単純な足し算はピクセルごとに下記の計算をします。
Starless + Stars
たとえばStarlessのピクセル値が0.3、Starsが0.4ですと、足して0.7になります。
これに対して、スクリーン合成は掛け算です。ただ単純な掛け算ですと値が小さくなり暗くなってしまいます。上の例で0.3 x 0.4 = 0.12になるようにです。そのためスクリーン合成では、反転させてから掛け算して、また反転して戻します。
1 – (1-Starless) x (1-Stars)
Starlessのピクセル値が0.3、Starsが0.4ですと 1-(1-0.3)x(1-0.4) = 1-0.42 = 0.58です。
星消しと星画像を合成するときは単なる足し算でも問題が少ないですが、たとえば星雲が多い場所などでかりに星消しが0.5、星が0.6ですと単純に足すと、1.1で飽和してしまいます。
スクリーン合成は、1-(1-0.5)x(1-0.6) = 0.8で飽和せずに済みます。
このようにスクリーン合成は単純な足し算より、明るい領域で少し暗くしてくれるので飽和を避けることができます。