Kompiuteriai susiduria su RGB spalvų erdvėmis, maišydami raudonos, žalios ir mėlynos spalvos derinius, kad atvaizduotų ekrano spalvas. Tačiau RGB nėra tinkamas saugojimui ir perdavimui, nes yra perteklinis.
Laimei, žmogaus suvokimą galima apgauti naudojant chromos atrankos metodą. Tai nejudančių vaizdų ir vaizdo įrašų suspaudimo tipas, kuris atmeta tam tikrą spalvų informaciją, nepablogindamas suvokiamos vaizdo kokybės.
Tai padeda sumažinti failo dydį ir pralaidumo naudojimą.
Sekite kartu su mumis, kad sužinotumėte, kaip veikia chromos atranka, kaip įvairūs atrankos režimai veikia vaizdo kokybę ir kaip geriausiai sukonfigūruoti įrenginius.
Kas yra Chroma Subsampling? Ką tai daro?
Žmogaus regėjimo sistema daug prasčiau supranta spalvų skirtumų pokyčius nei ryškumas. Chroma subsampling išnaudoja šį faktą sumažindamas spalvų informacijos kiekį šaltinio signale, kad būtų galima gauti daugiau skaisčio duomenų. Kitaip tariant, spalvų komponentai atrenkami mažesne skiriamąja geba nei ryškumas.
Sumažinus spalvų informaciją, vaizdo signalas gali efektyviai sklisti riboto pralaidumo HDMI kabeliais ir internetu. Kadangi jūsų akys yra daug mažiau jautrios spalvoms nei ryškumui, mėgaudamiesi mėgstamais filmais nepajusite didelio kokybės skirtumo.
Chroma subsampling taip pat naudojamas JPEG koduotėje.
RGB vs. YUV vs. YCbCr
Skaitmeniniame vaizdo įraše ir fotografijoje ryškumo komponentas arba luma paprastai žymimas Y. Spalvos duomenys (vadinami spalvingumu arba tiesiog chroma) susideda iš dviejų skirtingų komponentų: Cb (mėlyna projekcija) ir Cr (raudona projekcija). Jų derinys, žinomas kaip YCbCr, apibrėžia spalvas, kurias matote ekrane.
Vaizdo gavimo įrenginiai, tokie kaip vaizdo kameros, naudoja sudėtinius analoginius signalus (YUV), kurie gali būti skaitmeniniu būdu užkoduoti kaip YCbCr. Kadangi projekciniai prietaisai mėgsta Televizoriai ir telefonas kišenėje veikia su RGB – prieš rodydami vaizdus skaitmeninį YCbCr signalą konvertuoja atgal į RGB spalvų erdvę.
Dažni chromos atrankos tipai
YCbCr spalvų erdvė palaiko keletą chromos atrankos schemų, išreikštų A: B: C santykiu. A yra horizontalus atrinktos srities plotis pikseliais, B žymi spalvingumo pavyzdžių (Cr, Cb) skaičių pirmoje eilutėje, o C žymi vertikalią atranką.
Pavyzdžiui, 4:2:2 schema apibrėžia keturių pikselių segmentą horizontaliai dviejose eilutėse. Jis paima keturis luma elementus ir sumaišo juos su dviem chrominiais (vienu Cr ir vienu Cb).
4:4:4, 4:2:2 ir 4:2:0: Koks skirtumas?
Toliau pateikiami dažniausiai naudojami chromatinės atrankos deriniai:
- 4:4:4 naudojamas nesuspaustam signalui be spalvų mažinimo. Jūs gaunate visą horizontalią ir vertikalią spalvų skiriamąją gebą neprarandant kokybės. Taip pat yra 4:4:4:4, kur ketvirtasis ketvertas yra skaidrumo kanalas.
- 4:2:2 turi pusę chromos 4:4:4, todėl horizontali spalvų skiriamoji geba sumažėja perpus, palyginti su luma. Tai sumažina nesuspausto signalo failo dydį trečdaliu, o suspaudimo artefaktų yra mažai arba visai nėra. Taigi 4:2:2 dažnai naudojamas žaidimų ir profesionaliuose vaizdo formatuose, tokiuose kaip Digital Betacam, DVCPRO 50 ir MPEG-2.
- 4:2:0 gabena ketvirtadalį luma mėginių. Atrenkama tik pusė pikselių pirmoje eilutėje, o antroji eilutė atmetama. Horizontaliai ir vertikaliai perpus sumažinus mėginių ėmimo dažnį, 4:2:0 praktiškai išlaiko vaizdo kokybę be nuostolių. Šios funkcijos padėjo jį paversti filmų, TV laidų ir sporto pramonės standartu.
Naudojant 4:4:4 laikmenos atranką, vizualiai mažai naudos. Štai kodėl dauguma skaitmeninių vaizdo kamerų ir daugelis „Blu-ray“ filmų naudoja 4:2:0 kodavimą. Ir tiems laikams, kai reikia eksportuokite vaizdo įrašą iš „Premiere Pro“ savo kompiuteryje, populiarūs vaizdo kodekai, tokie kaip MPEG-1, MPEG-2 ir H.261/263, taip pat palaiko 4:2:0.
4:2:1 prieš 4:1:1 prieš 4:4:0
Kitos atrankos schemos nėra plačiai naudojamos, pavyzdžiui, toliau pateikti pavyzdžiai.
