Не три цвета. Три компоненты сигнала.

Штрих напоминает, что Y′ вычисляют из нелинейно закодированных R′G′B′. Это luma — яркостная компонента видеосигнала. Она не совпадает с линейной колориметрической Y и не является прямым измерением воспринимаемой светлоты или яркости монитора в кд/м². Одно и то же число требует контекста.

Сначала определите RGB-представление и передаточную функцию; затем — матрицу компонент. Применить формулу к линейному RGB вместо ожидаемого R′G′B′ можно математически, но получится другое представление. При проверке не смешивайте уровни: физический свет, код сигнала и показания графика.

Для non-constant-luminance представления Y′ = Kr·R′ + Kg·G′ + Kb·B′, где Kg = 1 − Kr − Kb. Cb нормирует разность B′ − Y′, а Cr — R′ − Y′. Нейтральный R′ = G′ = B′ даёт Cb = Cr = 0: цветоразностные компоненты описывают отклонение от нейтральной оси, а не отдельные изображения синего и красного.

При известных коэффициентах и сохранении всех компонент преобразование обратимо в точной арифметике. Округление, обрезка, субдискретизация и сжатие — дополнительные операции, способные сделать результат необратимым. Матрица сама по себе ещё не уменьшила число пространственных отсчётов.

В этой матрице Kr = 0,2126, Kg = 0,7152 и Kb = 0,0722. Для нормированных компонент Cb = (B′ − Y′)/1,8556, Cr = (R′ − Y′)/1,5748. Эти числа нужны парой с соответствующей обратной формулой. Большой коэффициент зелёного не означает, что зелёный канал содержит всю детализацию кадра.

Матрица — только одна часть описания BT.709-видео. Она не выполняет смену gamut, не задаёт цифровой диапазон и не заменяет передаточную функцию. Лаборатория разделяет эти слои: матрица меняется независимо от необязательного квантования Video.

Для BT.601 используются Kr = 0,299, Kg = 0,587 и Kb = 0,114. Эти коэффициенты отличаются от BT.709. Если закодировать цветной материал одной матрицей, а декодировать другой, цветные области изменятся. При этом нейтральный сигнал с нулевыми Cb/Cr может оставаться нейтральным.

Поэтому ровная серая шкала не доказывает правильность матрицы. Нужны цветные образцы. Разрешение файла даёт исторический контекст, но не является безусловным доказательством: SD-источник могли масштабировать, перемонтировать или неправильно пометить. Читайте метаданные и историю преобразований.

В BT.2020 NCL Kr = 0,2627, Kg = 0,6780, Kb = 0,0593. Простая формула цветоразностей похожа на предыдущие, но использует другие коэффициенты. Подставить матрицу 709 по привычке нельзя, даже если итоговый экран — обычный SDR.

BT.2020 также определяет constant-luminance представление с другой процедурой образования компонент. Оно не реализовано заменой Kr и Kb в NCL-матрице. В этом опыте кнопка прямо подписана «2020 NCL»; она не притворяется CL, ICtCp или HDR-декодером. HDR-кривая и работа с охватом рассматриваются отдельными этапами.

Нормированные Cb/Cr могут быть отрицательными. Для целочисленной записи Video их смещают вокруг центра: в 8 бит нейтраль соответствует 128, в 10 бит — 512. Номинальные края chroma составляют 16…240 и 64…960, а у Y′ — 16…235 и 64…940. Разные размахи нельзя механически заменить одним.

В 8 бит: Ycode = round(16 + 219Y′), Ccode = round(128 + 224C). Для 10 бит множители и смещения масштабируются на четыре. Номинальные границы не тождественны всем допустимым значениям конкретного транспорта или файла. Лаборатория не обрезает результат перед отображением чисел.

Y′CbCr можно сохранить с полной сеткой всех трёх компонент — 4:4:4. Сокращение числа chroma-отсчётов выполняется отдельно. В типичном прогрессивном 4:2:2 горизонтальная плотность Cb/Cr вдвое меньше, а в 4:2:0 вдвое меньше и горизонтальная, и вертикальная. Y′ остаётся на полной сетке.

Перед уменьшением сетки нужен фильтр, затем при восстановлении — интерполяция. Уже эта операция может потерять тонкие цветные структуры без какого-либо кодека с потерями. Обратная матрица RGB восстанавливает компоненты из того, что осталось, а не возвращает отсутствующие измерения.

Размер плоскости ещё не сообщает, где chroma-отсчёт расположен относительно Y′. Позиция может быть соосной или смещённой; определения зависят от стандарта, формата и структуры кадров. Для чересстрочного материала нельзя без проверки использовать прогрессивную схему 2×2.

Когда два фильтра одинаково понимают размеры, но по-разному понимают позиции, цветной край может сдвинуться относительно яркостного. Повторное повышение разрешения не гарантирует исправления. Нужно согласовать входное положение, фильтр реконструкции и положение на выходе, особенно при resize, keying и промежуточных экспортах.

YUV, Y′PbPr и Y′CbCr исторически относятся к разным представлениям и способам использования компонент. Однако в программных API и именах pixel formats слово yuv часто используется как общий ярлык для цифровых планарных форматов с цветоразностями. По одному префиксу нельзя вывести коэффициенты, диапазон или передачу сигнала.

Например, yuv420p сообщает организацию плоскостей и сетку, но само имя не заменяет поля color_space, color_range, color_transfer и color_primaries. Формат с суффиксом 10le добавляет сведения о хранении 10-битных отсчётов и порядке байтов; это не автоматически HDR и не название gamut.

Ошибка матрицы часто проявляется на цветных участках и может не затронуть серый. Ошибка диапазона меняет трактовку чёрного, белого и промежуточных кодов. Ошибка положения chroma сдвигает или меняет цветную границу относительно Y′. В реальном материале несколько ошибок могут действовать одновременно.

Начните с контролируемого теста: нейтральная шкала, несколько насыщенных плашек и тонкие цветные линии. Меняйте только один слой интерпретации за раз. Исправлять всё насыщенностью и контрастом опасно: локально приятная картинка может скрыть неверные значения, которые снова проявятся при следующем преобразовании.

Обычно декодер превращает записанные компоненты в изображение, с которым работает система обработки. Нодовый CST не следует считать универсальным ручным декодером любого Y′CbCr-файла. Если неверные значения уже получены на входе, последующая работа с цветовым пространством может не исправить исходную ошибку.

Сравните metadata, настройки интерпретации и независимый контрольный экспорт. Используйте scopes для числовых уровней, Viewer для структуры и цветных краёв, а ffprobe — для описания файла. Совместите эти свидетельства. Сам по себе правильно подписанный файл не доказывает правильные отсчёты, а красивый Viewer не доказывает корректные теги.