速查在线工具箱视频里的 4:2:0 到底丢了多少颜色？
它只丢色度的空间分辨率、不丢色相，明度是全分辨率保留的，所以自然画面几乎看不出来。
先把丢颜色这个说法纠正一下：丢的不是颜色的种类，而是色度的空间分辨率。亮度平面是全分辨率的，每个像素都在；色度平面被降到了四分之一。也就是说，明暗细节一点没少，少的是颜色变化点得有多密。
算一下就更清楚了。一帧 1080p、8 位的数据量，全采样是 1920×1080×3×8，约 49.8 兆比特；换成 4:2:0 变成 (1920×1080 + 2×960×540)×8，约 24.9 兆比特——刚好一半。编解码器还没做任何有损压缩，就先省了一半。
视频不做成红绿蓝三个全分辨率平面，而是拆成一个亮度加两个色差。这样拆的动机很直接：人眼对亮度的细节敏感得多，对颜色的细节迟钝得多。
既然感知上不敏感，就可以少存一点。这个少存一点的动作就叫色度抽样，它是在编码之前做的、几乎无感知代价的省带宽手段。
1三种常见格式的账
记法里的三个数字，描述的是色度在采样块里的分布。
| 格式 | 色度怎么取 | 相对带宽 | 用在哪 |
|---|---|---|---|
| 4:4:4 | 和亮度一样全取 | 100% | 医学影像、后期制作、屏幕采集 |
| 4:2:2 | 水平方向减半、垂直不变 | 约 67% | 广播级采集与专业摄像机 |
| 4:2:0 | 水平与垂直都减半 | 50% | 几乎所有消费级流媒体与在线视频 |
| 4:1:1 | 只在一行里取四分之一 | 50% | 早期数字磁带遗留，现在很少用 |
每帧 1080p 8 位：4:4:4 约 49.8 兆比特、4:2:2 约 33.2、4:2:0 约 24.9。差别全在色度平面上。
2为什么几乎看不出来
这不是偷工减料，而是踩在感知的阈值以下省的。
- 色觉的空间分辨力本来就低
- 视网膜上负责颜色的细胞分布稀疏，能分辨的颜色边界比明暗边界粗得多。
- 去掉的正好是感知不到的细节
- 色度降到四分之一后，剩下的信息量仍在人眼能区分的范围内，自然画面里看不出损失。
- 明度一点没动
- 决定形状、纹理和锐利感的都是亮度，它保持全分辨率，所以画面不会变糊。
- 但低码率下会连锁
- 抽样本身影响有限，可后续的量化压缩会在色度上继续抠，抠过头就会出现大块的色带。
真正影响观感的往往不是抽样本身，而是抽样之后叠加的压缩强度。
3什么时候它会露馅
有些内容的价值本来就长在色度上。
| 场景 | 为什么会露馅 | 建议 |
|---|---|---|
| 红字蓝底的屏幕内容 | 色度边界就是信息，抽样后字边出现彩色描边 | 用 4:4:4 或至少 4:2:2 |
| 细密饱和图案 | 织物的经纬、动画描线本身很细，抽样后糊成一片 | 提高码率或改用更高抽样 |
| 需要判断色差的素材 | 医学影像、色彩校对里色相差异就是要判断的对象 | 全采样，不做色度抽样 |
| 多次转码的流程 | 每转一次都可能再抽样一次，损失叠加 | 中间环节用高质量母版 |
反过来，自然拍摄的内容（人物、风景、体育）用 4:2:0 是划算的；追求全采样只会白白多花比特。
4选择时看什么
用一句话决定，比背参数表有效。
- 面向大众分发的内容
- 直接用 4:2:0。所有消费级编码器和播放设备都支持，兼容性最好。
- 需要在多个环节之间传的素材
- 用 4:2:2。它保留了垂直色度分辨率，反复处理后劣化更可控。
- 以颜色本身为交付内容的工作
- 用 4:4:4。抠像、调色、屏幕内容录制都归这一类。
- 拿不准时
- 看下游要做什么。下游还要再压一次，就往上留一档余量。
记住这个方向：越靠近拍摄和后期，越应该全采样；越靠近终端播放，越应该省带宽。
顺着这个问题往下用
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4:2:0 会让人脸肤色变差吗？
肤色属于低频的、大面积的色度信息，4:2:0 基本保得住。真正会出问题的是细小的、高饱和的颜色边界，比如红色文字和彩色图形的边缘。
它算是有损的吗？
色度抽样本身是不可逆的降采样，确实丢掉了色度信息，所以严格说是有损但不明显。它与后面的量化压缩是两回事，只是经常同时被提起。
截图看颜色不对，和这个有关吗？
播放时的解码与色度上采样会引入轻微偏差，加上截图工具自身的色彩管理，颜色可能有细微差别。要精确取色，用原始素材而不是播放器截图。
上传到平台后画质变差，是抽样造成的吗？
多数是平台二次压缩造成的，抽样只是其中一环。控制办法是提高上传源的码率与分辨率，让平台压缩时有余量。
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