Dithering (počítačová grafika)

Dithering je v počítačovej grafike proces vytvarania polotónového obrazu takým spôsobom, aby ostala zachovaná pôvodná vizuálna informácia v čo najväčšej miere. K značnej strate vizuálnej informácie dochádza pri redukcii (nie len) TrueColor rastrového obrazu na HighColor, prípadne indexovaný (256, 16, 2 far.). Dithering (môžeme povedať aj rozptyl), túto stratu v istej miere kompenzuje. Pri redukcii sa môže vypočítať rozdiel pôvodnej a aproximovanej farby (Error-Diffusion/Dispersion), tento rozdiel sa volá kvantová odchýlka a prenáša sa z pixelu na pixel. Ďalšou možnosťou je nepoužiť výpočet odchýlky, ale použiť tzv. inverznú tabuľku farieb (Ordered/Positioned-Dithering), čo však vyžaduje presne definovanú paletu. Počas redukcie sa rozptylom simulujú farby, ktoré v obraze nie sú, tým, že spája zhluky pixelov. Princíp rozptylu je v tom, že je použitá vlastnosť ľudského zraku, kedy oko nevníma pixely, umiestnené dostatočne blízko seba, jednotlivo, ale ich vníma ako jeden farebný bod. Existuje niekoľko metód, ktoré polotónový obraz vytvárajú.
Metódy.
Najznámejšie metódy rozptylu sú tieto:
Metódy sú uvedené vzostupne, od najmenej kvalitných, až po najkvalitnejšie. Kvalita v tomto prípade predstavuje istý stupeň vernosti, výsledného a originálneho obrazu.
Náhodný dithering.
V angličtine random (random-based) dithering, kompenzuje straty pri redukcii farieb pripočítavaním/odpočítavaním náhodného čísla k výslednej farbe pixela.
Kvantovanie farieb.
Rozptylové metódy majú priamy súvis s kvantovaním. Signály ako fyzikálne veličiny môžu spojito nadobúdať všetky možné hodnoty (v medziach daných technológiou) – potom hovoríme o spojitých signáloch, alebo nadobúdajú len isté presne dané hodnoty, preto hovoríme o nespojitých alebo diskrétnych signáloch.
Po aplikovaní uvedenej myšlienky na počítačovú grafiku nahrádzame pojem signál, signály za pojem farba, farby. Teda súvislé farebné spektrum meníme na nesúvislé, nespojité, inak povedané diskrétne spektrum. Je pritom nevyhnutné, že v spoločnom pásme (kvante) sa môže ocitnúť viac farieb. Tým vzniká kvantová chyba a zároveň dochádza k strate informácie o farbe.
Maticový rozptyl.
Pracuje s pixelmi, pričom nie je dôležité poradie spracovávania pixelov ani ich umiestnenie v rastri. Už navštívené pixely nie sú znova spracovávané. Simulácia sa vytvára "zahladzovaním" vzniknutej odchýlky. Používa sa dvojrozmerná matica, ktorá určuje svojimi číslami kvantové pásma. Jedna a tá istá farba tak, v závislosti od konkrétnej matice, nie je v každom okamihu kvantovaná do rovnakého pásma. Tým sa viditeľnosť nespojitosti farieb umenšuje.
Matíc existuje mnoho druhov, najznámejšie sú matica s "krížikovým vzorom" a matica s "bodíkovým vzorom".
Náhodný rozptyl.
Umiestnenie pixelov v rastri a ich poradie spracovávania nehrá úlohu. Základný spôsob náhodného rozptylu je pridanie náhodného šumu na pixel, pomocou generátora pseudonáhodnej postupnosti. Šum môže byť okrem pixelu pridaný aj na hodnotu prahu (pri kvantovaní do 2 úrovní šedej). 
Rozptyl s distribúciou odchýlky.
Táto metóda zachováva odchýlku, vzniknutú počas kvantovania. Prenáša ju na okolité susedné pixely. Táto kvantová odchýlka môže byť prenesená z jedného pixelu v celej miere (formula_1) alebo môže byť prenesená v obmedzenej miere. To, v akej miere a na ktoré okolité pixely je chyba prenesená, určuje tzv. "matica distribúcie". Najznámejšie sú matice podľa autorov Floyd-Steinberga (prví autori tejto koncepcie), Stuckiho, Burkesa, a i. Nemôžeme chybu prenášať už na spracované pixely. Pixely sa spracovávajú po riadkoch alebo po stĺpcoch. Je možné použiť režim striedania - serpent alebo Zig-Zag.
Rozptyl založený na modeli.
Je rozptyl, ktorý používa postup, založený na konkrétnom modeli. Najčaastejšie na ľudskom vnímaní obrazu. V tejto súvislosti je z angličtiny známy model pod označením HVS. Existujú však aj iné.
Špecifiká uvedených metód.
Riemersmov rozptyl.
Riemersmov rozptyl je založený na priestorvypĺňajúcich krivkách a jeho autorom je Thiadmer Riemersma.