科普向：电视和显示器到底用RGB还是YCBCR？

你看到的并不是所谓“真实”，就如你看到的紫色就只是你大脑的脑补，从来没有被视网膜接收过。人眼视网膜的长中短波视锥细胞工作方式更像RGB，而人的神经元传递工作方式更像YCBCR。人眼中单色的视杆细胞比视锥细胞多了18倍，视杆细胞就像低ios的单色传感器。也就是说人对亮度的敏感度远远超过对颜色的敏感度。

计算机里常用的8bit RGB编码虽然理论上有1677万色，但人实际能分辨的颜色数其实也就1000w种左右，也就是会造成很大数据带宽浪费。单纯的拿换算公式计算，如果一个8bit RGB数据转换成8bit YCBCR然后再转换回8bit RGB那确实会因为矩阵小数不整除而导致有损的失真，也可以理解成有效数字变少。也就是拿纯理论计算的确是YCBCR需要高大概2bit才能产生出RGB编码的总数。会得出所谓的8bit RGB=10bit YCBCR看起来一样的错误结论。

但是纯理论完全脱离了现实，也就是说RGB理论上多出来的颜色数其实从来就没存在过。因为视频原始素材的就是YUV的而不是RGB的，换句话说RGB所谓的多的那些数量压根就没用，因为即使用了你也看不出来。显示器面板最后是要转化成RGB工作的，也就是说你显卡用RGB那就是YUV转RGB，你显卡用YCBCR其实也一样是YUV转RGB，如果同样是444都是无损的。

8bit如果你理解了，那么10bit也是一样的情况。只不过3个通道从256x256x256阶变成了1024x1024x1024阶。10bit和12bit的YUV信号一般都不是444，多数都是422或者420的，你可以理解成一个4K的黑白清晰度混合一个1080P的彩色清晰度。如果你的显示设备使用10bit RGB或者10bit YCBCR那么都是无损的。但问题的关键点在于4K再往上的数据量太大了，也就是可能会遇到接口带宽不足的情况。所以在主流的hdmi2.0接口下其实是不能用10bit RGB的，因为造成了太多带宽浪费，用了也看不出区别。这时候你可能要说了，那不是有hdmi2.1吗，之所以那么多4K的电视和显示器在4K 120HZ下会出现字体模糊的情况其实就是设备的图像芯片压缩的产物。电视和显示器的图像芯片要额外计算很多的效果，还有阵列背光。没人愿意在没用的地方浪费带宽。

数据压缩无处不在，很多的显示器最大带宽模式芯片都会压缩的，电视的处理芯片也会压缩。甚至显卡本身和软件的编码也存在压缩。单纯从编码角度讲YCBCR要比RGB先进，因为YCBCR可以兼容黑白，同时也能近乎“无损"的压缩图像，因为可以单独分离亮度信息而只压缩颜色信息，你就算是写轮眼也很难出区别，近乎可以“无损”节约一半带宽。而RGB编码压缩就一定是有损的，可以很明显就能看出失真。有UP主专门做过RGB和YCBCR 4:2:2/4:2:0的对比，这还不是对比的YCBCR4:4:4。https://www.youtube.com/watch?v=FeQRsQQ-JbAHDMI - RGB vs YCbCr 4:2:2 / 4:2:0 - It Really Doesn't Matter !

但是8bit和10bit的区别就天地之差了，因为10bit的亮度信号的细腻程度远远超过8bit。也就是说一个10bit YCBCR 4:2:2的显示设备看8bit YUV是无损的，看10bit YUV也是无损的。但是一个8bit RGB 4:4:4显示设备看一个8bit YUV是无损的，但是看一个10bit YUV就是有损的。其实都不用这么复杂，如果你有10bit的显示设备。就简单的对比下windows桌面的蓝色经典徽标桌面壁纸。10bit 无论RGB还是YCBCR都没有颜色断层；但是你拿8bit的面板去看，就满屏的颜色过渡断层。

既然YCBCR节省带宽，为什么PC上大多用RGB？因为电脑不只是个娱乐设备，这东西本身就是个生产力工具。很多的生产端软件是用RGB的，而且显示器的DP接口一般都没有带宽限制。也就是8bit的和10bit显示器大多都能直接使用RGB 4:4:4，所以就没有必要去使用可能二次转换有损的YCBCR了。真正干活的绘图显示器基本都是60HZ的，压根没有带宽问题（其实更准确的说就是因为有带宽问题所以才都是60HZ）。【【科普】4:2:0 4:2:2 色彩抽样？8bit 10bit 色彩深度？YCbCr编码？| 详解色度采样 Chroma Subsampling 与色觉渊源】 https://www.bilibili.com/video/BV13z411B7U2/?share_source=copy_web;vd_source=035a0d06f5c4d55ff084927bc36f2bfd这个视频可以帮助你简单理解为什么抠图的要使用10bit的专业显示器而且必须用RGB。

但是对于大众的消费端就完全不同，高刷新率设备比比皆是。所以在显卡、hdmi接口、显示设备这三者任何一个在带宽瓶颈的情况下，真10bit以上设备都是优先使用高bit的YCBCR4:2:2/4:2:0要比8bit的RGB4:4:4要好（你能用10bitRGB依然可以用RGB）。尤其在你能接收HDR的电影和游戏信号的时候。很多的显示设备内部图像芯片在你使用RGB或者YCBCR4:4:4的时候其实也会给你压缩的，根本就不是你想的那样编码无损，他就真无损了。而8bit面板因为基本都没有带宽问题，所以直接用RGB4:4:4就可以了。

“8bit RGB 4:4:4效果=10bit YCBCR 4:4:4效果”，但凡你用过一个真10bit面板看过一个HDR视频都不可能说出口的事，简直科普都是在浪费时间。只要不是一个瞎子，是个人都能看出来巨大的区别。工程师费那么大劲搞了个HDR，结果跟SDR效果一样的？高质量的HDR片源跟SDR相比就不是一个时代的产物，看过就再也回不去了。但是因为大部分人的显示设备根本都不是10bit，国内也没太多的直播或者视频分享HDR办法，所以很多人以为HDR就只是多了2bit就只是亮了点而已。

这里再转一个B站UP的PC端EDGE看HDR的方法，虽然B站的画质不是太好。但是这个可能是大多数国人能在拥有10bit显示器为数不多能观看HDR视频的地方了。【【保姆级教程】完美解锁播放B站8K·HDR·杜比视界·杜比全景声视频PC教程】 https://www.bilibili.com/video/BV1P84y1t7s6/?share_source=copy_web;vd_source=035a0d06f5c4d55ff084927bc36f2bfd

另外很多的所谓显卡颜色问题其实都是nvidia的hdmi接口问题，hdmi是电视该用的接口，PC使用DP能避免一大堆的灰阶问题。PC只要你能就用DP，别用hdmi。