Цветовая Субдискретизация

4:4:4 vs 4:2:2 vs 4:2:0

По мере того, как дисплеи становятся все более совершенными, поддерживая все более высокое разрешение и более быструю частоту обновления, одним из самых больших ограничивающих факторов в их разработке стала доступная пропускная способность кабелей, соединяющих наши устройства. В конце концов, что хорошего в дисплее, который не имеет возможности передавать сигнал от плеера к устройству? Одним из самых простых способов передачи большего количества данных является сжатие изображения, что позволяет передавать больше информации по кабелю, чем это обычно поддерживается.

Что такое Цветовая субдискретизация

Цветовая субдискретизация — это вид сжатия, который уменьшает цветовую информацию в сигнале в пользу данных о яркости. Это уменьшает пропускную способность без существенного влияния на качество изображения.

Видеосигнал делится на два различных аспекта: информация о яркости и информация о цвете. Яркость, или люма для краткости, определяет большую часть изображения, поскольку контрастность — это то, что формирует формы, которые вы видите на экране. Например, черно-белое изображение будет выглядеть не менее детализированным, чем цветное. Информация о цвете, хроматизме или просто хроматизме также важна, но оказывает меньшее визуальное воздействие. Хроматическая субдискретизация позволяет уменьшить количество цветовой информации в сигнале, чтобы получить больше данных о яркости. Это позволяет сохранить четкость изображения и эффективно уменьшить размер файла до 50%. В формате YUV luma составляет только 1/3 сигнала, поэтому уменьшение количества хроматических данных очень помогает. Из-за ограничений пропускной способности, связанных со скоростью Интернета и HDMI, это позволяет гораздо эффективнее использовать существующие системы.

4:4:4 VS 4:2:2 VS 4:2:0

Первое число (в данном случае 4), относится к размеру выборки. Оба нижеследующих числа относятся к хроме. Оба они относятся к первому числу и определяют горизонтальную и вертикальную выборку соответственно.

Сигнал с хромой 4:4:4 не имеет компрессии (поэтому он не подвергается субдискретизации) и передает данные как о яркости, так и о цвете целиком. В массиве из четырех на два пикселя 4:2:2 имеет половину хромы 4:4:4, а 4:2:0 — четверть доступной цветовой информации. Сигнал 4:2:2 будет иметь половину частоты дискретизации по горизонтали, но будет поддерживать полную дискретизацию по вертикали. С другой стороны, сигнал 4:2:0 будет сэмплировать цвета только из половины пикселов первого ряда и полностью игнорирует второй ряд.

Когда это важно?

СубдискретизацияВизуальный эффект
ПК4:4:4Значительный
Кино4:2:0Отсутствует
Игры4:4:4Незначительный
Спорт4:2:0Отсутствует
ТВ Передачи4:2:0Отсутствует

Артефакты цветовой субдискретизации наиболее заметны с текстом поверх плоского цвета. Воздействие гораздо менее заметно на видео и фотографиях. Это важно при подключении телевизора к компьютеру, так как вы не хотите, чтобы текст был размытым до нечёткости.

Как вы видите, отсутствие деталей отчетливо видно в двух нижних строках. Текст полностью запутан, и многое из этого совершенно не читается. Несмотря на то, что 4:2:2 лучше, чем 4:2:0, это все равно не то, что большинство считает приемлемым. В то время как этот шаблон демонстрирует экстремальный случай, подобные побочные эффекты проявляются и при обычном использовании. Обычно это делает стандартный текст нечетким и снижает его четкость. Также важно отметить, что субдискретизация на ПК требует использования формата YCbCr/YUV, так как RGB его не поддерживает.

В КИНО И ТЕЛЕПЕРЕДАЧАХ

Сейчас, его важность с меньшим текстом неоспорима, но как насчет фильмов? Субдискретизация 4:2:0 уже давно является промышленным стандартом, и недаром. Преимущества наличия полноцветного видео спорны, особенно при 4k. Было бы трудно распознать разницу между полной последовательностью 4:4:4 и тем же самым контентом в 4:2:0.

