⼯作中经常会使⽤⼀些颜⾊空间，最主要的就是使⽤RGB空间和YUV空间，把两空间的⼀些知识记录在此。
1. 什么是RGB？
RGB是红绿蓝三原⾊的意思，R=Red、G=Green、B=Blue。
2.什么是YUV/YCbCr/YPbPr？
亮度信号经常被称作Y，⾊度信号是由两个互相独⽴的信号组成。视颜⾊系统和格式不同，两种⾊度信号经常被称作U和V或Pb和Pr或Cb和Cr。这些都是由不同的编码格式所产⽣的，但是实际上，他们的概念基本相同。在DVD中，⾊度信号被存储成Cb和Cr（C代表颜⾊，b代表蓝⾊，r代表红⾊）。 3.什么是4:4:4、4:2:2、4:2:0？
在 最近⼗年中，视频⼯程师发现⼈眼对⾊度的敏感程度要低于对亮度的敏感程度。在⽣理学中，有⼀条规律，那就是⼈类视⽹膜上的视⽹膜杆细胞要多于视⽹膜锥细 胞，说得通俗⼀些，视⽹膜杆细胞的作⽤就是识别亮度，⽽视⽹膜锥细胞的作⽤就是识别⾊度。所以，你的眼睛对于亮和暗的分辨要⽐对颜⾊的
分辨精细⼀些。正是 因为这个，在我们的视频存储中，没有必要存储全部颜⾊信号。既然眼睛看不见，那为什么要浪费存储空间（或者说是⾦钱）来存储它们呢？
像Beta或VHS之类的消费⽤录像带就得益于将录像带上的更多带宽留给⿊—⽩信号（被称作“亮度”），将稍少的带宽留给彩⾊信号（被称
作“⾊度”）。
在MPEG2（也就是DVD使⽤的压缩格式）当中，Y、Cb、Cr信号是分开储存的（这就是为什么分量视频传输需要三条电缆）。其中Y信号是⿊⽩信号，是以全分辨率存储的。但是，由于⼈眼对于彩⾊信息的敏感度较低，⾊度信号并不是⽤全分辨率存储的。 ⾊度信号分辨率最⾼的格式是4:4:4，也就是说，每4点Y采样，就有相对应的4点Cb和4点Cr。换句话说，在这种格式中，⾊度信号的分辨率和亮度信号的分辨率是相同的。这种格式主要应⽤在视频处理设备内部，避免画⾯质量在处理过程中降低。当图像被存储到Master Tape，⽐如D1或者D5，的时候，颜⾊信号通常被削减为4:2:2。 image
在图中，你可以看到4:4:4格式的亮度、⾊度采样分布。就像图中所表⽰的，画⾯中每个象素都有与之对应的⾊度和亮度采样信息。
其次就是4:2:2，就是说，每4点Y采样，就有2点Cb和2点Cr。在这种格式中，⾊度信号的扫描线数量和亮度信号⼀样多，但是每条扫描线上的⾊度采样点 数却只有亮度信号的⼀半。当4:2:2信号被解码的
时候，“缺失”的⾊度采样，通常由⼀定的内插补点算法通过它两侧的⾊度信息运算补充。
看4:2:2格式亮度、⾊度采样的分布情况。在这⾥，每个象素都有与之对应的亮度采样，同时⼀半的⾊度采样被丢弃，所以我们看到，⾊度采样信号每隔 ⼀个采样点才有⼀个。当着张画⾯显⽰的时候，缺少的⾊度信息会由两侧的颜⾊通过内插补点的⽅式运算得到。就像上⾯提到的那样，⼈眼对⾊度的敏感程度不如亮 度，⼤多数⼈并不能分辨出4:2:2和4:4:4颜⾊构成的画⾯之间的不同。
⾊度信号分辨率最低的格式，也就是DVD所使⽤的 格式，就是4:2:0了。事实上4:2:0是⼀个混乱的称呼，按照字⾯上理解，4:2:0应该是每4点Y 采样，就有2点Cb和0点Cr，但事实上完全不是 这样。事实上，4:2:0的意思是，⾊度采样在每条横向扫描线上只有亮度采样的⼀半，扫描线的条数上，也只有亮度的⼀半！换句话说，⽆论是横向还是纵向， ⾊度信号的分辨率都只有亮度信号的⼀半。举个例⼦，如果整张画⾯的尺⼨是720480，那么亮度信号是720480，⾊度信号只有360*240。在 4:2:0中，“缺失”的⾊度采样不单单要由左右相邻的采样通过内插补点计算补充，整⾏的⾊度采样也要通过它上下两⾏的⾊度采样通过内插补点运算获得。这 样做的原因是为了最经济有效地利⽤DVD的存储空间。诚
然，4:4:4的效果很棒，但是如果要⽤4:4:4存储⼀部电影，我们的DVD盘的直径⾄少要有两 英尺（六⼗多厘⽶）！
上图表⽰了概念上4:2:0颜⾊格式⾮交错画⾯中亮度、⾊度采样信号的排列情况。同4:2:2格式 ⼀样，
每条扫描线中，只有⼀半的⾊度采样信息。与4:2:2不同的是，不光是横向的⾊度信息被“扔掉”了⼀半，纵向的⾊度信息也被“扔掉”了⼀半，整个屏 幕中⾊度采样只有亮度采样的四分之⼀。请注意，在4:2:0颜⾊格式中，⾊度采样被放在了两条扫描线中间。为什么会这样呢？很简单：DVD盘上的颜⾊采样 是由其上下两条扫描线的颜⾊信息“平均”⽽来的。⽐如，图三中，第⼀⾏颜⾊采样（Line 1和Line 2中间夹着的那⾏）是由Line 1和Line 2“平均”得到的，第⼆⾏颜⾊采样（Line 3和Line 4中间夹着的那⾏）也是同样的道理，是由Line 3和Line 4得到的。
虽然⽂章中多次提到“平均”这个概念，但是这个“平均”可不是我们通常意义上的(a+B)/2的平均。颜⾊的处理有极其复杂的算法保证其最⼤限度地减少失真，接近原始质量。
关于 RGB 跟 YUV 的转换：
计算机彩⾊显⽰器显⽰⾊彩的原理与彩⾊电视机⼀样，都是采⽤R（Red）、G（Green）、B（Blue）相加混⾊的原理：通过发射出三种不同强度的电⼦束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光⽽产⽣⾊彩。这种⾊彩的表⽰⽅法称为RGB⾊彩空间表⽰（它也是多媒体计算机技术中⽤得最多的⼀种⾊彩空间表 ⽰⽅法）。
根据三基⾊原理，任意⼀种⾊光F都可以⽤不同分量的R、G、B三⾊相加混合⽽成。
F = r [ R ] + g [
G ] + b [ B ]
其中，r、g、b分别为三基⾊参与混合的系数。当三基⾊分量都为0（最弱）时混合为⿊⾊光；⽽当三基⾊分量都为k（最强）时混合为⽩⾊光。调整r、g、b三个系数的值，可以混合出介于⿊⾊光和⽩⾊光之间的各种各样的⾊光。
那 么YUV⼜从何⽽来呢？在现代彩⾊电视系统中，通常采⽤三管彩⾊摄像机或彩⾊CCD摄像机进⾏摄像，然后把摄得的彩⾊图像信号经分⾊、分别放⼤校正后得到 RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个⾊差信号R－Y（即U）、B－Y（即V），最后发送端将亮度和⾊差三个信号分别进⾏编码，⽤同⼀信道发送 出去。这种⾊彩的表⽰⽅法就是所谓的YUV⾊彩空间表⽰。
采⽤YUV⾊彩空间的重要性是它的亮度信号Y和⾊度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量⽽没有U、V分量，那么这样表⽰的图像就是⿊⽩灰度图像。彩⾊电视采⽤YUV空间正是为了⽤亮度信号Y解决彩⾊电视机与⿊⽩电视机的兼容问题，使⿊⽩电视机也能接收彩⾊电视信号。
YUV与RGB相互转换的公式如下（RGB取值范围均为0-255）：
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = -0.147R - 0.289G + 0.436B
V = 0.615R - 0.515G - 0.100B
R = Y + 1.14V
G = Y - 0.39U - 0.58V
B = Y + 2.03U
PS：贴上两个⽹上到的sourcecode：
RGB->YUV
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Cb = 0.564(B − Y )
Cr = 0.713(R − Y )
代码：
uint8_t COL_RgbToYuv(uint8_t R,uint8_t G,uint8_t B, uint8_t y,int8_t u,int8_t v)
{
float rr=R,bb=B,gg=G;
float yy,uu,vv;
yy=0.299rr+ 0.587gg+ 0.114bb;
uu=-0.169rr+ -0.331gg+ 0.5bb;
vv=0.5rr+ -0.419gg+ -0.081bb;
if(uu>127) uu=127;
if(uu-127) uu=-127;
*u=(int8_t)floor(uu);
if(vv>127) vv=127;
if(vv-127) vv=-127;
*v=(int8_t)floor(vv);
if(yy>255) yy=255;
if(yy0) yy=0;
*y=(uint8_t)floor(yy);
return 1;
}
YUV->RGB
R = Y + 1.402Cr
G = Y − 0.344Cb − 0.714Cr
B = Y + 1.772Cb
代码：
uint8_t COL_YuvToRgb( uint8_t y,int8_t u,int8_t v,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b) {
float rr,bb,gg;
float yy=y,uu=u,vv=v;
rr= yy+ 1.402vv;
gg= yy+ -0.344uu+ -0.714vv;
bb= yy+ 1.772uu ;
#define CLIP(x) if(x>255) x=255; else if (x0) x=0;x=x+0.49;
#define CVT(x,y) CLIP(x);y=(uint8_t)floor(x);
CVT(rr,r);
CVT(gg,g);
CVT(bb,b);
return 1;
}
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