Amostragem de cor

Visão Geral

O Color Sampling (em português também chamado de amostragem de cor ou subamostragem de croma) refere-se ao método pelo qual câmeras digitais e codecs amostram e armazenam a informação de cor de uma imagem em relação à informação de brilho. Em vez de salvar valores RGB completos para cada pixel, o sinal é decomposto em um componente de luminância (Y', brilho) e dois componentes de croma (Cb e Cr, diferenças de cor). A resolução de croma pode ser subsequentemente reduzida sem que a percepção da imagem sofra significativamente.

A razão para isso reside na percepção humana: o olho percebe diferenças finas de brilho com muito mais precisão do que diferenças finas de cor. Ao diminuir a resolução de cor, economiza-se taxa de dados e largura de banda – a nitidez percebida é em grande parte mantida.

A Notação de Proporção

O Color Sampling é especificado como uma proporção no formato J:a:b, que se refere a um bloco imaginário de 4 pixels de largura e 2 pixels de altura:

• J – largura de referência horizontal do sinal de luminância (geralmente 4)
• a – número de amostras de croma (Cb, Cr) na primeira linha do bloco
• b – número de amostras de croma que mudam entre a primeira e a segunda linha. Se b for igual a a, a segunda linha é amostrada independentemente; se b for igual a 0, não há mudança em relação à primeira linha – os valores de croma são compartilhados verticalmente (repetidos).

O primeiro número sempre representa a resolução completa de luminância. Quanto menores os números seguintes, mais a informação de cor é reduzida.

Esquemas de Amostragem Comuns

No caso de 4:2:0, o terceiro número é exatamente 0 porque a amostragem de croma não muda entre as duas linhas: os valores de cor são agrupados verticalmente, de modo que a resolução de croma é reduzida pela metade horizontal e verticalmente. Em 4:2:2, por outro lado, cada linha é amostrada separadamente, razão pela qual a resolução vertical de croma é totalmente mantida.

Uso no Set e na Pós-produção

Na prática, o Color Sampling determina o quanto um material oferece flexibilidade na pós-produção. Para trabalhos de tela verde e keying, bem como para color grading complexo, uma alta resolução de croma é importante porque bordas de cor nítidas e bordas de corte limpas são preservadas. Por isso, 4:2:2 é considerado o mínimo para gravação profissional, enquanto 4:4:4 (frequentemente como RGB) é usado para qualidade máxima de imagem em pipelines de cinema.

Esquemas fortemente reduzidos como 4:2:0 ou 4:1:1 são encontrados principalmente em formatos próximos ao consumidor e em codecs de entrega altamente comprimidos. Eles são suficientes para reprodução, mas dificultam o keying e a correção de cor intensiva, pois as bordas de cor podem ficar serrilhadas.