4:2:0 практически без потерь визуально, поэтому его можно встретить на Blu-ray дисках и во многих современных видеокамерах. Использование 4:4:4 для потребления видео-контента практически не имеет никаких преимуществ. Если что, то это увеличит стоимость распространения намного больше, чем его сравнительный визуальный эффект. Это становится особенно актуальным по мере того, как мы переходим на 4k и далее. Чем выше разрешение и плотность пикселей будущих дисплеев, тем менее очевидными становятся артефакты субдискретизации.

В ВИДЕО ИГРАХ

Хотя некоторые компьютерные игры, в которых основное внимание уделяется тексту, могут страдать от использования хроматической субдискретизации, большинство из них либо разрабатываются с учетом этого, либо внедряются в игровой движок. Поэтому большинству геймеров не стоит об этом беспокоиться.

КАК ПРОВЕРИТЬ ЦВЕТОВЫУЮ СУБДИСКРЕТИЗАЦИЮ

Тестирование на хроматическую субдискретизацию очень простое. Просто откройте наш тестовый шаблон в Windows Paint с помощью ПК, затем понаблюдайте за ним и проверьте, не размыты ли какие-нибудь из строк и текст вместе.

Если ни один из текстов не смешивается и не показывает артефакт, то телевизор и режим, который вы используете, не использует сжатие хромы и показывает хрому 4:4:4.

Также важно убедиться, что в Windows установлено 100% масштабирование. В больших мониторах с высоким разрешением Windows обычно масштабирует элементы пользовательского интерфейса на 150% и более, и это может привести к ложным срабатываниям при тестировании на Chroma Subsampling.

хроматический тестовый образец

Как добиться наилучших результатов

Большинство современных телевизоров позволяют включить хрому 4:4:4. Различные бренды размещают эти настройки в разных областях меню.

SONY

Перейдите на страницу настроек с главного экрана, затем на внешние входы. В этом меню выберите «Расширенный формат HDMI», чтобы включить поддержку chroma 4:4:4. Затем перейдите на страницу настроек изображения и измените режим изображения на «графический». Как вы можете заметить, на некоторых телевизорах Sony эта функция включена только на выбранных портах HDMI.

SAMSUNG

На странице настроек в разделе настроек изображения выберите экспертные настройки. Прокрутите вниз до «Цвет HDMI UHD». Здесь вы можете выбрать, на каких входах включена эта функция. Для входа также необходимо выбрать режим ПК.

LG

Сначала перейдите к настройкам изображения на телевизоре и выберите и включите «HDMI ULTRA HD deep color». Затем нажмите кнопку ввода, затем выберите «Все входы». Выберите вход, который вы хотите включить функцию, затем отредактируйте значок. Выберите иконку компьютера.

TCL 

TCL-телевизоры обычно очень хорошо распознают, когда они подключены к ПК, и должны автоматически включать поддержку chroma 4:4:4. Если по какой-то причине они этого не делают, просто установив входную метку в «Компьютер», вы включите правильный цвет 4:4:4.

Заключение

Субсэмплирование цвета — это метод сжатия, который значительно снижает требования к размеру и пропускной способности файла практически без потери качества. Если вы не собираетесь использовать телевизор в качестве основного монитора компьютера, на котором будет читаться много текста, не нужно беспокоиться об этом. В остальном он не имеет заметных визуальных изъянов и позволяет торговать на гораздо лучшие преимущества, такие как 10-битная глубина цвета и HDR. 4:2:0 является существенным для современных платформ дистрибуции, и исключение большого сокращения пропускной способности сделало бы такие сервисы, как Netflix и Amazon в 4k гораздо менее доступными.

Был ли этот пост полезен?

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
tvrate
Logo
Регистрация
Сбросить пароль
Сравнить товары
  • Обзоры (0)
  • Характеристики (0)
Сравнить
0