Luminanza (Y)
La televisione in bianco e nero è arrivata prima. Un’immagine in bianco e nero contiene solo bianco, nero e sfumature di grigio. Tutti questi valori potrebbero (e possono ancora) essere ottenuti semplicemente variando la luminosità.
La luce solare pura non adulterata è bianca (o almeno abbastanza bianca per i nostri scopi). Quando la luce non viene riflessa (un corpo nero), ciò che otteniamo è nero. Variando l’intensità della luce, otteniamo varie sfumature di grigio. Ricorda, il grigio è una percezione del cervello umano.
In termini scientifici, la luminosità della luce è misurata in termini di Luminanza. La parola “Luminanza” è direttamente definita dal CIE in relazione alla visione umana. È rappresentato dalla lettera Y per quanto riguarda il video.
Luma (Y’)
Come abbiamo visto nel capitolo sulla Gamma, la luminosità è ‘distorta’ per la visualizzazione, un processo che chiamiamo compressione gamma. Invece di chiamarlo Twisted Luminance, hanno deciso di chiamare la luminanza codificata in video ‘Luma’, rappresentata da Y’.
Ogni volta che parliamo dei valori di luminanza rispetto al video, stiamo parlando di Luma (Y’). Quando un segnale video esce da una porta SDI come 4:2:2 o qualsiasi altra cosa, la notazione corretta per esso è Y’CBCR. Nota la Y con un apostrofo? La Luminanza è già ‘gammafied’, o è stata applicata con una codifica gamma.
Da questo capitolo su RGB sappiamo che se Y è figlio di RGB, Y’ proviene da R’G’B’.
Crominanza (C)
La crominanza è l’informazione del colore in un segnale. Quando è arrivata la televisione a colori, invece di ripartire da zero hanno trovato un modo per virare su Luma, come abbiamo visto nella differenza tra CIE XYZ e xyY. Da esso, sappiamo che le due rappresentazioni del colore sono chiamate Cb e Cr.
Non significa che il verde sia trascurato, intendiamoci. Da RGB si ottiene XYZ e da XYZ si ricava xyY, che porta a Y’CBCR. Questo è quello che sembra:
La parte superiore è l’immagine RGB completa. Se dovesse essere diviso in Y’CBCR, Y ‘ sarebbe il secondo, Cb il terzo e Cr il quarto. Non assumere solo perché è una ‘ b ‘in Cb e una’ r ‘ in Cr significa blu o rosso – proprio come se non ti aspetti che un uomo chiamato Mr. Red sia di colore rosso.
Chroma sampling and sub-sampling
Il nome del gioco è ‘ridurre la larghezza di banda’. La luminanza diventa Luma, la profondità di bit è ridotta a 8, gli spazi colore (Rec. 709, PAL, NTSC) sono ridotti a metà o meno della metà della gamma dell’occhio umano, i dati vengono compressi utilizzando algoritmi di compressione e così via. Possiamo comprimerlo ancora di più?
Certo che potremmo. Simile a come bastoncelli e coni funzionano nel cervello, si sono resi conto che potevano dividere i colori in Luminanza e crominanza – proprio così, il nostro occhio mostra sia il comportamento RGB che Y’CBCR. Ecco perché funziona!
Con un metodo contorto di tentativi ed errori, e molti test, hanno scoperto che potevano effettivamente eliminare metà o anche tre quarti delle informazioni sul colore e la maggior parte delle persone non lo saprebbe. Anche le persone consumano aromi artificiali ogni giorno.
Non funziona nel modo in cui i dati vengono compressi e per capire davvero come funziona, è necessario imparare cos’è il campionamento. Quando solo le informazioni sulla crominanza (colore) vengono campionate da dati analogici (o dati digitali), lo chiamiamo campionamento cromatico.
Quando non viene campionato completamente (come le patatine che non riempiono l’intera borsa) il processo viene chiamato sottocampionamento Chroma.
È un tipo di compressione che può essere applicato al momento della registrazione in camera o successivamente nell’elaborazione. Il sottocampionamento è ciò che accade quando non si campiona 1: 1, il che significa che si eliminano i dati. Questo è l’obiettivo, ridurre la larghezza di banda.
Il modello più utilizzato oggi è il modello Y’CBCR. Date un’occhiata a questa immagine:
Dall’immagine sopra puoi vedere che tutte le quattro caselle di colore hanno lo stesso aspetto, anche se la più a sinistra ha informazioni sul colore molto minori rispetto alla più a destra.
Y’CBCR è uno spazio colore?
Y’CBCR non è uno spazio colore, né è strettamente un modello di colore. È solo un sistema di codifica. Troverai molte persone che confondono tutti questi termini e fanno domande come “Quale spazio colore dovrei usare, YUV, 444 o RGB”? È come chiedere quale mucca dovrei nutrire, quella che sembra una mucca, quella che sembra una mucca con le corna, o la stessa mucca che sto guardando da un’altra angolazione?
Pazzo? Ma è quello che succede quando non ti preoccupi di capire le tue condizioni.
Per la televisione ad alta definizione, questo è come funziona:
- RGB è il modello di colore
- Rec. 709 è lo spazio colore
- y’Cbcr è la luminanza e crominanza sistema di codifica
- I numeri in y’Cbcr ti dice il tipo di luminanza e crominanza campionamento utilizzata
- 4:2:0 e 4:2:2 entrambi hanno parità di valori di luminanza, ma dissimili i valori di crominanza
- 3:1:1 e 4:2:2 sono dissimili luma e chroma valori
non dimenticare – il modello di colore, lo spazio colore, il colore di codifica – tre cose totalmente diverse.