Čo je 10-bitové video 4: 2: 2 a aké má výhody

Kamery podporujúce 10-bitový formát 4:2:2, ktoré sú schopné zachytiť dvojnásobné množstvo farebných informácií sa stávajú cenovo dostupné aj pre bežných používateľov. Taktiež najpopulárnejšie aplikácie na úpravu videa, vrátane DaVinci Resolve, CapCut a Wondershare Filmora od Blackmagic Design podporujú hardvérovú akceleráciu na kartách NVIDIA pre kódovanie a dekódovanie 4:2:2. Adobe Premiere Pro ponúka podporu dekódovania.

Graf vývoja cien kamier a bezzrkadloviek s podporov 4:2:2

Aby sa zmenšila veľkosť súborov, nezaznamenávame farebné údaje pre každý jednotlivý pixel záberu, zaznamenávajú sa iba farebné údaje pre niektoré pixely tie sa potom aplikujú aj na susedné pixely. Parameter 4:2:2 udáva spôsob vzorkovania farieb vo videu. Popisuje, ako sú vo videu ukladané informácie o farbe v porovnaní s informáciami o jase. Inak povedané je to pomer vzorkovania jasovej a farebnej informácie v jednom riadku pixelov.

Majme oblasť ktorá je štyri pixely široká a 2 pixely vysoká. Prvé číslo (4) ukazuje, že zachytávame údaje o jase pre všetky štyri pixely v obidvoch riadkoch, pretože naše oči citlivé na zmeny hodnôt jasu Nezachytávanie údajov o jase pre ktorýkoľvek pixel by viedlo k drastickému zníženiu kvality obrazu. Preto je prvé číslo vždy 4. Druhé a tretie číslo udávajú množstvo vzoriek farebných údajov.

• Druhé číslo (2) udáva počet vzoriek modrej farebnej zložky
• Tretie číslo (2) udáva počet vzoriek červenej farebnej zložky

Možno si položíte otázku ako je kódovaná zelená farba. Formát 4:2:2 používa YUV model, v ktorom:

• Y je luminancia (jas)
• U a V sú chrominancia (modrá a červená)

Zelená farba nie je priamo kódovaná v U alebo V. Luminancia (Y) obsahuje informácie o všetkých farbách, vrátane zelenej. Zelená sa v podstate vypočíta z hodnôt U a V a celkového jasu (Y). Kódovanie zelenej farby vychádza zo vzorcov a z toho, ako sú tieto farby reprezentované v zložkách YUV.

Formát 4:4:4 zachytáva farebný údaj pre každý pixel, čiže máme úplné chromatické údaje.

Formát 4:2:2 udáva, že zachytávame dva farebné pixely pre horný riadok a dva farebné pixely pre spodný riadok. Takéto kódovanie poskytuje dostatok údajov na to, aby sme získali kvalitný farebný obraz. Údaje z farebných pixelov sa jednoducho skopírujú do susedných pixelov.

Pri nastavení 4:2:0 zachytávame dva farebné pixely pre horný riadok a žiadne údaje pre spodný riadok. Zdalo by sa že formát 4:2:0 nebude vyzerať dobre, ale treba mať na pamäti, že stále máme rôzne hodnoty jasu pre každý jednotlivý pixel, takže aj keď kopírujeme farebné údaje do susedných pixelov, nebudú mať presne rovnaký odtieň príslušnej farby.

Formát 4:2:2 má oproti bežne používanému formátu 4:2:0 vyššiu kvalitu farieb a lepšie farebné detaily, hlavne pri ostrých hranách, napríklad pri textoch alebo efektoch kľúčovania využívajúcich zelené plátno, čo je veľmi dôležité pre profesionálnu postprodukciu. Video má menej farebných artefaktov a menej "rozmazaných" farieb pri rýchlom pohybe.

Každý pixel na snímači má tri rôzne farebné kanály RGB (červená zelená a modrá). V tabuľke je porovnanie snímania v 8 a 10 bitovej farebnej hĺbke

10-bitové vzorkovanie 4:2:2 zachováva viac farebných informácií ako 8-bitové 4:2:0, čo vedie k presnejšiemu znázorneniu farieb a lepším výsledkom farebnej gradácie pre video editorov.

Ak sledujete video na platforme alebo monitore, ktorý dokáže prehrávať iba 8-bitové vzorkovanie, znamená to, že vaše 10-bitové video bude ak aj tak komprimované. V prípade editovania má však 10 bitové kódovanie a 4:2:2 veľký význam. Vylepšené kľúčovanie umožňuje čistejšie a presnejšie extrakcie objektov z pozadia (najčastejšie zeleného), ako aj ostrejšie hrany pre menšie kľúčované objekty.

Nevýhodou formátu 4:2:2 je, že dodatočné farebné informácie vyžadujú podstatne výpočtový výkon na prehrávanie, čo často vedie k zasekávaniu streamov. V dôsledku toho museli mnohí editori pred úpravou vytvoriť proxy – čo je časovo náročný proces, ktorý vyžaduje dodatočné úložisko a znižuje vernosť zobrazenia počas úpravy. Nové grafické karty NVIDIA GeForce RTX 5000 vďaka hardvérovej akcelerácii kódovania a dekódovania formátu 4:2:2 umožňujú až 10-násobné zrýchlenie kódovania