什麼是色度取樣?(4:4:4、4:2:2、4:2:0 完整說明)
為什麼 JPEG 儲存色彩時解析度低於亮度、這幾個比例代表什麼,以及什麼情況下可以放心放棄色度細節。
人眼對亮度的敏感度遠高於色彩。JPEG 正是利用這一點:亮度通道用完整解析度儲存,兩個色度通道則用較低的解析度。這個縮減比例就是色度取樣,寫成三個數字。
怎麼看這組記法
這些數字描述每一組亮度取樣對應多少個色彩取樣,形式是 J:a:b。
- 4:4:4 — 每 4 個亮度取樣就有 4 個色彩取樣。沒有縮減。
- 4:2:2 — 4 個亮度取樣、每列 2 個色彩取樣。色度解析度在水平方向減半。檔案通常小 15–25%。
- 4:2:0 — 4 個亮度取樣、隔列 2 個色彩取樣。色彩在兩個方向都減半,只剩四分之一的原始色彩資料。比 4:2:2 再省 10–20%。
4:4:4 和 4:2:0 的檔案大小差距是真的,但比多數人以為的小 —— 通常不到總量的 35%。
什麼時候 4:2:0 沒問題
自然的樹葉、天空、雲、皮膚照片,在正常的觀看尺寸下,4:2:0 很難分辨。電視廣播用 4:2:0 用了几十年。
什麼時候有問題
- 紅色與洋紅色的細節。 色度通道承載的是紅色差值,所以鮮豔的紅色最先糊掉。紅花、紅字、警告標示。
- 細的彩色線條與文字。 彩色的介面截圖、圖表、有彩色邊界的地圖。
- 邊緣銳利的平塗色塊。 標誌、插畫、像素藝術,任何人工合成的東西。
- 任何之後還要再編輯的圖。 色度損失會累積。做兩次 4:2:0 明顯比一次糟。
如果你的來源是人工合成或生成的 —— 圖像模型的輸出、截圖、向量輸出 —— 它極可能是 4:4:4,而這正是受色度取樣影響最重的一類圖。
為什麼「把畫質調高」救不回來
色度取樣發生在量化之前。色彩通道一旦被平均過、以半解析度存下來,任何畫質設定都無法重建那些被丟掉的取樣。調高畫質只是把更多位元花在已經劣化的資料上,檔案變大,細節卻不會回來。
這就是保留來源取樣模式的全部理由:它要多花一些位元組,而那些位元組是唯一能把真實色彩資訊買回來的。
檢查你自己的檔案
把 JPEG 拖進上面的工具。檔名下面那行會顯示我們從檔頭偵測到的取樣模式,以及來源的大略畫質和是否為漸進式。整個過程不上傳,所以私人圖片也能安心檢查。