OpenGLES中的Dither技术详解

在 OpenGL ES 的渲染管线中，OM（Output Merger）阶段包含了一个重要的操作——Dither。这一技术的应用旨在解决将高精度数据写入低精度渲染目标（RT）时可能出现的带状伪影（band artifacts）问题。

Dither 是一种通过引入轻微的随机或伪随机噪声来模拟更高色彩深度的技术。这种技术不仅在计算机图形学中广泛应用，也在音频处理等领域有所应用。具体来说，当需要将高精度的颜色值转换为较低精度的格式时，直接量化会导致明显的带状伪影，而 Dither 可以通过在相邻像素之间分配误差来平滑这些过渡，从而减少视觉上的失真。

例如，假设我们有一个 8 位的整型渲染目标，需要存储一个浮点数颜色值 0.8967xxxx。在没有 Dither 的情况下，这个值会被直接量化为最接近的 8 位整数值，即 206 或 207。然而，通过 Dither，我们可以使相邻的像素分别取 206 和 207，从而在宏观上保持颜色的连续性。

具体算法如下：对于相邻的两个像素 a 和 b，一个向下取整，另一个向上取整。例如，0.8967xxxx * 255 = 206.286xxxx，那么根据屏幕像素坐标交替取 206 和 207。这种交替取整的方法确保了整体颜色的均匀分布。

在 OpenGL ES 中，Dither 的启用和禁用非常简单，只需通过 API 进行设置。如果禁用了 Dither，所有像素都将被统一量化，导致带状伪影的出现。

值得注意的是，对于浮点型渲染目标（Float RT）和 sRGB 格式的输出，Dither 的作用相对较小，因为这些格式本身已经具有较高的精度和动态范围。然而，在低精度渲染目标中，Dither 仍然是一个非常有用的工具，可以显著提升图像质量。

更多关于 Dither 的详细信息，可以参考：Wikipedia - Dither 和 Khronos - Per-Sample Processing。