RGB/YUV/YCbCr--关于显示，颜色你需要了解的一些 事 入门扫盲好文章

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工作中常听说RGB/YUV/YCbCr 这样一些名词，概念上似乎很混淆？这里是一个简介，部分内容来自wiki，理解不对的地方欢迎指正。

A：首先两个基本概念：

Color model和Color Space.

1. Color Model: 为了表达人眼观察到的颜色，人们从数学模型上定义了一系列不同的color model，我们常见的有RGB，CMYK，YUV，YPbPr/YCbCr。

2. Color Space：为了把这样的Color Model数学模型投射到相应的数学表达，根据对于颜色数据的不同处理方式，存储格式等等，产生了不同的Color Space。

本文主要介绍Color Model。Color Space常常涉及到许多具体的数学操作。两者在概念上有时候也会混淆一谈，倒也无所谓，基本上只有行业内人士才需要严格区分概念。

详细可以参考wiki: http://en.wikipedia.org/wiki/Color_space

B: 常用的Color Model简介：

http://en.wikipedia.org/wiki/Color_models

RGB在计算机显示中广泛采用（比如LCD，LED），其原色（Primary color）为RGB，是一种加性color model。意思是它是用哪几种光源来投射合成颜色的。几种光源(在纯黑背景上)被混合在一起。也有采用RGBA格式（GPU里面）， Alpha代表透明度。
CMYK在印刷工业中广泛使用，其原色（Primary color）为 cyan, magenta, yellow, key (black)。是一种减性color
model。意思是它是用几种墨水混合来表达被（白色背景）反射出来的颜色，以合成人眼需要识别的颜色。
YIQ在 NTSC 电视系统里面广泛使用。Y为亮度信息，IQ为色度信息。
YUV在PAL电视系统，以及很多Video 捕捉系统里面使用。Y为亮度信息，UV为色差（Chroma）信息。U/V分别等于blue–luminance/red–luminance。

注：Y’UV vs YUV
（1）Y表示辉度信息(luminance)—或者说是亮度的感知信息
（2）Y’ 表示亮度(Luma)信息—或者说是电子化的亮度信息（和显示系统的硬件信号，比如电压直接相关），
（3）因为人眼对于亮度的感知与实际的显示亮度不是成正比关系的，并不是说亮度增加一倍，人眼感知的亮度就会增加一倍，二者之间有非线性的关系。这个装换就是Gamma矫正。http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_compression

YPbPr/YCbCr: 是YUV坐标归一化后的一种color model，视频系统里面广泛采用。YPbPr是YCbCr的模拟版本，二者实际上是一回事，只是用于模拟和数字格式而已。

C：各种颜色模式之间的恩恩怨怨：

YIQ和YUV之间的关系： YIQ color space 相对YUV color space旋转 33°。

YUV与YPbPr/YCbCr:历史上，YUV被用于电视系统PAL (NTSC里面使用YIQ，是YUV color space的变种，见上文 )的颜色信号的模拟编码；YPbPr/YCbCr 则被用于视频和静态图像处理系统中的颜色编码（例如MPEG/JPEG）。如今，随着两种系统在网络时代的融合，YUV常常被混用于描述被YCbCr编码之后的文件格式 (比如，从ISP输出的数据格式)。

在DVD时代，很多DVD厂商拿YPbPr来表达“逐行扫描”，YCbCr来表达“隔行扫描”，这里无论YPbPr还是YCbCr都是和CRT的扫描方式有关，都是模拟信号--其实和Color model完全不是一码事。属于偷换概念。

D：实际应用举例

现在移动终端中常用到的Camera Sensor，Spec.一般会指明支持哪些Color format.常常看到类似RGB，或者RGB888，YUV，或者YUV422，YUV420之类的输出格式表示：

RGB888：指的是输出信号用RGB格式，RGB的颜色深度均为8（即一个Pixel的颜色需要3X8=24bit来表示）。传统上有人称为RGB接口，并口，PPI口（输出简单，就是8或者16或者24根信号线）等等。不过MIPI口也是可以支持的。

RGB 格式的缺点是三种颜色的权重是类似的，因此信息很难压缩也不适合在带宽受限系统中传输—但是很适合pixel-by-pixel的画图板式操作，所以在显示系统里面被大量使用—比如Mobile display。对于

YUV422: 比较传统的YUV格式是YUV444，表示每个YUV分量均由4bit来表示。不过，犹豫人眼对于亮度信息(Y)的敏感度大于对于色度信息（UV）的敏感度，因此为了减少信息带宽，在对于视觉要求不高的应用中，部分色度信息可以被减少—称为色度抽样（Chroma subsampling）,这样就有了YUV422，甚至是YUV420。

http://en.wikipedia.org/wiki/Chroma_subsampling

RAW data:

RAW data在影像学上只是一种概念，没有统一的标准，其基本思想是把原始的图像数据用尽可能靠近sensor感光输出的信号储存起来供后续处理。相对比较通用的RAW格式为DNG (Adobe). 对于移动设备中常用的CMOS sensor，多数不提供RAW data的输出（这一般是单反的feature）。一般会用Bayer格式，这个名字来自Bayer 滤镜，指的是一束光线投射到sensor上并产生相应的输出信号的透镜。输出的格式通是RGBG,GRGB or RGGB.之所以有两个G分量，一方面最小的感光面用矩形在几何上比较好安排（因此有4个感光分量），另一方面人眼对于绿色的敏感度更高一些。

http://en.wikipedia.org/wiki/Bayer_filter

http://en.wikipedia.org/wiki/Raw_image_format