luminans (Y)
svartvitt TV kom först. En svartvit bild innehåller bara vitt, svart och gråtoner. Alla dessa värden kan (och kan fortfarande) erhållas enbart genom varierande ljusstyrka.
rent oförfalskat solljus är vitt (eller åtminstone vitt nog för våra ändamål). När ljuset inte reflekteras (en svart kropp) är det vi får svart. Genom att variera ljusintensiteten får vi olika nyanser av grått. Kom ihåg att grå är en uppfattning om den mänskliga hjärnan.
i vetenskapliga termer mäts ljusets ljusstyrka i termer av luminans. Ordet ’luminans’ definieras direkt av CIE i förhållande till mänsklig syn. Det representeras av bokstaven Y när det gäller video.
Luma (Y’)
som vi har sett i kapitlet om Gamma är ljusstyrkan ’skev’ för visning, en process som vi kallar gammakomprimering. Istället för att kalla det vriden luminans bestämde de sig för att ringa videokodad luminans ’Luma’, representerad av Y’.
när vi talar om luminansvärdena med avseende på video talar vi om Luma (Y’). När en videosignal kommer ut ur en SDI-port som 4:2:2 eller vad som helst, är den korrekta notationen för den Y ’ Cbcr. Lägg märke till Y med en apostrof? Luminansen är redan ’gammafied’, eller har tillämpats med ett kodande gamma.
från detta kapitel om RGB vet vi att om Y är RGB-barnet kommer Y’ från R’G ’ B’.
krominans (C)
krominans är färginformationen i en signal. När färg-TV anlände, istället för att börja från början, hittade de ett sätt att klara det på Luma, som vi har sett i skillnaden mellan CIE XYZ och xyY. Från det vet vi att de två representationerna av färg heter Cb och Cr.
det betyder inte att grönt försummas, kom ihåg dig. Från RGB får du XYZ, och från XYZ härleder du xyY, vilket leder till Y ’ Cbcr. Så här ser det ut:
den översta är den fulla RGB-bilden. Om det skulle delas upp i Y ’Cbcr, skulle Y’ vara den andra, Cb den tredje och Cr den fjärde. Antag inte bara för att det är en ’b’ i Cb och en ’r’ I Cr det betyder blått eller rött – precis som om du inte förväntar dig att en man som heter Mr.Red ska vara röd i färg.
Chroma sampling och sub-sampling
namnet på spelet är ’minska bandbredd’. Luminans blir Luma, bitdjupet reduceras till 8, färgutrymmena (Rec. 709, PAL, NTSC) reduceras till hälften eller mindre än hälften av det mänskliga ögat, data komprimeras med hjälp av komprimeringsalgoritmer och så vidare. Kan vi komprimera det ännu längre?
visst kunde vi. På samma sätt som stavar och kottar fungerar i hjärnan insåg de att de kunde dela upp färger i luminans och krominans – det stämmer, vårt öga uppvisar både RGB och Y ’ Cbcr-beteende. Det är därför det fungerar!
genom en invecklad metod för försök och fel, och massor av tester, upptäckte de att de faktiskt kunde kasta ut hälften eller till och med tre fjärdedelar av färginformationen och de flesta skulle inte veta det. Människor konsumerar konstgjorda smakämnen varje dag också.
det fungerar inte på det sätt som data komprimeras, och för att verkligen förstå hur det fungerar måste du lära dig vad sampling är. När endast krominansinformation (färg) samplas från analoga data (eller digitala data) kallar vi det Chroma Sampling.
när det inte samplas helt (som potatischips som inte fyller hela påsen) kallas processen Chroma sub-sampling.
det är en typ av komprimering som kan tillämpas vid inspelning i kameran eller senare vid bearbetning. Delprovtagning är vad som händer när du inte provar 1:1, vilket innebär att du slänger ut data. Det är målet att minska bandbredden.
den mest använda modellen idag är y ’ Cbcr-modellen. Ta en titt på den här bilden:
från ovanstående bild kan du se att alla de fyra färgrutorna ser likadana ut, även om vänster mest har mycket mindre färginformation än höger mest.
är Y ’ Cbcr ett färgutrymme?
Y ’ Cbcr är inte ett färgutrymme,det är inte heller en färgmodell. Det är bara ett kodningssystem. Du hittar många som förvirrar alla dessa termer och ställer frågor som ”vilket färgutrymme ska jag använda, YUV, 444 eller RGB”? Det är som att fråga vilken ko ska jag mata, den som ser ut som en ko, den som ser ut som en ko med horn eller samma ko som jag tittar på från en annan vinkel?
Galen? Men det är vad som händer när du inte bryr dig om att förstå dina villkor.
för högupplöst TV, så här fungerar det:
- RGB är färgmodellen
- Rec. 709 är färgrymden
- Y ’Cbcr är luma-och kromkodningssystemet
- siffrorna i y’ Cbcr berättar vilken typ av luma-och kromprovtagning som används
- 4:2:0 och 4: 2: 2 båda har lika luma-värden, men olika kromvärden
- 3:1:1 och 4: 2: 2 har olika luma – och kromvärden
glöm inte – färgmodell, färgutrymme, färgkodning-tre helt olika saker.