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简单了解 iOS CVPixelBuffer （中）
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1、前言： 在「简单了解 iOS CVPixelBuffer （上）」中，我们了解了CVPixelBuffer如何创建、修改、以及检查CVPixelBuffer相关的参数。在上篇文末我们有讲到在这篇文章中，我们将了解颜色空间RGB和YUV的区别以及相关的背景知识，然后回过头来再看CVPixelBuffer中的kCVPixelFormatType相关的类型。 相信大家对于RGB都不陌生吧，那么YUV大家是否了解呢，它为我们做了些什么？ 在开篇我先提出一个问题：为什么要使用YUV呢？ 这个问题在我们了解了颜色空间之后，相信大家心中就已经有了答案。接下来开始我们的正文。 2、颜色空间颜色空间一词源于英文的Color Space，在色彩学中，人们建立了多种颜色模型，以一维、二维、三维甚至四维空间坐标来表示某一色彩，这种用坐标系统来定义的颜色范围即颜色空间。 我们经常用到的颜色空间主要有RGB、YUV、CMYK、HSB、HSL等，其中RGB和YUV是视频中使用较多的两种色彩空间。 2.1 RGBRGB 是由红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种颜色组成，我们称为三原色。每个颜色可以取值不同，将三种颜色相混合后，会组成其他的不同的颜色。使用 RGB 表示的图像中，每个像素都有红、绿、蓝三种颜色，每个颜色占8 bit,即1 byte。所以一个像素占用3 byte。 红、绿、蓝三个颜色通道每种颜色各分为256阶亮度，取值为0-255。 在存储时，我们常常以R G B或者B G R的顺序进行排列，所以在前文中，我们有看到pixelFormatType有kCVPixelFormatType_32RGBA、kCVPixelFormatType_32BGRA两种相似的类型（这里的A指的是Alpha，Alpha 通道一般用作不透明度参数），其实这两个类型只是它们的编码上的顺序不同； 接下来我们熟悉下另一个颜色空间。 2.2 YUVYUV 是 Y’UV、YUV、YCbCr、YPbPr 等色彩空间的统称 YUV是由 Y 和 UV组成，前者表示明亮度 (Luminance、Luma)，后者表示色度(Chrominance、Chroma)，色度包括两个⽅面：色调、饱和度。 使用YUV的图像，每个像素点都包含 Y、U、V 分量，Y和UV分量是分离的，如果只有Y没有UV，那么图像就像以前的黑白电视机一样。为了兼容老式电视机，彩色电视机采用的也是 YUV 的颜色空间，不过UV是存在的。 【学习地址】：FFmpeg/WebRTC/RTMP/NDK/Android音视频流媒体高级开发 【文章福利】：免费领取更多音视频学习资料包、大厂面试题、技术视频和学习路线图，资料包括（C/C++，Linux，FFmpeg webRTC rtmp hls rtsp ffplay srs 等等）有需要的可以点击1079654574加群领取哦~  2.2.1 采样格式YUV采样格式是个重点，YUV采样格式有三种： YUV 4:4:4YUV 4:2:2YUV 4:2:0 YUV444 YUV444代表每个Y分量分别对应一个U分量和一个V分量。 以4个像素为例： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] 存放的码流为： Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3 YUV422 YUV422代表每两个Y分量分别共用一个U分量和一个V分量。 以4个像素为例： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] 存放的码流为： Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3 映射出像素点为： [Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3] YUV420 YUV420代表每四个Y分量分别共用一个U分量和一个V分量。 以8个像素为例： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8] 存放的码流为： Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8 映射出像素点为： [Y0 U0 V5] [Y1 U0 V5] [Y2 U2 V7] [Y3 U2 V7] [Y5 U0 V5] [Y6 U0 V5] [Y7 U2 V7] [Y8 U2 V7] 综上来看，YUV444的存储的数据量和RGB相同，YUV422是RGB的2/3，YUV420是RGB的1/2。 2.2.2 存储方式YUV有两种存储方式，一种是打包(packed),一种是平面(planar). packed: 先连续存储所有Y分量，然后交叉存储U、V分量；planar：先连续存储所有Y分量，然后在连续存储U、V分量（保证了每个区块连续）；在懂得这些颜色空间的编码格式以及存储方式之后，我们再来看上文中的这些类型的定义，就可以依据这些理论推导出来这些类型代表什么了； 比如说： 444、422、420 表示不同的采样格式（压缩比） 8、10、16 表示bit位数 Planar、BiPlanar 表示平面、双平面 VideoRange、FullRange 其意义是YUV颜色空间中亮度部分 Y 的取值范围，fullRange的取值范围为luma=[0,255] chroma=[1,255]，而videoRange的取值范围为luma=[16,235] chroma=[16,240]。 kCVPixelFormatType_422YpCbCr8 = '2vuy', /* Component Y'CbCr 8-bit 4:2:2, ordered Cb Y'0 Cr Y'1 */ kCVPixelFormatType_4444YpCbCrA8 = 'v408', /* Component Y'CbCrA 8-bit 4:4:4:4, ordered Cb Y' Cr A */ kCVPixelFormatType_4444YpCbCrA8R = 'r408', /* Component Y'CbCrA 8-bit 4:4:4:4, rendering format. full range alpha, zero biased YUV, ordered A Y' Cb Cr */ kCVPixelFormatType_4444AYpCbCr8 = 'y408', /* Component Y'CbCrA 8-bit 4:4:4:4, ordered A Y' Cb Cr, full range alpha, video range Y'CbCr. */ kCVPixelFormatType_4444AYpCbCr16 = 'y416', /* Component Y'CbCrA 16-bit 4:4:4:4, ordered A Y' Cb Cr, full range alpha, video range Y'CbCr, 16-bit little-endian samples. */ kCVPixelFormatType_444YpCbCr8 = 'v308', /* Component Y'CbCr 8-bit 4:4:4 */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr16 = 'v216', /* Component Y'CbCr 10,12,14,16-bit 4:2:2 */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr10 = 'v210', /* Component Y'CbCr 10-bit 4:2:2 */ kCVPixelFormatType_444YpCbCr10 = 'v410', /* Component Y'CbCr 10-bit 4:4:4 */ kCVPixelFormatType_420YpCbCr8Planar = 'y420', /* Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:2:0. baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrPlanar struct */ kCVPixelFormatType_420YpCbCr8PlanarFullRange = 'f420', /* Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:2:0, full range. baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrPlanar struct */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr_4A_8BiPlanar = 'a2vy', /* First plane: Video-range Component Y'CbCr 8-bit 4:2:2, ordered Cb Y'0 Cr Y'1; second plane: alpha 8-bit 0-255 */ kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange = '420v', /* Bi-Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:2:0, video-range (luma=[16,235] chroma=[16,240]). baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar struct */ kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarFullRange = '420f', /* Bi-Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:2:0, full-range (luma=[0,255] chroma=[1,255]). baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar struct */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr8BiPlanarVideoRange = '422v', /* Bi-Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:2:2, video-range (luma=[16,235] chroma=[16,240]). baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar struct */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr8BiPlanarFullRange = '422f', /* Bi-Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:2:2, full-range (luma=[0,255] chroma=[1,255]). baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar struct */ kCVPixelFormatType_444YpCbCr8BiPlanarVideoRange = '444v', /* Bi-Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:4:4, video-range (luma=[16,235] chroma=[16,240]). baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar struct */ kCVPixelFormatType_444YpCbCr8BiPlanarFullRange = '444f', /* Bi-Planar Component Y'CbCr 8-bit 4:4:4, full-range (luma=[0,255] chroma=[1,255]). baseAddr points to a big-endian CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar struct */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr8_yuvs = 'yuvs', /* Component Y'CbCr 8-bit 4:2:2, ordered Y'0 Cb Y'1 Cr */ kCVPixelFormatType_422YpCbCr8FullRange = 'yuvf', /* Component Y'CbCr 8-bit 4:2:2, full range, ordered Y'0 Cb Y'1 Cr */3、写在最后看到这里，为什么要使用YUV呢？ 我想每个人心中都已经有了答案。 YUV的优势基本上也已经一目了然，因为压缩率比RGB要高很多，所占的数据存储量相对较小，所以适用于内存中传输视频数据或者处理图像等等一系列的操作。 原文链接：https://juejin.cn/post/7064593669042470925 |
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