RGB和YUV色彩模式简介

色彩模式

常用的色彩模式型有RGB和YUV两大类，RGB相对来说比较简单也容易理解，R表示红色Red，G表示绿色Green，B表示蓝色Blue，三个颜色通道叠加后可以组成各种各样的颜色；YUV来源于RGB，Y表示亮度，UV表示色度，也就是像素的颜色，YUV细分的话有Y'UV，YUV，YCbCr，YPbPr等格式，目前在计算机上使用的主要是YCbCr，因此说起YUV时主要指的是YCbCr（本文后续均称YUV），Cb表示蓝色浓度偏移量，Cr表示红色浓度偏移量。

RGB

因此RGB比较好理解，因此我们来简单介绍几个RGB格式

• RGB_565：每个像素点由2个字节（16位）组成，其中前5位表示红色，中间16为表示绿色，后5位表示蓝色

• ARGB_4444：每个像素点由2个字节（16位）组成，其中前4位为透明度(Alpha)，后面4位为红色，接着4位为绿色，最后4位蓝色。由于图像质量低，目前已被标记为弃用

• ARGB_8888：每个像素点由4个字节（32位）组成，组成方式和ARGB_4444类似，只是每个变量均有8位

• RGB_888：每个像素点由3个字节（24位）组成，红绿蓝各占8位

YUV

YUV模式是利用人眼对亮度敏感而对色度相对不敏感的特点，通过缩减色度采样以减少数据量，并且图像质量不会明显下降的色彩模式，其在采样时会保留每个像素的Y分量，但会适当丢弃UV分量，数据量通常会比RGB要小，因此常用于视频传输。YUV按照采样方式通常分为YUV444、YUV422、YUV420、YUV411，按照存储方式可分为Planar、Packed、SemiPlanar，而Y、U、V每个通道变量通常可以为8位、10位、16位，不同的组合方式也使YUV出现了各种各样的类型。

采样模式

• YUV444：没有缩减色度采样，每4个像素中有4个Y分量、4个U分量、4个V分量；平均每个像素3个字节（24位），相比于RGB几乎没有压缩

• YUV422：每4个像素中有4个Y分量、2个U分量、2个V分量，在采样时相邻两个像素一个丢弃U分量，一个丢弃V分量；平均每个像素2个字节（16位）

• YUV420：每4个像素中有4个Y分量、1个U分量、1个V分量，在采样时相邻两个元素丢弃一个U分量，下一行的该位置的两个元素丢弃一个V分量；平均每个像素大小为1.5个字节（12位）

• YUV411：和YUV420一样，每4个像素中有4个Y分量、1个U分量、1个V分量，在采样时每行相邻4个元素丢弃3个U分量和3个V分量；大小和YUV420相同，使用该模式的很少因此后面不再赘述

存储方式

• Packed：连续存储每个像素点的Y、U、V分量，丢弃的分量不存储
  • YUV422形如YUYV YUYV YUYV YUYV
  • YUV420形如YUYYUY YVYYVY
• Planar：先存储所有像素点的Y分量，再存储所有像素点的U分量，最后存储所有像素点的V分量，
  • YUV422形如YYYYYYYY UUUU VVVV
  • YUV420形如YYYYYYYY UU VV
• SemiPlanar：先存储所有像素点的Y分量，再交错存储U、V分量
  • YUV422形如YYYYYYYY UVUVUVUV
  • YUV420形如YYYYYYYY UVUV

PS：微软文档中只看到了Planar和Packed，Android中有见到SemiPlanar，出处暂时不得而知，这里暂时将其加入到存储模式分类表格中

YUV色彩模式汇总

色彩模式	采样方式	存储方式	单通道占据位数	示意
AYUV	4:4:4	Packed	8
Y410	4:4:4	Packed	10
Y416	4:4:4	Packed	16
YUY2	4:2:2	Packed	8
Y210	4:2:2	Packed	10
Y216	4:2:2	packed	16
P210	4:2:2	Planar	10
P216	4:2:2	Planar	16
I422(YUV422P)	4:2:2	Planar	8	YYYY UU VV
YV16	4:2:2	Planar	8	YYYY VV UU
NV16(YUV422SP)	4:2:2	SemiPlanar	8	YYYY UV UV
NV61	4:2:2	SemiPlanar	8	YYYY VU VU
NV11	4:1:1	Planar	8
P010	4:2:0	Planar	10
P016	4:2:0	Planar	16
YU12(I420/YUV420P)	4:2:0	Planar	8	YYYYYYYY UU VV
YV12	4:2:0	Planar	8	YYYYYYYY VV UU
NV12(YUV420SP)	4:2:0	SemiPlanar	8	YYYYYYYY UV UV
NV21	4:2:0	SemiPlanar	8	YYYYYYYY VU VU

由于经常会被YUV的各种格式名字搞混，因此整理了该表格，如有问题欢迎批评指正。