CG - 18. Halftoning, Dithering

1. Halftoning

- 디스플레이나 프린터가 우리가 원하는 만큼 색영역을 구현하지 못할때, 제한된 color로 연속적인 tone을 모방하는 방법이다.

- 예를들면 같은 색이지만 작은 점을 찍으면 밝아보이고, 큰 점을 찍으면 어두위 보인다.

- color별로 연하게 진하게 색을 출력함으로써 다양한 색을 배합할 수 있는데 밝기를 조절하기 어렵다면 halftoning으로 구현할 수 있다.

- resolution을 희생해서 color variation을 높인다.

- 아날로그에서는 점의 크기를 바꿔가며 intensity를 조절하지만 디지털은 점의 크기가 고정되어있기 때문에 패턴을 활용한다.

- 네개의 픽셀을 가지고 halftoning을 구현한다고 하면 0부터 4까지 intensity를 표현할 수 있다.

- 3 by 3의 경우 아래처럼 halftoning pattern을 만들 수 있다.

- 화면 전체를 고려했을때 uniform한 분포가 되도록 구성한 것이다.

- 만약 하나의 픽셀이 0부터 3까지 네개의 강도를 가질수 있다면 더 세분화하여 intensity를 만들 수 있다.

2. Dithering

- 최대한 resolution을 희생하지 않으면서 halftoning을 approximate하는 것을 말한다.

- error를 diffusion하는 것이다.

- 예를들어 어떤 픽셀이 0, 0.2, 0.4, ..., 1.0. 6단계만 표현할 수 있다고 하자. 그런데 오리지널 컬러가 0.7이면 아쉽지만 0.8로 픽셀은 표현을 한다. 

- 이때 발생한 0.1의 error를 비율에 맞추어 주변 픽셀에게 나누어준다.

- 아래처럼 original image를 color limit때문에 다 표현하지 못할때

- dithering을 사용하면 아래처럼 보완이 된다.