Diskussion:YUV-Farbmodell

message: YUV ist sehr wohl ein von RGB separater Farbraum, da YUV als TV- bzw. Videosignal sich eben nicht allein damit begnügt, die Rot-, Grün- und Blauinformation in einfache Differenzwerte zu übertragen, sondern schon allein schon im höchstauflösenden Y-Kanal eine geringere Bandbreite der möglichen Werte als der korrespondierende G-Kanal bei RGB aufweist; während der G-Kanal von RGB zwischen Reinweiß und Reinschwarz von 0-255 geht, geht der Y-Kanal dagegen nur von 16-240, enthält also nur 224 mögliche Werte. Darüberhinaus haben bei YUV, anders als RGB, die drei verschiedenen Kanäle auch nicht dieselbe Bandbreite, sondern es findet Farbunterabtastung statt: V (mit der Blauinformation) hat nur 88% der Helligkeitsbandbreite von Y, und U (mit der Rotinformation) sogar nur 49%. In der räumlichen Auflösung (Zeilenanzahl) sind V und U darüberhinaus um 50% gegenüber Y reduziert.
Während normales RGB mit seinen 255 möglichen Werten pro Farbkanal daher 16,7 Millionen verschiedene Farben darstellen kann, kann YUV hingegen nur rund 5 Millionen verschiedene Farben darstellen. Sofern Sender und Empfänger beide YUV sind, das Signal also richtig interpretiert wird, ist der Unterschied zwischen 5 und 16,7 Millionen Farben fürs menschliche Auge zwar praktisch unsichtbar. Aber es ergeben sich deutlich sichtbare Unterschiede, wenn eines der beiden Geräte nicht YUV, sondern RGB ist und daher das Signal ganz anders interpretiert wird, so daß eine Gammakorrektur nötig wird; und zwar nicht nur eine globale, die auf alle drei Kanäle gleich wirkt, sondern eine je eigene pro Farbkanal, weil die drei Kanäle bei YUV schon untereinander eine verschiedene Bandbreite besitzen.
Da es eine Tatsache ist, daß YUV deshalb nur 5 Millionen verschiedene Farben darstellen kann, einfaches RGB hingegen 16,7 Millionen verschiedene Farben, gibt es Farben, die zwar in RGB dargestellt werden können, nicht jedoch in YUV, wo die jeweils benachbarten Werte angezeigt werden. Hinzukommt die Tatsache des deutlich sichtbaren Unterschiedes, wenn ein RGB-Signal fälschlicherweise als YUV oder umgekehrt interpretiert wird, was eine kanalspezifische Gammakorrektur bei der Umwandlung nötigmacht. Damit steht aber auch fest, daß es sich bei YUV und RGB eben sehr wohl um verschiedene Farbräume handelt.
Man könnte jetzt argumentieren, daß das *FARBMODELL* YUV allein eine Enkodierungsmethode in Form von Differenzwerten wäre, also rein theoretisch auch mit Differenzwerten 16,7 Millionen verschiedene Farben enkodiert werden könnten. Das geht aber nur völlig am Thema vorbei, da es keinerlei handelsübliches, als Standard eingesetztes analoges YUV-Signal gibt, das sich allein auf die Umwandlung in Differenzwerte beschränken würde. Der Artikel handelt schließlich nicht von irgendwas utopischem oder denkbaren, sondern von einem realen TV- bzw. Videostandard, der damals bei seiner Erfindung durch Walter Bruch deshalb so extrem beschnitten wurde, um das ganze erstens ins extrem begrenzte analoge, terrestrische 5-MHz-Signal quetschen zu können und zweitens rückwärtskompatibel mit Schwarzweißfernsehern zu bleiben. Das ganze machte sich die Tatsache zunutze, daß auch das menschliche Auge auf verschiedene Frequenzbereiche (wie Rot, Grün und Blau) des sichtbaren Lichts auch unterschiedlich sensibel ist, weshalb das bis heute in der Praxis auch nicht weiter ins Gewicht fällt (sofern denn alle genutzten Geräte auch YUV sind oder jeweils eine entsprechende, kanalspezifische Gammakorrektur stattfindet).
Bei diesem Standard ist man dann zwecks Rückwärtskompatbilität und eigentlich auch aus reiner Faulheit geblieben, solange noch analog produziert und gesendet wurde (allenfalls wurden noch einige Fehlerkorrekturen in Form neuer Formate und Übertragungswege eingebaut, um elektromagnetische Störeinflüsse bei der korrekten Übertragung der 5 Millionen überhaupt möglichen Farben auf dem Weg zum Empfänger zu reduzieren), und auch die digitalen Derivate YPbPr und YCbCr arbeiten nachwievor genauso. Erst digitale Formate wie RAW besitzen zumindest rein theoretisch eine höhere Qualität (was aber in der Praxis selten ausgenutzt wird, da selbst im Digital-Cinematography-Bereich die allermeisten Kameras nur über Sensoren mit Bauweisen in Bayermatrix verfügen, die noch auf denselben Prinzipien der schon rein von der physikalischen Bauweise bedingten Farbunterabtastung und reduzierten Bitraten ein Bild aufnehmen, was dann eine erweiterte Farbkorrektur, LOGs usw. analog zur Gammakorrektur nötigmacht, um ein RAW-Signal: "zu entwickeln", obwohl es eigentlich nachwievor nur darum geht, korrekt zwischen YUV- und RGB-Farbraum zu konvertieren).
Handelt dieser Artikel hingegen von *KEINEM* Videostandard, sondern nur von der Umwandlung in Differenzwerte, sollte der bisher hier anzutreffende Inhalt entsprechend in den dafür eigentlich zuständigen Artikel Farbdifferenz-Konzept übergeführt werden, und es sollte dort ein Verweis auf einen separaten, erst noch zu erstellenden Artikel YUV erfolgen (etwa: "Das Farbdifferenz-Konzept kommt bei der Erzeugung eines YUV-Signals zum Einsatz."). --2003:EF:170E:A35:5DB9:6E6A:B4D1:170 23:55, 21. Feb. 2021 (CET)
thread_title:  YUV ist sehr wohl ein separater Farbraum!