白墙判前景。
白墙案例的验收指标是不透明区里的近白像素占比:它不能是 0(白墙本来就该白,0 说明被抠掉了),也不能边缘带底色残留。v3 选的白墙较少的构图实测 0.2%——这个数要能解释,不是越低越好。
顺带记一条文档冲突:Qwen-Image-2.1 的原生 RGBA 在方案里一处写「VAE 4 通道」、一处写「64 通道 VAE」。这不影响结论(实测出图自带真 alpha、不需要再抠),但写文档时这类数字最好只留一个来源。
二、白底 + BiRefNet:工作流与两个「静默失败」
标准工作流只有六个节点:LoadImage → LoadBackgroundRemovalModel → RemoveBackground → InvertMask → JoinImageWithAlpha → SaveImage。第一个坑就在里面:RemoveBackground 输出的是「前景=1」,而 JoinImageWithAlpha 内部还会再取反一次,不串一个 InvertMask 就会把主体抠掉、留下背景——看起来像「模型不行」,其实是接反了。
第二个坑更隐蔽:我们换了抠图算法,整套产物看起来没变化,而且不报错。根因是管线断链——绿幕合成还在吃原始白底图,静默走了白底分支,抠好的透明立绘没被喂进下一环。解法是两个:顺序固定为「立绘 → 语义抠图 → 透明立绘 → alpha 合成绿幕 → 出片」,以及在日志里写死一句「立绘自带透明底(自动)→ alpha 合成」;跑完看不到这行,就当没生效。
还有一类治不了的漏白:白底 + 四角泛洪只能吃掉与边界连通的白,被主体围住的白(四足怪腿间、叉腿之间、软体盘绕缝隙)永远灌不进去,会被 H3 当成画面内容画进每一帧(绿幕帧上变成米白+阴影,纯白只剩 3 个像素),事后抠绿救不回来。实测 46 张敌人立绘里 30 张中招,最狠占整幅 4.78%。
三、白边:两个来源,一把刀治不了两处
来源一,抗锯齿。 边缘像素 = 前景×a + 白底×(1-a),半透明那一圈混进了白。可治:先 alpha 腐蚀 1px 把最外圈削掉,再对半透明像素解前 前 = (c − 255×(1−a)) / a;只动 0.02 < a < 0.995 的像素,否则白色衣料本身会被压暗。这一招我们叫 despill_white。
来源二,模型画的。 放大到绿底看得很清楚:约 8~10px 宽的实心白轮廓,alpha=255、RGB≈255,贴着人物外形走;实测不透明像素里 8.9% 是这圈白边。成因是一组画风描述:「折纸纸雕 / 纸片层叠 / 手工纸纤维 / 卡纸剪贴 / 纸艺质感 / 贴纸感」把模型带进了「纸艺贴纸素材」的先验,而训练数据里的纸艺贴纸普遍带白边。换纯漫画 + 折纸硬边的画风后,白边实测 0.21% / 0.16% / 0.18%(三档),问题自动消失。
| 类别 | 词 | 白边实测 |
|---|---|---|
| 禁用 | 纸片层叠 / 手工纸纤维纹理 / 卡纸剪贴 / 纸艺质感 / 贴纸感 | 8.9% |
| 安全 | 硬线条 / 硬边块面 / 几何折角 / 直线锐角 / 顿挫感 / 块面体积 / 三层明暗 / 厚度边 / 投影纵深 | 约 0 |
我们一度写过一个后处理 defringe(替换边缘 RGB + 切描边 alpha),最后放弃了:它会把轮廓误切,全不透明像素从 23% 掉到 10%;既然根因是画风,就该换提示词。结论:后处理只能治来源一,来源二必须改画风;而且白边要去原始帧上找证据,别在抠图算法里绕。
四、H3 绿幕链:把透明立绘再合成回绿幕
动作精灵的透明不是靠「生成时透明」,而是绿幕 + 抠绿:透明立绘先 alpha 合成到绿幕上(不是四角泛洪——立绘四角已经透明,再泛洪会失效),H3 出绿幕视频,再抽帧抠。每个环节都有判据:
| 环节 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| 抠绿判据 | (g − max(r,b) > 46) 且 (g > 110) | 判据要严、宁漏勿误:角色身上有墨绿/青绿,放宽了会在身上抠洞 |
| 边缘过渡 | SOFT=26 | 绿度 46~72 之间做 alpha 渐变,避免硬锯齿 |
| 去绿溢 | DESPILL=0.75 | 把边缘 g 通道压到与 max(r,b) 同水平,否则人物带一圈绿光 |
| 去白边 | alpha 腐蚀 1px + 解前 | 立绘从白底/BiRefNet 带来的那圈白,绿幕这套管不着 |
| 空洞体检 | hole_ratio >2% 报警 | 对不透明区填洞,填不到的透明区才是「身上透绿」;门人素材定稿 0.20% |
这里的指标设计有一个真实假警报:别拿「整幅透明比例」当空洞率。人物只占画面一小块,随便就是 80%~90% 透明;同一批完全干净的帧,按整幅算会报「空洞 90.98%」,看图却一个洞都没有。正确做法是先求实心轮廓(对不透明区填洞),再算实心轮廓内部还剩多少透明像素。
