Arvutid tegelevad RGB-värviruumidega, segades ekraanivärvide renderdamiseks punase, rohelise ja sinise kombinatsioone. Kuid RGB ei sobi salvestamiseks ja edastamiseks, kuna sellel on liiasus.
Õnneks saab inimtaju petta chroma subsampling-nimelise tehnikaga. See on piltide ja videote tihendamine, mis jätab osa värviteabest kõrvale, halvendamata tajutavat visuaalset kvaliteeti.
See aitab vähendada faili suurust ja ribalaiuse kasutamist.
Järgige koos meiega, et saada teada, kuidas kroma alamdiskreetimine töötab, kuidas erinevad diskreetimisrežiimid mõjutavad pildikvaliteeti ja kuidas oma seadmeid kõige paremini konfigureerida.
Mis on Chroma Subsampling? Mida see teeb?
Inimese visuaalne süsteem mõistab värvierinevuste muutusi palju halvemini kui heledust. Chroma subdismpling kasutab seda asjaolu, vähendades allikasignaalis värviteabe hulka, et võimaldada selle asemel rohkem heleduse andmeid. Teisisõnu, värvikomponente valitakse heledusest madalama eraldusvõimega.
Värviteabe vähendamine võimaldab videosignaalil tõhusalt liikuda piiratud ribalaiusega HDMI-kaablite ja Interneti kaudu. Kuna teie silm on värvide suhtes vähem tundlik kui heleduse suhtes, ei taju te lemmikfilme nautides olulist kvaliteedierinevust.
Chroma subsampling on kasutusel ka JPEG-kodeeringus.
RGB vs. YUV vs. YCbCr
Digitaalses videos ja fotograafias tähistatakse heleduse komponenti ehk luma tavaliselt Y-ga. Värviandmed (nn kromnantsus või lihtsalt kroom) koosnevad kahest erinevast komponendist: Cb (sinine projektsioon) ja Cr (punane projektsioon). Nende kombinatsioon, tuntud kui YCbCr, määrab ekraanil nähtavad värvid.
Pildindusseadmed, näiteks videokaamerad, kasutavad komposiit-analoogsignaale (YUV), mida saab digitaalselt kodeerida kui YCbCr. Kuna projektsiooniseadmetele meeldib Telerid ja taskus olev telefon tegelevad hoopis RGB-ga, teisendavad digitaalse YCbCr signaali enne piltide kuvamist tagasi RGB värviruumi.
Kroomi alamproovide võtmise tavalised tüübid
YCbCr värviruum toetab mitut värvide alamdiskreetimise skeemi, mis on väljendatud A: B: C suhtena. A on valimipiirkonna horisontaalne laius pikslites, B tähistab esimeses reas olevate krominantsusnäidiste (Cr, Cb) arvu ja C tähistab vertikaalset diskreetimist.
Näiteks 4:2:2 skeem määratleb neljast pikslist koosneva segmendi horisontaalselt kahes reas. See proovib neli luma elementi ja segab need kahe kromaelemendiga (üks Cr ja üks Cb).
4:4:4, 4:2:2 ja 4:2:0: Mis vahe on?
Järgmised on kõige levinumad kombinatsioonid chroma subsamplingiks:
- 4:4:4 kasutatakse tihendamata signaali jaoks ilma värvi vähendamiseta. Saate täieliku horisontaalse ja vertikaalse värvieraldusvõime ilma kvaliteedi kadumiseta. Seal on ka 4:4:4:4, kus neljas neljas on läbipaistvuskanal.
- 4:2:2 omab poole väiksemat värvisuhet 4:4:4, mis vähendab horisontaalset värvieraldusvõimet poole võrra võrreldes lumaga. See vähendab tihendamata signaali faili suurust ühe kolmandiku võrra, ilma tihendusartefaktideta või vähe. Sellisena kasutatakse 4:2:2 sageli mängu- ja professionaalsetes videovormingutes, nagu Digital Betacam, DVCPRO 50 ja MPEG-2.
- 4:2:0 transpordib veerandi lumaproovidest. Ainult pooled esimese rea pikslitest valitakse ja teisest reast jäetakse kõrvale. Kui diskreetimissagedus on poolitatud horisontaalselt ja vertikaalselt, säilitab 4:2:0 praktiliselt kadudeta visuaalse kvaliteedi. Need funktsioonid on aidanud muuta selle filmide, telesaadete ja sporditööstuse standardiks.
Meediumis 4:4:4 proovivõtu kasutamisel on visuaalselt vähe eeliseid. Seetõttu kasutab enamik digitaalseid videokaameraid ja paljusid Blu-ray-filme 4:2:0 kodeeringut. Ja nendeks hetkedeks, kui vaja eksportige oma arvutisse Premiere Pro video, populaarsed videokoodekid, nagu MPEG-1, MPEG-2 ja H.261/263, toetavad samuti 4:2:0.
4:2:1 vs. 4:1:1 vs. 4:4:0
Muid proovivõtuskeeme, näiteks allpool toodud näiteid, laialdaselt ei kasutata.
