(key channel) Apesar do formato de imagem RGB mais utilizado empregar Color Depth de 24 bits, é possível adicionar um canal a mais neste sistema (de 8 bits, como os demais), criando-se assim o formato RGB com Color Depth de 32 bits. Este canal adicional não é utilizado para representar cores, e sim para informar o grau de transparência que o pixel deve ter quando a imagem ao qual ele pertence é sobreposta a uma outra imagem. O sistema recebe o nome de RGBA, onde o "A" representa o nome deste canal adicional, o canal alfa, ou alpha channel.

Em softwares de edição e criação de efeitos é comum a expressão "Millions of Colors+" para informar o Color Depth de uma imagem, onde o "+" representa o canal alfa.

O uso do canal alfa foi proposto por Ed Catmull e Alvy Ray Smith durante um trabalho de pesquisa de técnicas de trabalho em composição digital de imagens, na década de 70, no New York Tech. Segundo eles, a noção de opacidade (ou, equivalentemente transparência) de uma imagem é tão fundamental como sua cor e por isso deveria ser incluída como parte da imagem e não apenas permanecer como característica secundária. O novo canal foi por eles chamado de 'alfa' em referencia à letra grega a (alfa) presente na fórmula de interpolação linear usada na composicao de imagens. Sua invenção possibilitou um importante avanço nas técnicas de composição digital empregadas em estúdios, não só no New York Tech como também no Pixar, Lucasfilm (na Industrial Light & Magic), Disney e outros, devido ao barateamento dos custos. Até então, para efetuar a composição digital de uma imagem A sobre um fundo B, um software tinha que calcular o valor de opacidade de cada pixel de A para só então efetuar a composição com B, em um processo conhecido genericamente como renderização. Para um novo fundo C, o processo tinha que ser novamente refeito (nova renderização). Com o canal alfa, a informação de transparência de cada pixel passava a ser parte integrante da imagem A, que podia desta forma ser composta com qualquer outra imagem sem necessidade de nova renderização. Na época, a memória disponível para os computadores era extremamente cara; a invenção do canal alfa barateou o processo, possibilitando seu largo emprego pelos grandes estúdios.

Mais tarde, na década de 80, Tom Porter e Tom Duff aperfeiçoaram a técnica para as filmagens do episódio "The Wrath of Khan" de Star Treck, criando a distinção entre premultiplied alpha e integral alpha (detalhes mais adiante).

A composição de imagens digitais em camadas (layers), possível nos softwares de edição de vídeo por exemplo (também conhecida como alpha blending), possibilita a inserção de títulos e gráficos sobrepostos à imagens pré-existentes: toda a área ao redor das letras ou gráficos é tornada transparente, permitindo que se veja a imagem de fundo. Também permite a sobreposição de pedaços 'recortados' de uma imagem sobre outra e a própria variação de transparência entre duas imagens de vídeo. Esses efeitos, exemplificados nos desenhos abaixo, são possíveis através do uso do canal alfa:

Assim como os demais canais de 8 bits do modelo RGBA, também o canal alfa possui 256 variações possíveis de transparência, desde 0 (totalmente transparente) até 255 (totalmente opaco): assim, ao contrário de imagens do tipo .GIF, que permitem somente dizer se determinado pixel será transparente ou opaco na sobreposição de imagens (transparência binária), formatos de imagens que suportam canal alfa permitem o controle variável do grau de transparência. Entre os formatos mais comuns de imagens digitais estáticas, .TGA, .TIFF e .PNG são exemplos de formatos que aceitam canal alfa e .JPEG, .GIF e .BMP exemplos de formatos que não aceitam canal alfa. O desenho abaixo exemplifica 2 camadas, denominadas A e B, com imagens sobrepostas, mostrando como os valores RGBA dos pixels da imagem de cima variam seu grau de transparência da esquerda para a direita, permitindo enxergar gradativamente a imagem de baixo:

