מחשבים מתמודדים עם מרחבי צבע RGB, מערבבים שילובים של אדום, ירוק וכחול כדי להציג צבעים על המסך. אבל RGB אינו מתאים לאחסון ולשידור מכיוון שהוא נושא יתירות.

למרבה המזל, ניתן לרמות את התפיסה האנושית באמצעות טכניקה המכונה תת-דגימת כרומה. זהו סוג של דחיסה עבור תמונות סטילס ווידאו שמשליך חלק ממידע צבע מבלי לפגוע באיכות החזותית הנתפסת.

זה עוזר להפחית את גודל הקובץ ואת השימוש ברוחב הפס.

עקוב אחרינו כדי ללמוד כיצד תת-דגימת chroma עובדת, כיצד מצבי דגימה שונים משפיעים על איכות התמונה וכיצד להגדיר בצורה הטובה ביותר את המכשירים שלך.

מהי Chroma Subsampling? מה זה עושה?

למערכת הראייה האנושית יש הבנה נמוכה בהרבה של שינויים בהבדלי הצבע מאשר בהירות. תת-דגימת Chroma ממנפת עובדה זו על ידי הפחתת כמות מידע הצבע באות מקור כדי לאפשר יותר נתוני בהירות במקום. במילים אחרות, רכיבי צבע נדגמים ברזולוציה נמוכה יותר מאשר בהירות.

צמצום מידע צבע מאפשר לאות וידאו לנוע ביעילות באמצעות כבלי HDMI ברוחב פס מוגבל ודרך האינטרנט. מכיוון שהעין שלך הרבה פחות רגישה לצבע מאשר בהירות, לא תראה הבדל גדול באיכות כשאתה נהנה מהסרטים האהובים עליך.

instagram viewer

תת-דגימת Chroma משמשת גם בקידוד JPEG.

RGB לעומת YUV לעומת YCbCr

בווידאו וצילום דיגיטליים, רכיב הבהירות - או לומה - מסומן בדרך כלל Y. נתוני הצבע (הנקראים כרומיננס או פשוט כרומה) ​​מורכבים משני מרכיבים שונים: Cb (הקרנה כחולה) ו-Cr (הקרנה אדומה). השילוב שלהם, המכונה YCbCr, הוא מה שמגדיר את הצבעים שאתה רואה על המסך.

מכשירי הדמיה כגון מצלמות וידאו משתמשים באותות אנלוגיים מורכבים (YUV), הניתנים לקידוד דיגיטלי כ-YCbCr. כי מכשירי הקרנה כמו טלוויזיות והטלפון בכיס שלך עוסקים ב-RGB במקום זאת, הם ממירים את אות ה-YCbCr הדיגיטלי בחזרה למרחב הצבע RGB לפני הצגת תמונות.

סוגים נפוצים של תת-דגימת Chroma

מרחב הצבעים YCbCr תומך במספר ערכות תת-דגימת כרומה המבוטאות כיחס A: B:C. A הוא הרוחב האופקי של האזור הנדגם בפיקסלים, B מציין את מספר דגימות הכרומיננטיות (Cr, Cb) בשורה הראשונה, ו-C מציין דגימה אנכית.

לדוגמה, ערכת ה-4:2:2 מגדירה קטע של ארבעה פיקסלים בצורה אופקית בשתי שורות. הוא דוגם ארבעה יסודות לומה ומערבב אותם עם שני כרומא אחדים (אחד Cr ואחד Cb).

4:4:4, 4:2:2 ו-4:2:0: מה ההבדל?

להלן השילובים הנפוצים ביותר עבור תת-דגימת כרומה:

  • 4:4:4 משמש לאות לא דחוס ללא הפחתת צבע. אתה מקבל רזולוציית צבע אופקית ואנכית מלאה ללא אובדן איכות. יש גם 4:4:4:4, כאשר הארבעה הרביעית היא ערוץ שקיפות.
  • 4:2:2 בעל חצי מהכרומה של 4:4:4, חותך את רזולוציית הצבע האופקית לחצי בהשוואה ל-luma. זה מקטין את גודל הקובץ של אות לא דחוס בשליש, עם מעט או ללא חפצי דחיסה. ככזה, 4:2:2 משמש לעתים קרובות בגיימינג ובפורמטי וידאו מקצועיים כמו Digital Betacam, DVCPRO 50 ו-MPEG-2.
  • 4:2:0 מעביר רבע מדגימות הלומה. רק מחצית מהפיקסלים בשורה הראשונה נדגמים, והשורה השנייה נמחקת. עם קצב הדגימה מופחת לחצי אופקית ואנכית, 4:2:0 שומר למעשה על איכות חזותית נטולת אובדן. תכונות אלה עזרו להפוך אותו לסטנדרט בתעשייה עבור סרטים, תוכניות טלוויזיה וספורט.

יש יתרון ויזואלי קטן לשימוש בדגימה של 4:4:4 עבור מדיה. זו הסיבה שרוב מצלמות הווידאו הדיגיטליות וסרטי Blu-ray רבים משתמשים בקידוד 4:2:0. ולפעמים האלה שאתה צריך ייצא סרטון מ-Premiere Pro במחשב שלך, Codec וידאו פופולריים כגון MPEG-1, MPEG-2 ו-H.261/263 כולם תומכים גם ב-4:2:0.

4:2:1 לעומת 4:1:1 לעומת 4:4:0

סכימות דגימה אחרות אינן בשימוש נרחב, כמו הדוגמאות שלהלן.

