色度抽样（444，422，420之概念）

beyes

色度抽样(Chroma Subsampling)

这是一张很正常的照片：


我们把它的色度信息去掉（只保留L通道，H,S全归零），然后就变成了这样：


可是，如果我们去掉亮度信息，只保留色度（L通道全变成50）：


正是利用人眼的这种特性，工程师们将视频的色域信息压缩，以降低视频的体积。

下面是几种流行的色度抽样方式：4:4:4: 4:2:2 4:2:0


所谓4:4:4，就是不对色域信号压缩，每个像素还保留之前的颜色。绝大部分电影的母带和专业电影摄影机，都会采用这种不压缩的方式。所谓4:2:2，就是每两个横向的相邻像素，共用同一个颜色。4:2:2在广播电视领域比较流行，是压缩率和画质的权衡。而最最常用的4:2:0，是每个正方形块的4个像素共用同一个颜色。事实上，绝大部分的视频编码器，如x264，的默认设置都是4:2:0色度抽样，这也就意味着一个1920*1080的视频，其色度信息只有960*540！

在 1080P 的显示器上，4K 的视频是否看起来比 1080P 的视频更清晰？为什么？

因为市面上下载的绝大部分片源都采用了4:2:0色度抽样，因此一个4k（3840×2160）分辨率的视频，其色度分辨率为1920*1080。在1080p的显示器上播放时，播放软件会自动对4k视频缩小，每4个方形排列的像素取平均值。3840*2160的亮度信息经缩小后变为1920*1080，而其原本就是1920*1080的色度信息则保持不变，因此你就得到了一个1080p的4:4:4色度未压缩的视频！虽然亮度分辨率没有提高，但是色度分辨率提高了两倍，这就是为何4k片源比1080p观感更清晰。

beyes

在分辨率不足4K的屏幕上看4K视频会好一点吗？
答案是：会的。


我们说的1080P显示器指的是物理分辨率为1920*1080像素，也就是说这类显示器的最大像素数就是这些，理论上无法显示出更高分辨率的画面，4K分辨率是1080P的四倍，精细度非常之高，所以1080P显示器自然无法输出4K画面。

物理分辨率虽说无法支持4K，但是对于图片和视频这类4K文件来说，1080P显示器也是可以正常播放的，即使是720P甚至更低分辨率的显示器都可以播放4K视频，只是受限于非原生画质输出，所以画面和真正的4K画质仍然有很大差距，毕竟液晶显示器的原理就是在点对点输出时画质是最好的，4K视频只有在真4K分辨率显示器上才能得到最好的效果。

4K视频也不是说达到了4K分辨率就行了，画质与码率也是息息相关，如果一部4K视频但是码率却很低的话实际画质可能还不如一些1080P视频效果好，如果是高码率4K视频的话，在1080P分辨率显示器上会进行缩放显示，显示效果虽说不完美但是一般也会比1080P视频效果要好，因为你这时候得到的几乎就是无损压缩的1080p视频，主观上也会觉得画质非常细腻清晰。

可以做一个体验：

Youtube 上找一个 4K 视频，同时打开两个浏览器窗口，清晰度一个选 1080P，一个选 2160P，都全屏，细细对比，很容易得出结论：即便在不足 4K 的小分辨率屏幕上，仅凭肉眼感知，4K 的视觉效果依然好过 1080P。


分析原因主要有两点：HDR  和   Chroma Subsampling（色度抽样）


一、HDR

通过这项当红技术，画面当中的明暗范围更大，过渡更平滑，更接近人眼视觉对光线强弱的适应性处理，所谓「更自然」。从明暗的层次、过渡上，HDR 画面要优于正常画面。HDR 跟分辨率没有直接关系，但目前好像只有 4K 视频会得到 HDR 的加持，所以这个理由放到这里来说明 1080P 屏幕上看 4K 的好处，应该也算合情合理。

二、Chroma Subsampling（色度抽样）

人眼有一种特性，对视频亮度信息的敏感程度要强于对色度信息的敏感程度，因此工程师们将视频的色域信息压缩，丢弃掉一些临近像素的颜色信息，既可以几乎无损颜色识别，又可以达到大幅减小文件体积和加快像素处理的目的。

常见的方式有：

4:4:4 (不抽取颜色，保留完整的颜色信息 )

4:2:2（画质和压缩的权衡，每两个横向的相邻像素，共用同一个颜色）

4:2:0（每个正方形块的4个像素共用同一个颜色，一般，视频使用 4:2:0 模式）




4K视频在1080P设备播放时，会由显示器渲染器缩放成1080P分辨率。4K视频在1080P的显示器上播发需要进行缩放，这里面就涉及缩放算法，不同算法的压缩效果是不同，的确有优劣之分。一般来说，1080P的视频和4K视频都是4:2:0。而这一缩放过程，相当于把4K视频 4 个 4:2:0 的区域合并为一个 4:4:4 的区域，缩放后的 1080P 相对于原来的 1080P，颜色细节要丰富的多了，所以效果更好了。