1-Bitディザの原理
手元にある画像には1,670万もの色が存在します。それを今から、黒と白の「たった2色」だけで表現しなければなりません。ディザリング(Dithering)とは、その各ピクセルをどちらの色に割り当てるかを決定する数学的処理です。
ブラウザですぐに試してみたい方は、無料のディザ変換ツールでリアルタイムにこれらのアルゴリズムを体験できます。
グレーの階調があるように見える錯覚は、ドットの密度によって生まれます。黒いピクセルが密集していれば暗く見え、白い背景の上に黒いピクセルがまばらに点在していれば明るく見えます。画面から少し離れて目を細めてみてください。人間の網膜が自動的に平均化し、滑らかな明暗として知覚します。
4つの代表的アルゴリズム
それぞれのアルゴリズムが独自のビジュアル言語を持っています。同じ写真を使って、ぜひ4種すべてを比較してみてください。
しきい値法(Threshold)
設定したしきい値を超えるピクセルは白に、下回るピクセルは黒になります。中間調の混ざり合いは一切なく、硬質でポスター化されたような表現になります。高コントラストなグラフィックやロゴに最適です。
Floyd–Steinberg
誤差拡散アルゴリズムです。ピクセルを黒または白へ丸め込んだ際に生じた端数(誤差)を、右側や下側の隣接ピクセルへ押し出します。その結果、柔らかく微細なグラデーションが形成され、4つの中で最も写真表現に適した質感になります。
Atkinson
Bill Atkinsonが初代Macintosh向けに設計したアルゴリズムです。Floyd–Steinbergに似ていますが、誤差の75%しか拡散させず、一部の隣接ピクセルをスキップします。これにより白が明るく抜け、コントラストの効いた仕上がりになります。往年のMacPaintを象徴するディザです。
Bayerマトリクス
規則的な数値マトリクス(2×2、4×4、8×8)を用いてピクセルごとのしきい値を決定する組織的ディザです。規則正しい幾何学模様が浮かび上がり、オフセット印刷前のハーフトーン(網点)のような外観になります。規則的なパターンをデザインとして際立たせたいときに最適です。
ブラウザ上で今すぐ体験する
何かをインストールすることなく、無料のディザ変換ツールで組織的ディザと誤差拡散法の両方を今すぐ検証できます。
Yanのモバイルアプリでは、多層リアルタイムGPUパイプラインによる詳細な数値パラメーター(Threshold、Bayer Size、Pixel Scale)を扱えますが、ブラウザ版ツールでもCanvas 2Dエンジンによる直感的なプリセット群を提供しています:
| アルゴリズム | ブラウザ用フィルタ | 拡散カーネル | 出力スタイル |
|---|---|---|---|
| Bayer組織的ディザ | Bitgrain | 8×8 Bayerマトリクス | 規則的なクロスハッチテクスチャ、3〜5階調 |
| Floyd–Steinberg | Cobalt Grain | 標準4タップ | 正統派1-bit、バランスの良い階調表現 |
| Atkinson | Denim Grain | 6タップ(誤差の25%を破棄) | 正統派1-bit、ハイコントラスト、往年のMac調 |
| カスタム3タップ | Harbor Grain | 前方3タップ | 正統派1-bit、方向性のあるグラフィック粒子 |
| カスタム7タップ | Meadow Grain | 2行7タップ | 正統派1-bit、柔らかく有機的な分散 |
ブラウザ版ツールでは、ディテール(Detail)でしきい値と量子化密度を調整し、コントラスト(Contrast)でディザ適用前の輝度曲線を整え、強度(Intensity)で原画とのブレンド具合をコントロールできます。
アプリ版の詳細パラメーター
Yanモバイルアプリを使用する場合、以下の低レベルパラメーターを直接操作できます:
Threshold(しきい値:0〜255)
白と黒を分ける中心基準値。中間は128です。
- 低い値:白いピクセルが増え、全体が明るくなります
- 高い値:黒いピクセルが増え、全体が暗くなります
Bayer Size(2 / 4 / 8:Bayer選択時のみ)
マトリクスのサイズ。小さいほどパターンが大きく粗くなり、大きいほど微細で滑らかな網点になります。
Pixel Scale(ピクセルスケール:1〜8)
ディザ処理前に画像をダウンサンプリングします。値を上げるとドットが巨大化し、レトロでローファイな質感になります。
おすすめの被写体
- ポートレート:Atkinsonを使うと、あの伝説的な『MacPaint』で描かれたようなクラシックな顔立ちの質感になります
- 風景:Floyd–Steinbergを使うと、広大な空や大地のトーンレンジを破綻なく捉えられます
- タイポグラフィとロゴ:しきい値法(Threshold)で、エッジの立ったシャープな白黒グラフィックに仕上げます
- 印刷物の風合いを出したいもの:Bayerを小さめのサイズ(2または4)で適用し、新聞や同人誌のような網点を強調します
レシピ集
モバイルアプリでパラメーターを合わせるか、ディザ変換ツールで同様のルックを再現できます:
初代Macintoshスタイル
- Atkinson、しきい値128、ピクセルスケール2
- 1984年のMacPaintそのものの質感
新聞のハーフトーン(網点)
- Bayer、サイズ4または8、しきい値128
- レトロな輪転機による印刷ドット
リソグラフ・ZINEスタイル
- Floyd–Steinberg、しきい値約140
- 個人出版ZINEのような、わずかに味のあるかすれ具合
FAX(ファクシミリ)
- しきい値法(Threshold)、ピクセルスケール4
- 徹底的に削ぎ落とされた極太ローファイ
避けるべき組み合わせ
- 滑らかさを保ちたい微妙なグラデーション:しきい値法ではなく、必ずFloyd–Steinbergを選んでください
- 極小サイズのテキスト:文字のフォント骨格とディザドットが干渉して可読性が失われる恐れがあります
エフェクトの重ねがけ(コンビネーション)
- ディザ + CRT:1-bit画像に走査線(スキャンライン)を重ねます。別時代のコンピュータ端末の画面が蘇ります。
- ディザ + RGBシフト:RGBシフトは色を再付加します。純粋な1-bitにしたいならディザを最後に適用してください。逆にRGBシフトを先にかけてからディザを通すと、色収差が分離されたカオスな2値分解を楽しめます。
- ディザ + ブロックグリッチ:スキャン時に読み取りエラーを起こしたような、崩壊した印刷物を作れます。
本質
色は2つあれば十分です。残りはすべて、数学の仕事です。