漏白的判据是「不透明区里残留的白像素占比」,>0.5% 肉眼可见,30/46 张中招(最狠 4.78%)。这个数必须在立绘阶段就压到 0,因为绿幕会把它烘进每一帧。
五、WebM VP9 alpha:从编码到浏览器
什么时候该从精灵表改走 webm: 时长 >2s、纵向跨度大(起跳、大招)、需要按时间轴精确 seek 触发判定点。反过来,0.7~2.0s、纵向稳定、按帧号就够的动作,精灵表更省心;而且精灵表总宽有硬顶(GPU 纹理上限 8192,工程判据 ≤8000),107 帧拼表会顶穿。
编码命令就一行(关键参数都在):
ffmpeg -y -framerate 24 -i frames/%04d.png \
-c:v libvpx-vp9 -pix_fmt yuva420p \
-auto-alt-ref 0 -b:v 0 -crf 30 \
-metadata:s:v:0 alpha_mode=1 out.webm
坑 1,最隐蔽:alpha_mode 的值不能带引号。 Python 的 subprocess 传 list 不经过 shell,写成 alpha_mode="1" 会把引号原样交给 ffmpeg,文件里就是 ALPHA_MODE : "1"。要命的是 ffmpeg 自己照样解得出 alpha,所以常规解码验证查不出来;而 Chromium 认不出这个值、直接把 alpha 丢掉,作品里画出来是一整块绿底矩形。更迷惑的是在 bash 里手敲同一条命令完全没事(shell 会先剥引号),于是变成「命令行能跑、脚本跑就坏」。正解是 alpha_mode=1;验收要独立检查元数据格式。
坑 2,最高频假警报:抽帧/验证必须显式写 -c:v libvpx-vp9。 不加就会用 ffmpeg 自带的 vp9 解码器,解出来的 alpha 全是 255——明明是好的文件,看着像「编码把 alpha 弄丢了」。另外 -vf scale 也会破坏 alpha,受控实验里缩放版的透明像素从 93% 掉到 0.7%。
浏览器侧: Safari / iOS 不支持 VP9 alpha(能播,但忽略 alpha,结果是黑底方块),所以必须准备精灵表兜底 + 能力探测。探测不能只问 isTypeSupported——那只回答「能不能播」;要回答「能不能透明」。我们的做法是首次播放时把视频画到 48×48 的小画布上看四角 alpha,不透明像素 >50% 就判定不可用、走运行时抠图兜底;getImageData 抛异常也按「不可用」处理(宁可多花性能,画面必须对)。
运行时兜底本身是一套小管线:离屏 canvas 按绘制尺寸开(不是视频原始尺寸,少一半像素)并复用;每帧 drawImage → getImageData → 逐像素 → putImageData;角色素材走绿幕键控(g − max(r,b) > 18 且 g > 50,过渡带做半透明,避免硬锯齿),特效素材按亮度当 alpha(本来就是黑底)。代价是每帧约 19 万像素的读回,低端机可能掉帧,真上线得考虑降采样或 WebGL。
这里要说明现状:这套运行时兜底是随「震山锤」技能接入一起验证的(强制 keyed 模式的完整流程截图落在 _shots/zs_keyed_seq.png),之后按需求整体回滚,当前 src 里已经没有相关模块、public/assets/idle/skills 也清掉了,素材与脚本还在 _gen_actions/_jump 和 tools/ 里,验收页 docs/双锤攻击验收.html 也保留着。链路和坑仍然有效,只是别在代码里找它。
浏览器实测:canvas drawImage 之后透明区 93%~94%,半透明像素 alpha=62/72 完整保留——这也是我们敢走 canvas 一体化绘制、不叠 DOM <video> 的原因。
六、画幅、体积与特效
画幅是按「人物像素够不够」定的,不是「够不够放下跳跃」:384×704 时人物只有 239px,512×896 到 340px,定稿 704×1248 到 474px(累计 +98%)。分辨率涨了出片时间却没涨,因为帧数同时从 56 降到 22——帧数是线性因子,像素是面积因子。22 帧 = 0.917s 是 H3 能演出动作的最短档(5 帧 0.2s 什么都演不出);尺寸必须是 32 的倍数、短边 ≤768。
体积与后处理(特效):
| 素材 | 规格 | 体积 | 后处理 |
|---|---|---|---|
| 角色 slam / sweep | 704×1248 / 22 帧 | 298KB / 254KB | 无需羽化 |