A cor RGB da parte azul central da camada de cima é R=128 / G=128 / B=255. O canal alfa para o pixel da borda da camada de cima, na parte com azul mais intenso, contém a indicação de 100% de opacidade, ou seja, nenhuma parte do fundo branco é vista. A seguir, o próximo pixel mostra 90% da camada superior e 10% da inferior, branca. Aqui o canal alfa especifica 90% para a camada superior. Isto é o mesmo que dizer que ela deve ser 90% opaca em relação à cor original ou que deve ser 10% transparente em relação à cor original. E é também o mesmo que multiplicar a cor original do pixel por 0,9. Assim, multiplicando cada valor RGB 128/128/255 por 0,9 obtém-se (arrredondando valores) 115/115/230. Por outro lado, multiplicando-se cada valor RGB do fundo branco (255/255/255) por 0,1, obtém-se (idem) 26/26/26. Agora ao somar (idem) um com outro (115+26 , 115+26 , 230+26) obtém-se a cor do segundo pixel para as duas camadas combinadas: 141/141/255, como mostra o desenho. O mesmo vale para todos os demais pixels, até chegar na cor branca do fundo.

O cálculo

alfa x A + B x (1,0 - alfa)

onde A é o valor de cor da camada superior e B o da inferior é a fórmula de interpolação linear utilizada por Catmull e Smith.

Assim, o fundo (camada B) fica misturado com os pixels que possuem transparência parcial. À esquerda destes, o fundo não aparece, só a imagem de cima e à direita destes, a imagem de cima não aparece, só o fundo. O desenho mostra um quadrado liso azul sobre fundo liso branco, mas ocorreria o mesmo com qualquer desenho nas referidas camadas, apenas mudando-se a cor para cada par de pixels combinados. Outro exemplo, muito comum, seria a borda de uma letra azul sobre fundo branco, onde é aplicada uma variação gradual de tonalidade (anti-alias, mistura gradual das bordas de uma imagem com o fundo, utilizado por alguns softwares como o Adobe Photoshop nas bordas das letras em textos) o que torna seus contornos mais suaves.

Softwares de edição de imagem permitem visualizar o canal alfa de maneira independente do restante da imagem, como exemplifica a figura abaixo. Na imagem A da esquerda o carro foi recortado usando recursos do software e sobreposto à uma imagem de fundo cinza C, gerando a imagem D. É possível visualizar o canal alfa da imagem A, como mostrado em B: o preto indica a parte transparente da imagem, o branco a parte opaca; se houvessem regiões semi-transparentes, estas apareceriam como graduações variadas de cinza. Levando-se em conta somente o preto e o branco, uma máscara seria equivalente a uma cartolina recortada, colocada sobre uma foto: a parte recortada permite visualizar a parte de baixo (imagem do carro), a parte não recortada encobre-a.

É possível desenhar-se sobre a máscara (diretamente sobre o canal alfa), como mostra a imagem E abaixo: foi feito um 'X' na máscara, em preto, tornando este trecho transparente e permitindo a visualização do fundo cinza através dele.

No exemplo da sobreposição das imagens A e B visto anteriormente, sobre o fundo branco B a imagem A mescla-se perfeitamente. No entanto, se a recortarmos, eliminando os pixels que são totalmente brancos e deixando os semi-transparentes e os opacos azuis de A, obteremos:

Imagens recortadas geralmente são mostradas por softwares de edição de imagens sobre um fundo azul quadriculado: a área quadriculada representa a parte da imagem totalmente transparente. O canal alfa para cada um destes pixels indica este estado de transparência. A imagem assim recortada pode ser salva em um dos formatos que aceitam canal alfa, como visto acima.

A seguir, se esta imagem salva for sobreposta a uma outra imagem C de cor diferente de branco (laranja por exemplo), será feito para cada pixel o mesmo cálculo de multiplicação de intensidades exemplificado acima. Porém, não estará sendo uma fusão de azul com laranja, e sim azul+branco+laranja: a imagem salva contém em suas bordas uma porcentagem de branco. O correto deveria ser uma graduação homogênea entre o azul e o laranja. Essa anomalia, que se manifesta na forma de um halo ao redor da imagem, é semelhante ao exemplificado no desenho abaixo:

O aprimoramento da técnica no entanto, feito anos mais tarde por Tom Porter e Tom Duff permitiu evitar este problema. A idéia é retirar a participação indesejada do fundo na parte degradée da imagem A. Para isso, a imagem A tem a intensidade de cada um de seus pixels previamente multiplicada por alfa, antes da composição da imagem final. A intensidade das cores vai diminuindo gradativamente conforme a informação do canal alfa, e em seu lugar vai surgindo a cor preta (geralmente é utilizada a cor preta, no entanto é possível o uso de outra cor qualquer). Pensando de outro modo, é como se no exemplo acima da imagem A com fundo branco, o fundo fosse sempre preto, como mostra o desenho abaixo:

A diferença: ao salvar a imagem, dizemos ao software que ela já está multiplicada, ou seja, que é do tipo premultiplied. Esta informação será então armazenada junto com o arquivo da imagem. Uma imagem do tipo .TGA por exemplo possui um flag (bit que pode ser ligado ou desligado para indicar determinada característica) para indicar isso. Alguns softwares de edição de imagens não permitem efetuar esta indicação e/ou não permitem gerar imagens do tipo premultiplied.

