抖一抖更清晰

抖动是一个神奇的动作，有时会令你眼花缭乱，有时却会使你眼前更加清晰。没错，如果你不是在摇头晃脑或是上窜下跳地阅读这本杂志，请你相信自己的眼睛——我说的确实是更加清晰。这个英文名为“dithering”的技术是我们身边的科学，想知道其中的奥秘吗？那就和我一起抖起来吧！

计算机，抖抖更好用

在现已普及的电子计算机面世之前，计算机还只是一个仅会简单计算的大铁箱，被称为齿轮计算机。在二战期间，为了更精准地计算投弹的方位，每架美国轰炸机都配备了一台齿轮计算机，当时的科学家总是担心计算机在空中颠簸时会被颠得晕头转向，一旦它出现了重大失误，那些没长眼睛的炸弹随时可能被投放到盟军的阵地。

可是当这简陋的计算机上了飞机后，结果却出乎意料——它在空中不仅没有“晕机”，计算结果却更加精确了，这是为什么呢？科学家研究发现，原来这种老式计算机计算数值时常常要四舍五入。举个例子，假设它在计算一个数值的时候，要乘3次2.2，那么结果应该是2.2×2.2×2.2=10.648，可是计算机四舍五入之后，计算的结果只有2×2×2=8，会产生不小的误差。但是，计算机在晃动时，会产生一些小误差，可能把其中一个2.2晃成2.5，这样四舍五入就成了3，计算结果变成了2×2×3=12，相比之下误差反而减小了。抖动居然能化解掉计算机四舍五入时候大的误差，这真是一个“以毒攻毒”的绝妙解法。

由此，科学家们开始对这种利用添加随机的小误差来达到数值更加精准的技术展开深入研究，并称之为“抖动技术”。

数码照，抖抖更清晰

抖动技术并不仅仅被应用在老式的机械计算机，科学家在现代科技上也广泛应用了该项技术，并取得了显著的成效，例如抖动技术在图片技术上的应用。

图1中只有有限的几种颜色，但是，经过抖动技术后（如图2），在两种纯色的临界区域随机加上去一些细小的纯色点，我们就好像看到了图中本身并不存在的颜色，类似于中间色，这就是“抖动技术”带来的错觉，让你觉得图片中颜色过渡更加柔和。

如果我们手中只有黑白两色的画笔，那么只能把较浅的颜色“四舍五入”成白色，把较深的颜色“四舍五入”成黑色，这样画出来的图案单调而死板（如图3）。

如果用格子将黑色与白色平均分布在纸上，画出的效果也不是那么令人满意（如图4）。

现在，我们尝试着用用抖动技术，想象这张画在细微地振动，我们在黑色的区域加入一些细小的散乱的白点，在白色的区域随机加入一些黑点，这样就画出了一张具有深浅变化的图片，这张图片的质量看起来就好多了（如图5）！这就是抖动技术产生的神奇魔力。

抖动小实验

我们可以通过简单的实验来验证抖动技术。用一块圆形的白纸板和一根铅笔制作一个陀螺；然后，按照图6的静态组所示，给纸板涂上红色和黄色；最后，转动陀螺。你会看到旋转的小圆盘中既不是单纯的红色，也不是单纯的黄色，而是红黄两色快速轮流在你的眼前闪过，被“抖动”成了橙色（如图7）。如果你希望橙色偏红一些，则可以增大红色的区域，反之亦然。由此可知，通过抖动技术可以“无中生有”般创造出很多种颜色。

看视频，抖抖更给力

如果你喜欢的一段视频播放时只能显示出黄色和绿色（只是打个比方，因为现在不会有这么低端的显示屏），我们也可以加一些“抖动”，让画面中的黄色和绿色交替出现，显示黄色时候也闪两下绿色，显示绿色的时候也闪两下黄色。通过调整黄色和绿色闪现的频率，就能创造出画面中本来没有的深浅程度，即不同的浅黄、深黄等颜色，使得画面色彩更多元化。

放音乐，抖抖更动听

抖动技术不仅能够欺骗我们的眼睛，有时它还会让我们的耳朵产生美妙的错觉。如果一段音乐每个时间点的幅值都被四舍五入处理（如图8），那么原来的音乐里就会掺杂许多杂音，影响整体的效果。如果我们让每个时间点的声音幅值加上一点小的随机误差，这种四舍五入产生的杂音就会被削弱和平均化（如图9），看似好像会降低声音的质量，但实际上会让音效更棒。