ขณะอ่านข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถในการบันทึกวิดีโอของกล้อง คุณอาจได้เห็นข้อมูลจำเพาะที่ระบุว่ากล้องรองรับการบีบอัดข้อมูลสีแบบ “4:2:0” หรือ “4:2:2” ตัวเลขเหล่านี้เกี่ยวข้องกับวิธีการเข้ารหัสของข้อมูลภาพ ตัวเลขเหล่านี้หมายถึงอะไร แตกต่างกันอย่างไร และส่งผลอย่างไรต่อวิดีโอของคุณ อ่านต่อเพื่อดูคำอธิบายที่เข้าใจง่าย

 

RGB และ YCbCr แตกต่างกันอย่างไร

คุณอาจคุ้นเคยกับการแสดงภาพสีดิจิทัลด้วยรูปแบบ RGB ซึ่งสีสันที่แตกต่างกันจะถูกสร้างขึ้นจากการผสมแสงสีจากแม่สีทั้งสาม ได้แก่ แดง เขียว และน้ำเงิน (RGB) ในสัดส่วนต่างๆ กัน อย่างไรก็ตาม คุณทราบหรือไม่ว่านอกจาก RGB แล้ว ยังสามารถบันทึกข้อมูลสีด้วยวิธีการที่เรียกว่า “YCbCr” ได้ด้วยเช่นกัน ความจริงแล้ว ภาพ JPEG ก็ถูกบันทึกโดยใช้สัญญาณ YCbCr

 

YCbCr คืออะไร

YCbCr ใช้สัญญาณที่แตกต่างกัน 3 แบบดังนี้ ซึ่งเมื่อนำมาผสมผสานกันแล้วสามารถสร้างภาพสีขึ้นมาได้
- ความส่องสว่าง (ความสว่าง) - Y
- ความแตกต่างของสีน้ำเงิน - Cb
- ความแตกต่างของสีแดง - Cr

YCbCr มีต้นกำเนิดมาจากการแพร่ภาพโทรทัศน์ ในขณะที่โลกเปลี่ยนจากการแพร่ภาพขาวดำมาเป็นภาพสีนั้น ทำให้เกิดการใช้เพียงสัญญาณเดียวในการแพร่ภาพทั้งภาพขาวดำและภาพสี โทรทัศน์ขาวดำอาจใช้เพียงแค่สัญญาณ Y (ความสว่าง) ในการแสดงภาพขาวดำ ในขณะที่โทรทัศน์สีอาจใช้สัญญาณ Cb และ Cr ในการแสดงภาพสีด้วยก็ได้ วิธีการเข้ารหัสที่คล้ายกันได้แก่วิธี YUV (ฉบับภาษาอังกฤษ) และ YPbPr

กระบวนการแปลงสัญญาณ RGB เป็น YCbCr

1. กล้องจะสร้างภาพแบบ RGB จากแสงที่ได้รับจากเซนเซอร์ภาพ
2. ภาพ RGB จะถูกเข้ารหัสเป็นสัญญาณ YCbCr ซึ่งเป็นสิ่งที่ถูกบันทึกและส่งต่อไปยังอุปกรณ์รับชม
3. อุปกรณ์แสดงผล (คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ หรือหน้าจอแสดงผล) จะถอดรหัสสัญญาณ YCbCr และแปลงกลับไปเป็น RGB สำหรับการแสดงผล

เนื่องจากข้อมูลภาพต้นฉบับและภาพที่แสดงต่างก็อยู่ในรูปแบบ RGB โดยปกติแล้วเราจึงไม่จำเป็นต้องให้ความสนใจกับสัญญาณ YCbCr มากนัก

 

การเข้ารหัส RGB แบบ “4:2:2” และ “4:2:0”: การบีบอัดข้อมูลสีแบบ Chroma subsampling และการบีบอัดข้อมูล

สำหรับมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงความสว่างนั้นมองเห็นได้ง่ายกว่าความแตกต่างของสี การบีบอัดข้อมูล (สี) แบบ Chroma subsampling คือวิธีการที่ใช้ประโยชน์ข้อนี้ในการลดปริมาณข้อมูลสีขณะแปลงไฟล์ RGB เป็นสัญญาณ YCbCr เพื่อให้ได้ไฟล์ข้อมูลที่มีขนาดเล็กลง 4:2:2 และ 4:2:0 หมายถึงวิธีการที่แตกต่างกันของการบีบอัดข้อมูลสีแบบ Chroma subsampling

วิธีการนี้ทำงานอย่างไร

การบีบอัดข้อมูลสีจะเกิดขึ้นกับพิกเซลทุกๆ 8 พิกเซลในการเรียงแถวแบบ 4×2

ช่องความสว่าง (Y) สำหรับพิกเซลทั้ง 4 คอลัมน์จะทำการบันทึก จึงเป็นที่มาของเลข “4” ตัวแรก
เลขตัวที่สอง หมายถึง จำนวนสัญญาณความแตกต่างสี (CbCr) ที่บันทึกจากพิกเซลแถวแรก
เลขตัวที่สาม หมายถึง จำนวนสัญญาณความแตกต่างสี (CbCr) ที่บันทึกจากพิกเซลแถวที่สอง

