Luminance (Y)
La télévision en noir et blanc est arrivée en tête. Une image en noir et blanc ne contient que du blanc, du noir et des nuances de gris. Toutes ces valeurs pourraient (et peuvent encore) être obtenues simplement en variant la luminosité.
La lumière du soleil pure et pure est blanche (ou au moins assez blanche pour nos besoins). Lorsque la lumière n’est pas réfléchie (un corps noir), ce que nous obtenons est noir. En variant l’intensité de la lumière, nous obtenons différentes nuances de gris. Rappelez-vous, le gris est une perception du cerveau humain.
En termes scientifiques, la luminosité de la lumière est mesurée en termes de luminance. Le mot « Luminance » est directement défini par CIE par rapport à la vision humaine. Il est représenté par la lettre Y en ce qui concerne la vidéo.
Luma(Y’)
Comme nous l’avons vu dans le chapitre sur le Gamma, la luminosité est « biaisée » pour l’affichage, un processus que nous appelons compression gamma. Au lieu de l’appeler Luminance torsadée, ils ont décidé d’appeler luminance codée par vidéo ‘Luma’, représentée par Y’.
Chaque fois que nous parlons des valeurs de luminance par rapport à la vidéo, nous parlons de Luma(Y’). Lorsqu’un signal vidéo sort d’un port SDI en 4:2:2 ou autre, la notation correcte est Y’CbCR. Remarquez le Y avec une apostrophe? La luminance est déjà « gammafied », ou a été appliquée avec un gamma codant.
De ce chapitre sur RGB, nous savons que si Y est l’enfant de RGB, Y’ vient de R’G’B’.
Chrominance (C)
La chrominance est l’information de couleur dans un signal. Lorsque la télévision couleur est arrivée, au lieu de partir de zéro, ils ont trouvé un moyen de la fixer à Luma, comme nous l’avons vu dans la différence entre CIE XYZ et xyY. De là, nous savons que les deux représentations de la couleur sont nommées Cb et Cr.
Cela ne signifie pas que le vert est négligé, attention. De RVB, vous obtenez XYZ, et de XYZ, vous dérivez xyY, ce qui conduit à Y’CbCR. Voici à quoi cela ressemble:
Le plus haut est l’image RVB complète. S’il devait être divisé en Y’CbCR, Y ‘ serait le deuxième, Cb le troisième et Cr le quatrième. Ne présumez pas simplement parce que c’est un « b » en Cb et un « r » en Cr, cela signifie bleu ou rouge – comme si vous ne vous attendiez pas à ce qu’un homme appelé Mr. Red soit de couleur rouge.
Échantillonnage et sous-échantillonnage de chroma
Le nom du jeu est « réduire la bande passante ». La luminance devient Luma, la profondeur de bits est réduite à 8, les espaces colorimétriques (Rec. 709, PAL, NTSC) sont réduits à la moitié ou à moins de la moitié de la portée de l’œil humain, les données sont compressées à l’aide d’algorithmes de compression, etc. Pouvons-nous le compresser encore plus?
Bien sûr que nous pourrions. De la même manière que les bâtonnets et les cônes fonctionnent dans le cerveau, ils ont réalisé qu’ils pouvaient diviser les couleurs en Luminance et Chrominance – c’est vrai, notre œil présente à la fois un comportement RVB et Y’CbCR. C’est pourquoi ça marche !
Par une méthode alambiquée d’essais et d’erreurs, et de nombreux tests, ils ont découvert qu’ils pouvaient en fait jeter la moitié ou même les trois quarts des informations de couleur et la plupart des gens ne le sauraient pas. Les gens consomment également des arômes artificiels tous les jours.
Cela ne fonctionne pas dans la façon dont les données sont compressées, et pour vraiment comprendre comment cela fonctionne, vous devrez apprendre ce qu’est l’échantillonnage. Lorsque seules les informations de chrominance (couleur) sont échantillonnées à partir de données analogiques (ou de données numériques), nous appelons cela l’échantillonnage de chrominance.
Lorsqu’il n’est pas échantillonné entièrement (comme les croustilles qui ne remplissent pas tout le sac), le processus est appelé sous-échantillonnage de chroma.
C’est un type de compression qui peut être appliqué au moment de l’enregistrement à huis clos, ou plus tard dans le traitement. Le sous-échantillonnage est ce qui se passe lorsque vous n’échantillonnez pas 1: 1, ce qui signifie que vous jetez des données. C’est l’objectif, réduire la bande passante.
Le modèle le plus utilisé aujourd’hui est le modèle Y’CbCR. Jetez un oeil à cette image:
De l’image ci-dessus, vous pouvez voir que les quatre cases de couleur se ressemblent, même si la plus à gauche a des informations de couleur beaucoup moins importantes que la plus à droite.
Y’CbCR est-il un espace colorimétrique ?
Y’CbCR n’est pas un espace colorimétrique, ni strictement un modèle de couleur. Ce n’est qu’un système de codage. Vous trouverez beaucoup de gens qui confondent tous ces termes et posent des questions comme « Quel espace colorimétrique dois-je utiliser, YUV, 444 ou RGB »? C’est comme demander quelle vache dois-je nourrir, celle qui ressemble à une vache, celle qui ressemble à une vache avec des cornes, ou la même vache que je regarde sous un autre angle?
Fou? Mais c’est ce qui se passe lorsque vous ne vous souciez pas de comprendre vos termes.
Pour la télévision haute définition, voici comment cela fonctionne:
- RVB est le modèle de couleur
- Rec. 709 est l’espace colorimétrique
- Y’CbCR est le système de codage luma et chroma
- Les nombres dans Y’CbCR vous indiquent le type d’échantillonnage luma et chroma utilisé
- 4:2:0 et 4:2: 2 ont tous deux des valeurs de luma égales, mais des valeurs de chroma différentes
- 3:1:1 et 4:2:2 ont des valeurs de luma et de chroma différentes
N’oubliez pas – modèle de couleur, espace de couleur, codage des couleurs – trois choses totalement différentes.