- 4:2:1 on mõnevõrra vananenud diskreetimisrežiim, mille horisontaalne Cb eraldusvõime on pool Cr-st ja veerand horisontaalsest Y eraldusvõimest.
- 4:1:1 veerand kromaeraldusvõimet ja poole võrra ribalaiust, mis mõjutab visuaalset kvaliteeti. Kuigi mõned digitaalvideovormingud, nagu DV, DVCAM ja DVCPRO, kasutavad suhet 4:1:1, pole see diskreetimisrežiim edastuskvaliteet.
- 4:4:0 poolitab proovivõtusuhte vertikaalselt, kuid säilitab selle horisontaalselt.
Chroma subsampling tekstis, rakendustes ja meedias
Erinevad värvide alamdiskreetimise režiimid on suunatud konkreetsetele kasutusjuhtudele.
Kellelegi ei meeldi näha tihendusartefakte suure kontrastsusega ja täiusliku piksliga sisul, näiteks tekstil lameda värvi peal. Seetõttu kasutavad arvutid, telefonid, tahvelarvutid ja mängukonsoolid ainult 4:4:4 proovivõttu. Meediumite kodeerimine suhtega 4:4:4 on üle jõu käiv – pole märgatavat visuaalset erinevust ja failimaht läheb üle katuse.
Kuidas testida kromaatiliste alamproovide võtmist
Lihtsaim viis kroma alamdismplingi kontrollimiseks on teie telerisse sisseehitatud digitaalne testkaart, mida tuntakse ka kui "käivitus test" või "test muster". Selle funktsiooni sisselülitamisel teleri seadetes kuvatakse mustrite komplekt ja kalibreeritud värv baarid.
Teie teleri värvilised ribad mitte ainult ei lase teil kontrollida, kas värvide alamdisamplit kasutatakse, vaid ka tagada, et väljund vastab algsignaalile õige värvi ja tooniga.
Kui te seda valikut ei leia, otsige Google'i "chroma subsampling test patterns" või kasutage kromaatiliste testide pilti, mille pakub HELINAD. Avage see pilt arvutis või vaadake seda oma telerist. Enne iseloomulike artefaktide otsimist, nagu hägused teksti servad, värvid ning joonte ja teksti hägustumine, määrake skaleerimine kindlasti 100%.
Kui neid pole, kasutab teie teler tihendusvaba 4:4:4 diskreetimisrežiimi.
Kuidas valida parim Chroma subsampling
Kõigi nende teadmistega relvastatud, peaksite omama põhiteadmisi kromaatiliste alamdiskreetide võtmisest ja erinevate tihendusrežiimide toimimisest.
Rusikareeglina peaksid teie HDMI-kaablid toetama nii 4:2:0 kui ka 4:2:2. Et nautida tihendamata 4:4:4 videot ilma kroma alamdiskreetita, vajate ülikiire HDMI-kaablit, mille ribalaius on vahemikus 18–48 Gbps.
Kui ühendate arvuti, digiboksi või mängukonsooli teleriga, määrake videovorminguks kindlasti YCbCr/YUV (ärge muretsege mängude teksti hägususe pärast – tänapäevased graafikamootorid arvestavad kroma osavalimi võtmine).
- LG: Minge pildiseadetesse ja lülitage sisse HDMI ULTRA HD sügav värv. Nüüd klõpsake nuppu Sisend nuppu, vali Kõik sisendidja valige selle režiimi kasutamiseks port.
- TLC: 4:4:4 peaks olema vaikimisi lubatud, kui ühendate arvuti. Kui ei, siis määrake kindlasti sisendi tüüp Arvuti seadete liideses.
- Samsung: Mine lehele Seaded menüü ja klõpsake Eksperdi seaded allpool Pildi seaded päis. Nüüd kerige alla HDMI UHD värv Valige ekraani allservas sisend, mis kasutab 4:4:4: ja määrake see PC režiimis.
- Sony: Avatud Seaded ja minge väliste sisendite menüüsse, seejärel valige HDMI täiustatud formaat. Samuti peate määrama pildirežiimi Graafika pildi seadetes.
- Vizio: Valige menüüs oma sisend Ekraan SmartCasti rakenduse seaded. Nüüd vali HDMI värvi alamdiskreetmine, määrake see soovitud sisendpordile ja seejärel määrake see olekusse Arvuti.
Meediumistriimijate (nt Apple TV) puhul määrake HDMI-signaali väljundiks YCbCr jaotises Seaded.
Chroma subsampling on ju oluline
Kroomi alamdisamplimise toimimise mõistmine ei aita teil lihtsalt nende veidrate lühendite tähendust lahti mõtestada prinditakse teleri tagaküljel asuvate I/O-portide kõrvale, kuid valige ka optimaalse pildikvaliteedi jaoks õige säte.
Ilma kromaatiliste alamdiskreetideta 4K-videovoogusid kokuksid ja telefoniga jäädvustatud filmide ja piltide salvestamiseks oleks vaja palju salvestusruumi.