 

 

เนื่องจากมนุษย์สามารถรับรู้ความแตกต่างของสีทางสายตาได้น้อยกว่า คนส่วนใหญ่จึงมักไม่สังเกตเห็นคุณภาพของภาพที่ด้อยลงซึ่งเกิดจากข้อมูลพิกเซลที่ไม่ได้รับการบันทึก การบันทึกข้อมูลที่น้อยลงช่วยลดขนาดไฟล์ที่อาจมีข้อมูลปริมาณมหาศาลได้

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการถอดรหัสสีได้ที่นี่ (ฉบับภาษาอังกฤษ)

 

4:2:0 และ 4:2:2 แตกต่างกันอย่างไร

ดังแสดงตามภาพประกอบด้านบน 4:2:2 สามารถบันทึกข้อมูลได้มากกว่า 4:2:0

ในปัจจุบัน โทรทัศน์ รูปแบบ DVD/Blu-ray และอุปกรณ์แสดงภาพและเสียงอื่นๆ ส่วนใหญ่สามารถใช้ได้กับสัญญาณ YCbCr 4:2:0 สำหรับการรับชมทั่วไป เราอาจจะไม่รู้สึกว่าภาพที่ใช้สัญญาณ 4:2:0 มีคุณภาพต่ำ

อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการผลิตวิดีโอ คุณจำเป็นต้องแน่ใจว่าฟุตเทจมีคุณภาพสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แน่นอนว่าการบันทึกแบบ 4:4:4 ให้คุณภาพได้สูงสุดเนื่องจากบันทึกข้อมูล YCbCr จากทุกพิกเซล และนี่คือสิ่งที่เรียกว่าข้อมูล RAW แต่ข้อเสียคือไฟล์จะมีขนาดใหญ่ ซึ่งอาจไม่เหมาะสำหรับสถานการณ์การผลิตวิดีโอบางประเภท

และนี่คือส่วนที่การบีบอัดเข้ามามีบทบาท การบีบอัดแบบ 4:2:0 ทำให้ได้ไฟล์ที่เบาที่สุด แต่ข้อมูลสีที่ลดลงทำให้เหลือทางเลือกน้อยลงสำหรับการตัดต่อในกระบวนการปรับแต่งภาพ ในขณะที่แบบ 4:2:2 จะช่วยลดขนาดไฟล์โดยจัดเก็บข้อมูลสีได้มากกว่า ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้มีความยืดหยุ่นในการตัดต่อมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถรักษาคุณภาพของภาพที่สูงเอาไว้ได้แม้่หลังการเกลี่ยสี

คุณเห็นความแตกต่างหรือไม่

ลองพิจารณาสองภาพด้านล่างใกล้ๆ คุณเห็นความแตกต่างอะไรบ้าง

สองภาพด้านบนแสดงวัตถุชิ้นเดียวกัน ซึ่งบันทึกด้วยสัญญาณ 4:2:0 และ 4:2:2 ตามลำดับ ลองสังเกตเส้นขอบของตัวแบบที่ตัดกับแบ็คกราวด์ คุณสังเกตเห็นสีจางและสีเพี้ยนระหว่างขอบของตัวแบบกับแบ็คกราวด์ในภาพที่ใช้สัญญาณ 4:2:0 หรือไม่ เมื่อเปรียบเทียบกัน เส้นขอบจะเรียบกว่าและคมชัดกว่าในภาพที่ใช้สัญญาณ 4:2:2 ด้วยเหตุนี้ การถ่ายฟุตเทจด้วยฉากสีเขียวโดยใช้สัญญาณ 4:2:2 จึงให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

ดูตัวอย่างความแตกต่างของภาพเพิ่มเติมได้ที่นี่ (ฉบับภาษาอังกฤษ)

 

สรุป

- ในการบันทึกวิดีโอ การบีบอัดข้อมูลสีแบบ Colour sampling จะช่วยลดขนาดไฟล์ได้โดยเห็นความแตกต่างเพียงเล็กน้อย
- 4:2:0 และ 4:2:2 คือวิธีการที่แตกต่างกันในการบีบอัดข้อมูลสีในระหว่างการเข้ารหัสสัญญาณ 
- 4:2:0 จะบันทึกข้อมูลสีได้น้อยกว่า 4:2:2 ซึ่งส่งผลต่อการเกลี่ยสีและรอยต่อของเส้นขอบ
- 4:2:2 ให้ความยืดหยุ่นมากกว่าในการเกลี่ยสี และให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าสำหรับฟุตเทจที่ใช้ฉากสีเขียว

กล้อง Canon ที่รองรับการบันทึกแบบ 4:2:2 คือรุ่นใดบ้าง หาคำตอบและเรียนรู้เกี่ยวกับปัจจัยอื่นๆ ที่ควรพิจารณาขณะเลือกซื้อกล้องสำหรับการผลิตวิดีโอระดับมืออาชีพได้ที่:
EOS C70, R5 C, R5 หรือ R3: ควรเลือกกล้องรุ่นใดสำหรับการถ่ายวิดีโอ

 

---

---