Luminancia (Y)
La televisión en blanco y negro fue lo primero. Una imagen en blanco y negro solo contiene blanco, negro y tonos de gris. Todos estos valores podrían (y todavía pueden) obtenerse simplemente variando el brillo.
La luz solar pura sin adulterar es blanca (o al menos lo suficientemente blanca para nuestros propósitos). Cuando la luz no se refleja (un cuerpo negro), lo que obtenemos es negro. Al variar la intensidad de la luz, obtenemos varios tonos de gris. Recuerda, el gris es una percepción del cerebro humano.
En términos científicos, el brillo de la luz se mide en términos de luminancia. La palabra «luminancia» está definida directamente por CIE en relación con la visión humana. Está representada por la letra Y en lo que respecta al vídeo.
Luma (Y’)
Como hemos visto en el capítulo sobre Gamma, el brillo está ‘sesgado’ para la visualización, un proceso que llamamos compresión gamma. En lugar de llamarlo Luminancia retorcida, decidieron llamar luminancia codificada en vídeo ‘Luma’, representada por Y’.
Siempre que hablamos de los valores de luminancia con respecto al vídeo, estamos hablando de Luma (Y’). Cuando una señal de vídeo sale de un puerto SDI como 4:2:2 o lo que sea, la notación correcta es Y’CbCr. Aviso de la Y con un apóstrofe? La luminancia ya está «gammafiada», o se ha aplicado con una gamma de codificación.
De este capítulo sobre RGB sabemos que si Y es el hijo de RGB, Y ‘viene de R’G’B’.
Crominancia (C)
Crominancia es la información de color de una señal. Cuando llegó la televisión en color, en lugar de empezar de cero, encontraron una manera de pegarla a Luma, como hemos visto en la diferencia entre CIE XYZ y xyY. De ella, sabemos que las dos representaciones de color se llaman Cb y Cr.
No significa que el verde se descuide, eso sí. De RGB se obtiene XYZ, y de XYZ se obtiene xyY, lo que conduce a Y’CbCr. Esto es lo que parece:
Lo más destacado es la imagen RGB completa. Si tuviera que dividirse en Y’CbCr, Y’ sería el segundo, Cb el tercero y Cr el cuarto. No asuma que solo porque es una » b «en Cb y una» r » en Cr significa azul o rojo, como si no esperara que un hombre llamado Sr. Rojo sea de color rojo.
Muestreo y submuestreo de croma
El nombre del juego es «reducir el ancho de banda». La luminancia se convierte en Luma, la profundidad de bits se reduce a 8, los espacios de color (Rec. 709, PAL, NTSC) se reducen a la mitad o menos de la mitad del rango del ojo humano, los datos se comprimen mediante algoritmos de compresión, y así sucesivamente. ¿Podemos comprimirlo aún más?
Claro que podríamos. De manera similar a cómo funcionan las barras y los conos en el cerebro, se dieron cuenta de que podían dividir los colores en Luminancia y Crominancia, así es, nuestro ojo exhibe un comportamiento RGB y Y’CbCr. ¡Por eso funciona!
Mediante un método enrevesado de prueba y error, y muchas pruebas, descubrieron que en realidad podían tirar la mitad o incluso tres cuartas partes de la información de color y la mayoría de la gente no lo sabría. La gente también consume saborizantes artificiales todos los días.
No funciona en la forma en que se comprimen los datos, y para comprender realmente cómo funciona, deberá aprender qué es el muestreo. Cuando solo se muestrea información de crominancia (color) a partir de datos analógicos (o datos digitales), lo llamamos muestreo de croma.
Cuando no se muestrea completamente (como las papas fritas que no llenan toda la bolsa), el proceso se denomina submuestreo de croma.
Es un tipo de compresión que se puede aplicar en el momento de la grabación en la cámara, o más tarde en el procesamiento. El submuestreo es lo que sucede cuando no se muestrea 1:1, lo que significa que se desechan datos. Ese es el objetivo, reducir el ancho de banda.
El modelo más utilizado hoy en día es el modelo Y’CbCr. Echa un vistazo a esta imagen:
En la imagen de arriba se puede ver que las cuatro cajas de colores se ven iguales, a pesar de que la mayoría de la izquierda tiene mucha menos información de color que la mayoría de la derecha.
Es Y’Cbcr un espacio de color?
Y’Cbcr no es un espacio de color, ni es estrictamente un modelo de color. Es solo un sistema de codificación. Encontrará a muchas personas confundiendo todos estos términos y haciendo preguntas como»¿Qué espacio de color debo usar, YUV, 444 o RGB?» Eso es como preguntar qué vaca debería alimentar, la que se parece a una vaca, la que se parece a una vaca con cuernos, o la misma vaca que estoy mirando desde otro ángulo?
Loco? Pero eso es lo que sucede cuando no te molestas en entender tus términos.
Para la televisión de alta definición, así es como funciona:
- RGB es el modelo de color
- Rec. 709 es el espacio de color
- Y’CbCr es el sistema de codificación de luma y croma
- Los números en Y’CbCr le indican el tipo de muestreo de luma y croma utilizado
- 4:2:0 y 4:2: 2 ambos tienen valores de luma iguales, pero valores de croma diferentes
- 3:1:1 y 4:2:2 tienen valores de luma y croma diferentes
No lo olvides: modelo de color, espacio de color, codificación de color, tres cosas totalmente diferentes.