这个压缩图像的技术,你的显示器支持吗

随着显示器变得越来越先进，支持更高的分辨率和更快的刷新率，其发展中最大的限制因素之一是连接我们设备的可用带宽。毕竟，无法将信号从电脑传输到显示器有什么用呢？这也是HDMI2.1和DP流行的原因。而传输更多数据还有个简单方法是压缩图像，你的显示器，可能已经采用了其中一种压缩方法——色度子采样。

什么是色度子采样？

色度子采样是一种颜色压缩，可降低数据速率和文件大小，其原理是减少信号中的颜色信息，以支持亮度数据。这样可以减少带宽，而不会显著影响图像质量。

视频信号分为两个不同的方面：亮度信息和颜色信息。亮度（简称亮度）定义了大部分图片，因为对比度是在屏幕上看到的形状。

例如，黑白图像看起来不会比彩色图片更详细。颜色信息、色度或简单的色度也很重要，但视觉影响较小。

色度子采样的使显示器可以保持图片清晰度，同时有效地将文件大小减小多达50%。在YUV格式中，亮度仅为信号的1/，因此减少色度数据量有很大帮助。由于互联网速度和HDMI的带宽限制，这使得当前系统的使用效率更高。

电脑上上的子采样需要使用YCbCr/YUV颜色格式，因为RGB不支持它。

色度子采样如何控制画质？

而出于不同的画质控制目的，色度子采样也有几种模式，4：4：4、4：2：2和4：2：0。

而三个数字如何解释呢？

第一个数字（在本例中为4）是指样本的大小。以下两个数字都是指色度。它们都相对于第一个数字，并分别定义水平和垂直采样。

色度为4：4：4的信号没有压缩（因此不会进行子采样），并且完全传输亮度和颜色数据。4：2：2具有4：4：4色度的一半，4：2：0具有四分之一的可用颜色信息。4：2：2信号的水平采样率只有一半，但垂直方向将保持完全采样。另一方面，4：2：0只会从第一行的一半像素中采样颜色，而完全忽略样本的第二行。

所以，4：4：4是未压缩的，因此可提供最佳图像质量，而4：2：2和4：2：0会牺牲色彩质量以获得较低的数据速率。

色度子采样如何工作的？

在上面的4×2网格示例中，4：4：4表示未使用色度子采样，而4：2：2表示每隔一个像素重复，4：2：0表示底部像素复制顶部像素。

因此，4：4：4将具有最佳的图像质量，但最高的数据量也就是传输带宽需要，而4：2：0的图像质量最低，但带宽要求也最小。

在下图中，您可以看到它将如何影响完整的图片。

色度子采样，不同画面影响不同

色度子采样采用压缩模式后，在人眼看来，画质改变明显的唯一情况是，查看彩色背景上显示的小文本时。特别是近距离观看屏幕时，文本会看起来模糊不清。

色度子采样变得明显的唯一情况是当您查看彩色背景上显示的小文本时。近距离观看屏幕时，文本会看起来模糊不清。

同样的文本画面在4:4:4模式

对于电影呢？4：2：0子采样长期以来一直是行业标准，这并非没有道理。在视频中拥有全彩色的好处是值得商榷的，尤其是在4k时。在4K分辨率下，人眼很难识别完整的4：4：4和4：2：0中的相同内容之间的区别。

所以，对影视作品来说，4：2：0在视觉上几乎是无损的，这就是为什么它可以用于蓝光光盘和许多数码摄像机的原因。使用4：4：4的普通消费级视频内容几乎没有任何优势，一般只有工业级的素材拍摄才会用到。

而在消费者端，显示器的分辨率和像素密度越高，子采样伪影效果就越不明显。

但在平面设计，特别是涉及到和印刷相关的平面设计领域，显然为了最好的文本显示“所见即所得”效果，就必须采用4:4:4模式了。

我的显示器需要设置色度子采样吗？

默认情况下，电脑的显卡和显示器不使用任何色度子采样，而是使用完整的4：4：4范围。这是为了保证最好的文本显示效果。

那为什么要使用色度子采样呢？

因为有时候你需要更高分辨率下更高的刷新率，为此愿意牺牲一些文本显示效果，例如在电竞游戏中。而一些入门级的高分辨率显示器只有通过子采样才能达到这样的性能指标。

例如，DisplayPort1.4的最大数据速率为25.92Gbit/s。为了以Hz和10位色深驱动4K显示器，需要2.27Gbit/s的数据速率。

因此，要么将颜色深度降低到8bit或将刷新率降低到98Hz，以免超过DisplayPort1.4支持的最大带宽。对于游戏玩家来说，这个不太能接受。

或者，可以使用4：2：0色度子采样来获取4KHz10位颜色，但数据速率较低（21.52Gbit/s）。

但是，由于所有游戏都使用4：4：4，因此UI中文本、字幕，会出现视觉伪影，但对于玩家来说，游戏主画面得到了画质可以接受且更高的流畅度体验，这就够了。