Question

在golang颜色包中，有一种方法可以从RGBA对象中获取r，g，b值：

func (c RGBA) RGBA() (r, g, b, a uint32) {
    r = uint32(c.R)
    r |= r << 8
    g = uint32(c.G)
    g |= g << 8
    b = uint32(c.B)
    b |= b << 8
    a = uint32(c.A)
    a |= a << 8
    return
}

如果我要实现这个简单的函数，我会写这个

func (c RGBA) RGBA() (r, g, b, a uint32) {
    r = uint32(c.R)
    g = uint32(c.G)
    b = uint32(c.B)
    a = uint32(c.A)
    return
}

使用r |= r << 8的原因是什么？

Answer 1

color.RGBA类型实现了RGBA方法以满足color.Color接口：

type Color interface {
    // RGBA returns the alpha-premultiplied red, green, blue and alpha values
    // for the color. Each value ranges within [0, 0xffff], but is represented
    // by a uint32 so that multiplying by a blend factor up to 0xffff will not
    // overflow.
    //
    // An alpha-premultiplied color component c has been scaled by alpha (a),
    // so has valid values 0 <= c <= a.
    RGBA() (r, g, b, a uint32)
}

现在RGBA类型代表uint8类型的颜色通道，给出范围[0,0xff]。简单地将这些值转换为uint32不会将范围扩展到[0,0xffff]。

适当的转换类似于：

r = uint32((float64(c.R) / 0xff) * 0xffff)

但是，他们希望避免浮点运算。幸运的是0xffff / 0xff是0x0101，因此我们可以简化表达式（暂时忽略类型转换）：

r = c.R * 0x0101
  = c.R * 0x0100 + c.R
  = (c.R << 8) + c.R    # multiply by power of 2 is equivalent to shift
  = (c.R << 8) | c.R    # equivalent, since bottom 8 bits of first operand are 0

这基本上就是标准库中的代码所做的事情。

Answer 2

来自优秀＆＃34; The Go image package＆＃34;志文章：

[...]通道具有16位有效范围：100％红色表示为 RGBA返回65535的r，而不是255，以便从CMYK或 YCbCr并不是有损的。第三，返回的类型是uint32，即使最大值为65535，以保证乘以两个值一起不会溢出。

和

请注意，RGBA的R字段是[0,255]范围内的8位alpha预乘颜色。 RGBA通过将该值乘以0x101来满足Color接口，以生成[0,65535]范围内的16位alpha预乘颜色

因此，如果我们查看值为c.R = 10101010的颜色的位表示，则执行此操作

r = uint32(c.R)
r |= r << 8

有效地将第一个字节复制到第二个字节。

   00000000000000000000000010101010 (r)
 | 00000000000000001010101000000000 (r << 8)
--------------------------------------
   00000000000000001010101010101010 (r |= r << 8)

这相当于与因子0x101的乘法，并在[0,65535]范围内均匀分布所有256个可能的值。

Answer 3

要将每个RGB分量从8位转换为16位，请将字节复制到16位值的高字节中。例如，0x03变为0x0303,0xFE变为0xFEFE，因此8位值0到255（0xFF）产生16位值0到65,535（0xFFFF），值均匀分布。

Answer 4

将0到255（8位RGB分量）范围内的值转换为0到65535（16位RGB分量）范围内的值，将8位值乘以65535 / 255; 65535/255正好是257，即十六进制101，因此将一个字节乘以65535/255可以通过将该字节值左移8位并将其与原始值进行“或”来完成。

（没有什么特别针对此问题;当将8位RGB / RGBA组件转换为16位RGB / RGBA组件时，其他语言也会采用类似的技巧。）

为什么golang RGBA.RGBA（）方法使用|和＆lt; <！ - ？

4 个答案: