最近弄了一個讀取y4m檔案轉成yuv的流的事情，記錄一些yuv相關的細節
為什麼會有yuv
因為我們目前的顯示器顯示的原理都是三原色，幾乎所有的視訊資料最後都要轉為rgb格式才能渲染到顯示屏上，而原始的rgb格式儲存太耗費空間
rgb儲存空間是每個畫素點需要 rbg三個屬性，每個屬性八個bit來儲存，也就是24bit
而yuv則是從另外一個角度描述圖片，y是明亮度（灰介值），uv是則是色度，而人眼對色度沒有那麼敏感，可以通過減少uv的採集從而減少儲存
為什麼叫yuv？
查了很久，基本可以確認yuv三個字母不是某些縮寫，yuv的另一個叫法是Y Cb（cut blue） Cr（Cut red），這一個可以理解的叫法，對於一個影象點（rgb），可以使用y（亮度）和cb（和藍色的色差）以及cr（和紅色的色差）來近似表達；yuv中的uv貌似跟紋理貼圖中的uv座標系有些關聯；
減少採集的方式是設定取樣比
- 取樣比通常表示為
J:a:b，以表示一個寬為 J 畫素、高為 2 畫素的取樣區域內 Y Cb Cr（Y U V）的取樣比：- J 表示取樣區域的寬度，通常為 4；
- a 表示第一行色度取樣數；
- b 表示第二行色度取樣與第一行色度取樣的不同樣點數；（零代表Ja0合J0a依次交替，並不是uv某個維度不採樣的意思）
上圖來源：https://imgs.piasy.com/2018-04-27-sampling_systems_and_ratios.png
壓縮比計算示例
簡單算下壓縮率，如上面的圖，4*2 =8個畫素，用rbg需要8*3*8=192bit
用yuv444需要8*8（Y）+ 4*2*8（U）+4*2*8（V）=192bit，是一樣的
用yuv422需要8*8（Y）+ 2*2*8（U）+2*2*8（V）=128bit，節省了1/3，
用yuv420需要8*8（Y）+ 2*2*8（UV）=96bit，節省了一半（零代表Ja0合J0a依次交替，並不是uv某個維度不採樣的意思）
YUV 儲存格式
YUV 資料有兩種儲存格式：平面格式（planar format）和打包格式（packed format）。
- planar: 有時也稱 triplanar，有三個 plane，每種分量連續儲存，先儲存所有的 Y 分量，再儲存所有的 Cb 分量，最後儲存所有的 Cr 分量（也可以 Cr 在前，Cb 在後）；
- packed: 只有一個 plane，n 個樣點的 Y Cb Cr 分量一起儲存，接著儲存下 n 個樣點的分量；n 的取值、其中三種分量的儲存方式，也有多種組合；
- semi planar: 有兩個 plane，先儲存所有的 Y 分量，後面 Cb 和 Cr 分量一起儲存；
i420
I420 的取樣比是 4:2:0，它是 planar 儲存方式，分量儲存順序依次是 Y, Cb, Cr
nv12（ios）
NV12 的取樣比是 4:2:0，它是 semi planar 儲存方式，先儲存 Y 分量，後面 Cb 和 Cr 分量一起儲存，Cb 在前，Cr 在後
nv21（Android）
NV21 和 NV12 類似，取樣比是 4:2:0，也是 semi planar 儲存方式，先儲存 Y 分量，後面 Cb 和 Cr 分量一起儲存，只不過 Cr 在前，Cb 在後
i420 轉nv21
從上面的介紹可以看到，i420是yuv分開儲存，y是一致的，我們只要分別拿到u和v，改變一些順序即可從i420轉到nv21
private void I420ToNv21(byte[] i420bytes, int width, int height) {
byte[] nv21bytes = new byte[i420bytes.length];
int y_len = width * height;
int uv_len = y_len / 4;
System.arraycopy(i420bytes, 0, nv21bytes, 0, y_len);
for (int i =0; i < uv_len; i++) {
byte u = i420bytes[y_len + i];
byte v = i420bytes[y_len + uv_len + i];
nv21bytes[y_len + i*2] = v;
nv21bytes[y_len + i*2 +1] = u;
}
System.arraycopy(nv21bytes, 0, i420bytes, 0, nv21bytes.length);
nv21bytes = null;
}
stride 或 pitch
YUV 資料在記憶體中儲存時，每行畫素的資料後面可能還有填充位元組，這主要是因為有些系統/環境/操作對記憶體的位元組對齊有要求，比如 64 位元組對齊，那麼寬度為 720 畫素的影象，一行就不滿足 64 對齊的要求，那就要填充到 768 畫素。儲存一行畫素所需的位元組數，就叫 stride，也叫 pitch。比如這裡舉的例子，寬為 720，stride 或 pitch 就是 64。
rgb to yuv
yuv to rgb
y4m
y4m是yuv檔案的一種儲存格式，上面的yuv都是整個圖片或者視訊的yuv，y4m檔案中有明確的幀的劃分，處理起來會更方便一些
相信至此，對於yuv的來歷、作用以及儲存使用，
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