| 土石特效 | 448×448 / 22 帧 | 119KB | 收缩 86% + 羽化 22% |
| 金光特效 | 448×448 / 22 帧 | 212KB | 收缩 74% + 羽化 40%,加法混合 |
特效必须做后处理,因为 H3 会把特效铺满整幅(实测内容占比:土 87%、金光 100%),直接贴上去就是一条带硬边的方块光。三道处理都是确定性的、不花 GPU:压底噪(视频压缩会把纯黑压出 5~20 灰度,金光走加法混合时这层底噪会把方块形状提亮)、收缩到中央、四边羽化。羽化必须按特效分别配、并且用平方曲线:内容收缩到 74% 后边缘落在画布 13% 处,羽化 26% 线性 ramp 在那里还剩一半 alpha,屏幕上就是一条看得见的竖直边;改成 (0.13/0.40)²≈0.11 才消掉。土是实体块,羽化太狠会被削成看不见的薄雾,所以土收得少、羽化窄;绘制顺序是先土后光,土用普通叠加、金光用加法混合。
还有一个判定点的坑:比例必须抽帧数出来,不能凭感觉写。 我们写过 slam 的判定点 at=0.77,按 22 帧折算第 17 帧人还在空中举锤;真正的「双锤触地」在第 20 帧(0.91)。更巧的是切段点 0.80 几乎压在判定点上,特效刚触发就被切走,表现就是「落地的特效没出来」。固定流程:抽帧 → 拼网格图 → 肉眼看第几帧 → 帧号/总帧数。
七、交付与缓存
交付一律 WebP(带 alpha);webm 不进首屏,走首次触发时懒加载。静态资源缓存有一条容易写错的语义:no-cache 不等于 no-store——它的意思是「可以存,但每次用之前必须向服务器验证」;如果没有 ETag / Last-Modified,它会退化成 no-store,浏览器只能每次发完整 GET(线上实测:二次访问仍是 54MB / 25.6s)。补上 ETag + 条件请求后,二次访问全部 304 / 0 字节。改图时 mtime 变化会让 ETag 失效、正常回 200 新图,所以「换图刷新不生效」不是 no-cache 的功劳,是 ETag 失效机制在兜底。
验证也别踩坑:curl -I(HEAD)测不出 GET 的协商行为;Playwright 顶级导航(直接 goto 图片 URL)不走协商缓存,会连测三次全 200。要用页面内 img / fetch 加载,看响应状态码和传输字节。
八、踩坑清单(现象 → 根因 → 解法)
| 现象 | 根因 | 解法 |
|---|---|---|
| 抠图把主体抠掉、留下背景 | RemoveBackground 前景=1,JoinImageWithAlpha 又取反一次 | 中间串 InvertMask |
| 换了抠图算法整套没变化、不报错 | 绿幕合成还在吃白底原图,静默走白底分支 | 固定顺序 + 日志出现「透明底 → alpha 合成」 |
| 腿间/叉下白块被烘进每一帧 | 四角泛洪到不了被主体围住的白 | 立绘阶段就上 BiRefNet 语义抠图 |
| 人物轮廓外一圈实心白 | 画风描述带进「纸艺贴纸」先验,模型主动画的 | 换画风 + 禁用词表;不是 alpha 问题 |
| 去白边后轮廓瘦了一圈 | 后处理误切了实心轮廓 | 放弃 defringe,只对半透明像素解前 |
| 好 webm 解出来 alpha 全 255 | 抽帧没写 -c:v libvpx-vp9 | 验证命令固定写解码器 |
| 作品里整块绿底矩形 | alpha_mode 值带了引号,Chromium 丢 alpha | alpha_mode=1 + 元数据格式检查 |
| iOS / Safari 上黑底方块 | 不支持 VP9 alpha,探测只问了「能不能播」 | 精灵表兜底 + 按「能不能透明」探测 |
| 空洞率报 90.98% 但肉眼看没有洞 | 用了整幅透明比例当指标 | 对不透明区填洞再算空洞率 |
| 落地特效没出来 | 判定点按设计值写,实际帧号差 3 帧,切段点压在判定点上 | 抽帧数出真实帧号再回填 |
九、可复用的透明链路规则
- 先判主体有没有白:有白就白底 + 语义抠图,没有才考虑色键;不要自创「品红底 + 泛洪」。
- 抠图链每一步都要能自证:日志里没有「透明底 → alpha 合成」就等于没生效。
- 白边分两个来源:抗锯齿可以后处理,画风先验只能改提示词;取证去原始帧。
- 质量指标要定义在「主体内部」:空洞率、漏白率都别用整幅比例。
- webm 验收两关:元数据格式(值不带引号)+ 显式解码器;缺一关都会得出错误结论。
- 能力探测判「能不能透明」而不是「能不能播」,并且永远留精灵表兜底。
- 能进首屏的只有 WebP/精灵表;webm 懒加载,缓存用 no-cache + ETag(验证器缺一不可)。
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