קרדיט תמונה: יאנקה / ויקימדיה קומונה
  • 4:2:1 הוא מצב דגימה מיושן במקצת עם רזולוציית Cb האופקית חצי מזו של Cr ורבע מרזולוציית Y האופקית.
  • 4:1:1 מרבע את רזולוציית ה-chroma ומצמצם בחצי את רוחב הפס, מה שאכן משפיע על איכות הראייה. בעוד שחלק מפורמטי הווידאו הדיגיטליים כמו DV, DVCAM ו-DVCPRO משתמשים ב-4:1:1, מצב הדגימה הזה אינו באיכות שידור.
  • 4:4:0 מפחית בחצי את יחס הדגימה אנכית אך שומר עליו אופקית.

דגימת משנה של Chroma בטקסט, אפליקציות ומדיה

מצבי תת-דגימת כרומה שונים מכוונים למקרי שימוש ספציפיים.

אף אחד לא אוהב לראות חפצי דחיסה על תוכן בעל ניגודיות גבוהה ומושלם לפיקסלים, כגון טקסט על גבי צבע שטוח. זו הסיבה שמחשבים, טלפונים, טאבלטים וקונסולות משחקים משתמשים אך ורק בדגימה של 4:4:4. קידוד מדיה עם 4:4:4 הוא מוגזם - אין הבדל ויזואלי מובחן, וגודל הקובץ עובר דרך הגג.

כיצד לבדוק תת-דגימת Chroma

הדרך הפשוטה ביותר לבדוק תת-דגימת כרומה תהיה כרטיס בדיקה דיגיטלי המובנה בטלוויזיה שלך, המכונה גם "סטארט-אפ". בדיקה" או "דפוס בדיקה." הפעלת תכונה זו בהגדרות הטלוויזיה שלך תפיק סט של דפוסים וצבע מכויל סורגים.

הפסים הצבעוניים בטלוויזיה שלך לא רק לאפשר לך לבדוק אם נעשה שימוש ב-chroma subsampling, אלא גם להבטיח שהפלט נכון לצבע ולגוון בהתאם לאות המקורי.

אם אינך מוצא אפשרות זו, חפש בגוגל "דפוסי בדיקת תת-דגימת כרומה" או השתמש בתמונת בדיקת כרומה שסופקה על ידי RTINGS. פתח את התמונה הזו במחשב או הצג אותה בטלוויזיה שלך. הקפד להגדיר את קנה המידה ל-100% לפני שאתה מחפש חפצים אופייניים כגון קצוות טקסט מטושטשים, דימום צבע וטשטוש של קווים וטקסט.

אם אין כאלה, הטלוויזיה שלך משתמשת במצב דגימה ללא דחיסה 4:4:4.

כיצד לבחור את תת הדגימה הטובה ביותר של Chroma

חמוש בכל הידע הזה, אתה אמור לקבל הבנה בסיסית של תת-דגימת כרומה וכיצד מתפקדים מצבי דחיסה שונים.

ככלל אצבע, כבלי ה-HDMI שלך צריכים לתמוך גם ב-4:2:0 וגם ב-4:2:2. כדי ליהנות מווידאו לא דחוס של 4:4:4 ללא תת-דגימת כרומה, תזדקק לכבל HDMI Ultra High Speed ​​עם רוחב פס מוגדר בטווח של 18-48 Gbps.

אם אתה מחבר מחשב, ממיר או קונסולת משחקים לטלוויזיה, הקפד להגדיר את פורמט הווידאו ל YCbCr/YUV (אל תדאג לגבי טשטוש טקסט במשחקים - המנועים הגרפיים של היום אחראים ל-chroma תת-דגימה).

  • LG: עבור להגדרות התמונה והפעל HDMI ULTRA HD צבע עמוק. כעת לחץ על קֶלֶט כפתור, בחר כל הכניסות, ובחר את היציאה לשימוש במצב זה.
  • TLC: 4:4:4 אמור להיות מופעל כברירת מחדל כאשר אתה מחבר מחשב. אם לא, הקפד להגדיר את סוג הקלט ל מַחשֵׁב בממשק ההגדרות.
  • סמסונג: עבור אל הגדרות תפריט ולחץ הגדרות מומחה מתחת הגדרות תמונה כּוֹתֶרֶת. כעת גלול מטה אל צבע HDMI UHD בתחתית המסך, בחר את הקלט שישתמש ב-4:4:4: והגדר אותו ל PC מצב.
  • סוני: לִפְתוֹחַ הגדרות ועבור לתפריט הקלט החיצוני, ואז בחר פורמט HDMI משופר. עליך גם להגדיר את מצב התמונה שלך ל גרָפִיקָה בהגדרות התמונה.
  • Vizio: בחר את הקלט שלך ב- לְהַצִיג הגדרות של אפליקציית SmartCast. עכשיו תבחר תת-דגימת צבע HDMI, הקצה אותו ליציאת הקלט הרצויה ולאחר מכן הגדר אותו ל מַחשֵׁב.

עבור מזרים מדיה כמו Apple TV, הגדר את פלט אות ה-HDMI שלך ל YCbCr בהגדרות.

אחרי הכל משנה דגימת Chroma משנה

הבנת איך פועלת תת-דגימת כרומה לא רק תעזור לך לפענח את המשמעות של הקיצורים המוזרים האלה מודפס לצד יציאות I/O בגב הטלוויזיה שלך, אך גם בחר את ההגדרה הנכונה לאיכות תמונה מיטבית.

ללא תת-דגימת chroma, זרמי וידאו ב-4K יגמגו, ותזדקק להמון אחסון רק כדי לשמור סרטים ותמונות שצולמו בטלפון שלך.