Komputer berurusan dengan ruang warna RGB, mencampur kombinasi merah, hijau, dan biru untuk menampilkan warna pada layar. Tetapi RGB tidak cocok untuk penyimpanan dan transmisi karena membawa redundansi.
Syukurlah, persepsi manusia dapat dikelabui dengan teknik yang dikenal sebagai subsampling kroma. Ini adalah jenis kompresi untuk gambar diam dan video yang membuang beberapa informasi warna tanpa menurunkan kualitas visual yang dirasakan.
Ini membantu mengurangi ukuran file dan penggunaan bandwidth.
Ikuti bersama kami untuk mempelajari cara kerja subsampling kroma, bagaimana berbagai mode pengambilan sampel memengaruhi kualitas gambar, dan cara terbaik mengonfigurasi perangkat Anda.
Apa itu Subsampling Chroma? Apa Fungsinya?
Sistem visual manusia memiliki pemahaman yang jauh lebih rendah tentang perubahan perbedaan warna daripada kecerahan. Subsampling Chroma memanfaatkan fakta ini dengan mengurangi jumlah informasi warna dalam sinyal sumber untuk memungkinkan lebih banyak data pencahayaan. Dengan kata lain, komponen warna diambil sampelnya pada resolusi yang lebih rendah daripada kecerahan.
Mengurangi informasi warna memungkinkan sinyal video berjalan secara efisien melalui kabel HDMI bandwidth terbatas dan melalui internet. Karena mata Anda kurang peka terhadap warna daripada kecerahan, Anda tidak akan merasakan perbedaan kualitas yang besar saat menikmati film favorit.
Subsampling Chroma juga digunakan dalam pengkodean JPEG.
RGB vs. YUV vs. YCbCr
Dalam video dan fotografi digital, komponen kecerahan—atau luma—biasanya dinotasikan dengan Y. Data warna (disebut chrominance atau hanya chroma) terdiri dari dua komponen yang berbeda: Cb (proyeksi biru) dan Cr (proyeksi merah). Kombinasi mereka, yang dikenal sebagai YCbCr, adalah yang menentukan warna yang Anda lihat di layar.
Perangkat pencitraan seperti kamera video menggunakan sinyal analog komposit (YUV), yang dapat dikodekan secara digital sebagai YCbCr. Karena perangkat proyeksi suka TV dan telepon di saku Anda berurusan dengan RGB, mereka mengubah sinyal YCbCr digital kembali ke ruang warna RGB sebelum menampilkan gambar.
Jenis Umum Subsampling Chroma
Ruang warna YCbCr mendukung beberapa skema subsampling kroma yang dinyatakan sebagai rasio A: B:C. A adalah lebar horizontal wilayah sampel dalam piksel, B menunjukkan jumlah sampel chrominance (Cr, Cb) di baris pertama, dan C menunjukkan pengambilan sampel vertikal.
Misalnya, skema 4:2:2 mendefinisikan segmen empat piksel secara horizontal dalam dua baris. Ini mengambil sampel empat elemen luma dan mencampurnya dengan dua kroma (satu Cr dan satu Cb).
4:4:4, 4:2:2, dan 4:2:0: Apa Bedanya?
Berikut ini adalah kombinasi paling umum untuk subsampling kroma:
- 4:4:4 digunakan untuk sinyal yang tidak terkompresi tanpa pengurangan warna. Anda mendapatkan resolusi warna horizontal dan vertikal penuh tanpa kehilangan kualitas. Ada juga 4:4:4:4, di mana empat keempat adalah saluran transparansi.
- 4:2:2 memiliki setengah kroma 4:4:4, memotong setengah resolusi warna horizontal dibandingkan dengan luma. Ini mengurangi ukuran file dari sinyal yang tidak terkompresi hingga sepertiga, dengan sedikit atau tanpa artefak kompresi. Dengan demikian, 4:2:2 sering digunakan dalam game dan format video profesional seperti Digital Betacam, DVCPRO 50, dan MPEG-2.
- 4:2:0 mengangkut seperempat sampel luma. Hanya setengah dari piksel pada baris pertama yang diambil sampelnya, dan baris kedua dibuang. Dengan laju pengambilan sampel yang dibelah dua secara horizontal dan vertikal, 4:2:0 secara praktis mempertahankan kualitas visual tanpa kerugian. Fitur tersebut telah membantu mengubahnya menjadi standar industri untuk film, acara TV, dan olahraga.
Ada sedikit keuntungan visual menggunakan pengambilan sampel 4:4:4 untuk media. Inilah mengapa sebagian besar kamera video digital dan banyak film Blu-ray menggunakan pengkodean 4:2:0. Dan untuk saat-saat ketika Anda membutuhkannya ekspor video dari Premiere Pro di komputer Anda, codec video populer seperti MPEG-1, MPEG-2, dan H.261/263 juga mendukung 4:2:0.
4:2:1 vs. 4:1:1 vs. 4:4:0
Skema pengambilan sampel lainnya tidak banyak digunakan, seperti contoh di bawah ini.