- 4:2:1 yra šiek tiek pasenęs atrankos režimas, kurio horizontalioji Cb skiriamoji geba yra perpus mažesnė nei Cr ir ketvirtadalis horizontalios Y raiškos.
- 4:1:1 ketvirčiais chromatinės skiriamosios gebos ir perpus sumažina pralaidumą, o tai turi įtakos vaizdo kokybei. Nors kai kurie skaitmeninio vaizdo formatai, tokie kaip DV, DVCAM ir DVCPRO, naudoja 4:1:1, šis atrankos režimas nėra transliacijos kokybės.
- 4:4:0 vertikaliai sumažina mėginių ėmimo santykį perpus, bet išlaiko jį horizontaliai.
Chroma subsampling tekste, programose ir medijoje
Skirtingi chromos atrankos režimai taikomi konkretiems naudojimo atvejams.
Niekam nepatinka matyti glaudinimo artefaktus ant didelio kontrasto, tobulo vaizdo taškų turinio, pvz., teksto ant plokščios spalvos. Štai kodėl kompiuteriai, telefonai, planšetiniai kompiuteriai ir žaidimų pultai naudoja tik 4:4:4 atranką. Laikmenos kodavimas 4:4:4 yra perdėtas – nėra pastebimo vaizdo skirtumo, o failo dydis yra per daug.
Kaip patikrinti chromos mėginių ėmimą
Paprasčiausias būdas patikrinti, ar nėra chromos atrankos, būtų skaitmeninė bandymo kortelė, įmontuota į televizorių, taip pat žinoma kaip „paleidimo testas“ arba „bandymo šablonas“. Įjungus šią funkciją televizoriaus nustatymuose bus rodomas raštų rinkinys ir kalibruota spalva barai.
Televizoriaus spalvotos juostos ne tik leidžia patikrinti, ar naudojamas chromos atranka, bet ir užtikrinti, kad išvestis atitiktų pradinio signalo spalvą ir toną.
Jei nerandate šios parinkties, Google "chroma subsampling test patterns" arba naudokite chroma testo vaizdą, pateiktą RINGAI. Atidarykite šią nuotrauką kompiuteryje arba peržiūrėkite televizoriuje. Prieš ieškodami būdingų artefaktų, pvz., neryškių teksto kraštų, spalvų išsiliejimo ir linijų bei teksto suliejimo, būtinai nustatykite mastelį iki 100 %.
Jei jų nėra, jūsų televizorius naudoja neglaudinimo 4:4:4 atrankos režimą.
Kaip pasirinkti geriausią chromos mėginių ėmimą
Turėdami visas šias žinias, turėtumėte turėti pagrindinį supratimą apie chromos atranką ir kaip veikia skirtingi glaudinimo režimai.
Paprastai jūsų HDMI kabeliai turi palaikyti ir 4:2:0, ir 4:2:2. Kad galėtumėte mėgautis nesuspaustu 4:4:4 vaizdo įrašu be chromos atrankos, jums reikės itin didelės spartos HDMI laido, kurio pralaidumas yra 18–48 Gbps diapazone.
Jei prie televizoriaus jungiate kompiuterį, priedėlį ar žaidimų konsolę, būtinai nustatykite vaizdo formatą YCbCr/YUV (nesijaudinkite dėl teksto neryškumo žaidimuose – šiandieniniai grafikos varikliai naudoja chromą atranka).
- LG: Eikite į vaizdo nustatymus ir įjunkite HDMI ULTRA HD gilios spalvos. Dabar spustelėkite Įvestis mygtuką, pasirinkite Visi įėjimaiir pasirinkite prievadą, kad galėtumėte naudoti šį režimą.
- TLC: 4:4:4 turi būti įjungtas pagal numatytuosius nustatymus, kai prijungiate kompiuterį. Jei ne, būtinai nustatykite įvesties tipą Kompiuteris nustatymų sąsajoje.
- Samsung: Eikite į Nustatymai meniu ir spustelėkite Eksperto nustatymai žemiau Vaizdo nustatymai antraštę. Dabar slinkite žemyn iki HDMI UHD spalva ekrano apačioje pasirinkite įvestį, kuri naudos 4:4:4: ir nustatykite ją į PC režimu.
- Sony: Atviras Nustatymai ir eikite į išorinių įėjimų meniu, tada pasirinkite HDMI patobulintas formatas. Taip pat turite nustatyti vaizdo režimą Grafika paveikslėlio nustatymuose.
- Vizio: Pasirinkite savo įvestį Ekranas SmartCast programėlės nustatymus. Dabar pasirinkite HDMI spalvų atranka, priskirkite jį norimam įvesties prievadui, tada nustatykite į Kompiuteris.
Jei naudojate medijos transliuotojus, pvz., „Apple TV“, nustatykite HDMI signalo išvestį į YCbCr nustatymuose.
Chroma subsamping yra svarbiausia
Suprasdami, kaip veikia chromos atranka, ne tik padėsite iššifruoti tų keistų santrumpų reikšmę spausdinami šalia įvesties / išvesties prievadų televizoriaus gale, bet taip pat pasirinkite tinkamą nustatymą, kad vaizdo kokybė būtų optimali.
Be chromatinės atrankos 4K vaizdo įrašų srautai trūkčiotų, o jums reikės daugybės saugyklos vietos, kad išsaugotumėte filmus ir vaizdus, nufilmuotus telefonu.
