色度子采样是一种在图像或视频中节省空间的方法。文件会保留每个像素的亮度细节,但只记录其中一部分像素的颜色细节,因为人眼几乎察觉不到差异。
它在哪里可以找到以及它来自哪里
色度子采样用于视频、数字图像和彩色电视中,会影响其中呈现的视觉信息。在实际使用中,你会在 JPEG 照片以及几乎所有视频文件中遇到它,不论容器格式是 MP4、MOV、AVI 还是 MKV。
它只适用于将亮度与颜色分离存储的文件。这类格式不是为每个像素存储红、绿、蓝三色,而是将亮度(luma)与颜色(chroma)分开存储为两个分量,通常写作 Cb 和 Cr。子采样只针对色度分量,对亮度分量不做处理。采用哪种方式由编码该文件的来源决定:相机或手机、视频编辑器的导出预设、屏幕录制程序,或保存 JPEG 的软件。报告中可能会将照片写作 YCbCr4:2:0 (2 2),或将视频流写作像素格式 yuv420p。这两种写法表达的是同一件事。
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该值通常写作 YCbCr 加上三个数字,这三个数字描述的是一个宽四像素、高两像素的像素块。第一个数字是该像素块的宽度,也是亮度参考,不受子采样影响,因此几乎总是 4。第二个数字表示该像素块第一行中采集了多少个颜色样本,第三个数字表示第二行采集了多少个颜色样本,其中 0 表示第二行直接重复上一行的颜色。
4:4:4- 每个像素一个颜色样本,完全没有子采样4:2:2- 颜色的水平分辨率减半4:2:0- 颜色的水平和垂直分辨率都减半,仅保留四分之一的颜色样本,也是消费者照片和视频中最常见的设置4:1:1- 颜色的水平分辨率为原来的四分之一
这对你的文件有何影响
收益体现在文件大小和带宽上。更少的颜色样本意味着同一帧需要的字节数更少,从而节省存储空间,并降低上传、流式传输和广播的成本。这就是相机和流媒体服务采用 4:2:0 的原因。
代价通常难以察觉,因为人眼对细微亮度对比比对细微颜色细节要敏感得多。它真正显现出来的场景是硬边、高饱和度的颜色边缘:深色背景上的红色或蓝色文本、细线条的彩色线稿,以及用户界面屏幕录制,这些都可能出现轻微的彩色边缘。对颜色要求严格的工作则因为另一个原因会受影响。绿幕抠像和大幅度的颜色校正会直接作用于颜色信息,因此需要 4:2:2 或 4:4:4 的格式来处理。
用于归档时,要记住子采样是有损且不可逆的。之后将 4:2:0 文件转换为 4:4:4 只会得到更大的文件,而不会找回被丢弃的颜色样本。该字段只描述编码方式,不包含任何个人信息。