- 4:2:1 adalah mode pengambilan sampel yang agak ketinggalan jaman dengan resolusi horizontal Cb setengah dari Cr dan seperempat dari resolusi horizontal Y.
- 4:1:1 seperempat resolusi chroma dan membagi dua bandwidth, yang mempengaruhi kualitas visual. Meskipun beberapa format video digital seperti DV, DVCAM, dan DVCPRO menggunakan 4:1:1, mode pengambilan sampel ini bukan kualitas siaran.
- 4:4:0 membagi dua rasio pengambilan sampel secara vertikal tetapi mempertahankannya secara horizontal.
Subsampling Chroma dalam Teks, Aplikasi, dan Media
Mode subsampling kroma yang berbeda menargetkan kasus penggunaan tertentu.
Tidak ada yang suka melihat artefak kompresi pada konten dengan kontras tinggi dan piksel sempurna seperti teks di atas warna datar. Itulah mengapa komputer, ponsel, tablet, dan konsol game secara eksklusif menggunakan pengambilan sampel 4:4:4. Mengkodekan media dengan 4:4:4 terlalu banyak—tidak ada perbedaan visual yang terlihat, dan ukuran file sangat besar.
Cara Menguji Subsampling Chroma
Cara paling sederhana untuk memeriksa subsampling kroma adalah kartu uji digital yang terpasang di TV Anda, juga dikenal sebagai "startup test" atau "test pattern." Mengaktifkan fitur ini di pengaturan TV Anda akan menampilkan serangkaian pola dan warna yang dikalibrasi bar.
Bilah berwarna di TV Anda tidak hanya membiarkan Anda memeriksa apakah chroma subsampling digunakan tetapi juga memastikan bahwa keluarannya sesuai dengan warna dan nada sesuai dengan sinyal aslinya.
Jika Anda tidak dapat menemukan opsi ini, Google "pola uji subsampling kroma" atau gunakan gambar uji kroma yang disediakan oleh RTING. Buka gambar ini di komputer atau lihat di TV Anda. Pastikan untuk menyetel penskalaan ke 100% sebelum mencari artefak yang khas seperti tepi teks kabur, luntur warna, dan kaburnya garis dan teks.
Jika tidak ada, TV Anda menggunakan mode pengambilan sampel 4:4:4 tanpa kompresi.
Cara Memilih Subsampling Chroma Terbaik
Berbekal semua pengetahuan ini, Anda harus memiliki pemahaman dasar tentang subsampling kroma dan bagaimana fungsi mode kompresi yang berbeda.
Sebagai patokan, kabel HDMI Anda harus mendukung 4:2:0 dan 4:2:2. Untuk menikmati video 4:4:4 tanpa kompresi tanpa chroma subsampling, Anda memerlukan kabel HDMI Ultra High-Speed dengan bandwidth yang dinyatakan dalam kisaran 18-48 Gbps.
Jika Anda menyambungkan komputer, dekoder, atau konsol game ke TV, pastikan untuk mengatur format video ke YCbCr/YUV (jangan khawatir tentang ketidakjelasan teks dalam game—mesin grafis saat ini menggunakan chroma subsampling).
- LG: Buka pengaturan gambar dan nyalakan Warna dalam HDMI ULTRA HD. Sekarang klik Memasukkan tombol, pilih Semua input, dan pilih port untuk menggunakan mode ini.
- TLC: 4:4:4 harus diaktifkan secara default saat Anda menghubungkan PC. Jika tidak, pastikan untuk menyetel jenis input ke Komputer di antarmuka pengaturan.
- Samsung: Pergi ke Pengaturan menu dan klik Pengaturan Pakar dibawah Pengaturan Gambar tajuk. Sekarang gulir ke bawah Warna HDMI UHD di bagian bawah layar, pilih input yang akan menggunakan 4:4:4: dan atur ke PC mode.
- Sony: Membuka Pengaturan dan buka menu input eksternal, lalu pilih Format yang disempurnakan HDMI. Anda juga harus mengatur mode gambar Anda ke Grafik dalam pengaturan gambar.
- Vizio: Pilih masukan Anda di Menampilkan pengaturan aplikasi SmartCast. Sekarang pilih Subsampling warna HDMI, tetapkan ke port input yang diinginkan, lalu setel ke Komputer.
Untuk streamer media seperti Apple TV, atur output sinyal HDMI Anda ke YCbCr di Pengaturan.
Subsampling Chroma Penting
Memahami cara kerja subsampling kroma tidak hanya membantu Anda menguraikan arti dari singkatan aneh tersebut dicetak di sebelah port I/O di bagian belakang TV Anda, tetapi pilih juga pengaturan yang benar untuk kualitas gambar yang optimal.
Tanpa subsampling kroma, streaming video 4K akan terputus-putus, dan Anda memerlukan banyak penyimpanan hanya untuk menyimpan film dan gambar yang diambil dengan ponsel Anda.