Agora, se essa imagem for sobreposta a outra imagem C de cor diferente de branco (laranja como no exemplo anterior), ocorrerá a fusão correta, como exemplificado abaixo:

O problema do halo portanto desaparece. Por outro lado, a redução no número de multiplicações (3 a menos para cada pixel, uma para cada canal) permitiu um novo impulso no uso das técnicas de composição digital, uma vez que a grande quantidade de cálculos era dispendiciosa para os computadores da época, permitindo o uso de imagens de alta resolução e um grande número de camadas (layers). Esta é a técnica utilizada atualmente em produções e efeitos digitais, como Toy Story, A Bela e a Fera, Star Trek II, Pocahontas e outros.

Na forma não-premultiplied, se invés do fundo branco utilizado no exemplo for utilizado qualquer outro fundo, com cor lisa ou textura, sempre ocorrerá a mistura de parte do fundo com parte da imagem de cima, desde que haja uma graduação de transparência na passagem de A para B (efeito anti-alias aplicado em letras por exemplo).

Na forma premultiplied isso não ocorre. E como a cor de fusão é sempre conhecida (preto) fica fácil para o software retirar o preto misturado com a cor da imagem de cima, uma vez que a proporção da mistura é conhecida (está no canal alfa). Por exemplo, se a cor Red para um determinado pixel tinha valor 68, e alfa para esse pixel era 50% (ou 0,5), o pixel resultante ficou com 50% de 68, que é 34 para vermelho e 50 para preto. Para remover então o preto basta dividir o valor de Red pelo valor de alfa (34 / 0,5 = 68).

Para diferenciar, a primeira forma passou a ser chamada de straight alpha ou integral alpha. Em alguns softwares também como straight unmatted em referência ao fato deste tipo de imagem com canal alfa não possuir máscara (matte) de transparência já aplicada nela própria, apenas existindo no canal alfa.

Conforme visto acima, uma imagem salva pode ser do tipo straight alpha ou premultiplied alpha. No momento de se trabalhar com esta imagem, em um software de edição ou efeitos por exemplo, é necessário informar de que tipo se trata, para que o programa faça a interpretação correta. Caso isto não seja feito, poderá ocorrer:

a) imagem premultiplied interpretada como straight: a parte preta dos pixels semi-transparentes não será retirada. Ao recortar a imagem para fazer a composição, os mesmos ficarão mais escuros do que deveriam, criando-se um halo semelhante ao descrito acima para composição de imagem straight sobre fundos diferentes do original.

b) imagem straight interpretada como premultiplied: o software irá retirar indevidamente a cor preta dos pixels semi-transparentes e o resultado será um halo mais brilhante do que o resto da imagem.

Alguns softwares detectam (ou possuem opção para) automaticamente o tipo de canal alfa, permitindo a informação do tipo do mesmo quando o arquivo é aberto, inclusive, no caso do premultiplied, oferecendo a possibilidade de apontar a cor da máscara (normalmente preta). Quando isto não ocorre e a imagem é do tipo premultiplied as áreas transparentes da mesma ficarão preenchidas com a cor preta. Neste caso, é necessário remover essa cor, através de um processo denominado key out para o canal alpha, deixando a imagem pronta para ser composta com qualquer outra. O termo Black Alpha Matte refere-se a este processo, onde a cor utilizada na máscara é a cor preta. Se a cor utilizada for a branca, o processo denomina-se White Alpha Matte.

Os processos acima descritos para uso em softwares de edição de imagens podem também ser implementados em hardwares dedicados a tarefas semelhantes em mesas de efeito, para uso em estúdios de TV. Neste caso a composição é muito mais rápida, ocorrendo em tempo real, por dispensar a renderização.