YCbCr-format och chroma subsampling
Chroma subsampling bygger på hur våra ögon fungerar med tappar och stavar. Vi ser inte detaljer i färg och detta utnyttjas flitigt inom videoteknik för att spara på bandbredden. Detaljinformationen ligger i Luma (Y) och färginformationen, Chroma (Cb och Cr) kan reduceras med vad som blir en liten till försumbar kvalitetsförlust. I stort sett all video vi konsumerar som slutprodukt, Youtube, DVD, Blu-ray, digital-TV och så vidare är 4:2:0-subsamplat och därmed kraftigt reducerad färginformation.
Subsampling | Effekt | Bandbredd |
|---|---|---|
4:4:4 | Full färgbandbredd | 1x |
4:2:2 | Halverad färgbandbredd | 0,67× |
4:2:0 | 1/4-dels färgbandbredd | 0,5× |
Detta gäller dock inte datorgrafik som har andra förutsättningar. Windows använder så kallad subpixelrendering för att skapa mjukare och behagligare intryck av text, vilket påverkar hur bilden ser ut när vi använder en subsamplad signal.
4:2:2-subsampling betyder att den horisontella upplösningen i bilden är halverad horisontellt och färginformationen interpoleras fram från närliggande pixlar. Vid 4:2:0-subsampling är färginformationen halverad både vertikal och horisontellt, alltså en fjärdedel av den ursprungliga informationen.
Text i Windows supixelrenderas med färger. Detta leder till en smetighet när färginformationen först reduceras och sedan interpoleras.
För att komprimera ihop signalen till något som kan sändas som YCbCr 4:2:2 över Displayport-kabeln måste grafikkortet först halvera färgupplösningen genom att räkna samman intilliggande pixlars färginformation.
När denna signal sedan når skärmen interpoleras de hopräknade pixlarna fram igen med effekt att texten blir färgsmetig. Detta påverkas av Cleartype-funktionen. Att stänga av Cleartype avstängt löser inte problemet på något sätt, utan gör bara att det uppenbarar sig annorlunda.
Foto från skärmen på hur 4:2:2-subsampling påverkar textens uteseende.
Foto vid RGB-signal. YCbCr 4:4:4 lämnar också texten intakt.
Lustigt nog försvinner så mycket av färginformationen i subpixelrenderingen i textningen vid 4:2:0-subsampling att det inte blir lika synligt. Text blir lite suddigare men smetar inte i färg eftersom så mycket av färginformationen är borta. Dock kan väldigt få datorskärmar återge en 4:2:0-subsamplad bildsignal. De flesta synkar helt enkelt inte mot 4:2:0-signaler.
Effekten av 4:2:0-subsampling har dock tydligt negativ effekt på grafik, särskilt kontrastrika områden kan upplevas pixeliserade. Även den 4:2:2-subsampling vi ser kan påverka spelgrafik en aning med just lite smetningar. Men det är inte nödvändigtvis ett tydligt problem som med texten i Windows.
