Chroma-Subsampling ist eine Methode, um Platz bei einem Bild oder Video zu sparen. Die Datei behält die Helligkeitsdetails jedes einzelnen Pixels, speichert aber die Farbinformationen nur für einige davon, weil das menschliche Auge den Unterschied kaum bemerkt.
Wo du es findest und woher es kommt
Chroma-Subsampling wird bei Videos, digitalen Bildern und im Farbfernsehen eingesetzt und beeinflusst die dort dargestellten Bildinformationen. In der Praxis triffst du es in JPEG-Fotos und in fast jeder Videodatei, unabhängig vom Container: MP4, MOV, AVI, MKV.
Es funktioniert nur, wenn die Datei Helligkeit und Farbe trennt. Statt Rot, Grün und Blau für jedes Pixel zu speichern, legen diese Formate Luma, also die Helligkeit, getrennt von Chroma, der Farbe, ab, als zwei Komponenten, die meist Cb und Cr heißen. Das Subsampling betrifft dann nur die Chroma-Daten und lässt die Luma-Daten unverändert. Die Entscheidung trifft immer das, was die Datei kodiert hat: die Kamera oder das Handy, das Export-Preset eines Video-Editors, ein Bildschirmrekorder oder das Programm, das das JPEG gespeichert hat. Ein Bericht kann es zum Beispiel als YCbCr4:2:0 (2 2) für ein Foto angeben oder als Pixelformat wie yuv420p für einen Videostream. Das sind zwei Schreibweisen für dasselbe.
Die Notation lesen
Der Wert wird typischerweise als YCbCr gefolgt von drei Zahlen angezeigt, und diese Zahlen beschreiben einen Pixelblock, vier Pixel breit und zwei Pixel hoch. Die erste Zahl ist die Breite dieses Blocks, die Luma-Referenz, die vom Subsampling nicht betroffen ist und deshalb fast immer 4 ist. Die zweite gibt an, wie viele Farbabtastungen über der oberen Zeile des Blocks genommen werden, und die dritte, wie viele über der unteren Zeile, wobei 0 bedeutet, dass die untere Zeile einfach die Farbe der Zeile darüber wiederverwendet.
4:4:4- eine Farbabtastung pro Pixel, kein Subsampling4:2:2- Farbe mit halber horizontaler Auflösung4:2:0- Farbe mit halber horizontaler und halber vertikaler Auflösung, ein Viertel der Farbabtastungen und mit Abstand die gängigste Einstellung für Fotos und Videos von Consumer-Geräten4:1:1- Farbe mit einem Viertel der horizontalen Auflösung
Warum das für deine Datei wichtig ist
Der Gewinn liegt bei Dateigröße und Bandbreite. Weniger Farbabtastungen bedeuten weniger Bytes für dasselbe Bild, was Speicherplatz spart und das Hochladen, Streamen und Senden günstiger macht. Deshalb setzen Kameras und Streaming-Dienste auf 4:2:0.
Die Kosten sind meist unsichtbar, weil das Auge auf feine Helligkeitskontraste viel empfindlicher reagiert als auf feine Farbdetails. Sichtbar wird es an harten, gesättigten Farbkanten: rote oder blaue Schrift auf dunklem Hintergrund, dünne farbige Liniengrafiken und Bildschirmaufnahmen von Benutzeroberflächen können alle einen leichten Farbsaum bekommen. Farbkritische Arbeit hat aus einem anderen Grund dasselbe Problem. Green-Screen-Keying und starke Farbkorrekturen greifen direkt in die Farbinformation ein, daher arbeitet man dort lieber mit 4:2:2 oder 4:4:4.
Denk für die Archivierung daran, dass Subsampling destruktiv und einseitig ist. Wenn du eine 4:2:0-Datei später in 4:4:4 umwandelst, bekommst du nur eine größere Datei, aber nicht die verworfenen Farbabtastungen zurück. Das Feld beschreibt nur die Kodierung und enthält keinerlei persönliche Daten.