YUV格式学习总结
遇到了P010格式，进一步了解发现是10bit的YUV格式，相比8bitYUV会有更好的动态范围，能表现出更丰富的细节和色彩信息。
遂决定系统学习所有的YUV格式
RGB和YUV的对比
我们日常中比较熟悉RGB图像，每个像素点有RGB红绿蓝三个分量，比例是1:1:1，每个分量8bit，1个字节。那么每个像素需要3字节的存储空间。
与之类似，YUV图像每个像素有Y、U、V三个分量，Y对应亮度，UV对应色度和饱和度
YUV图像的主流采样方式有三种:
- YUV 4:4:4
- YUV 4:2:2
- YUV 4:2:0
- YUV 4:4:4
这种采样方式Y、U、V三种分量比例相等，或者说压根没做“采样”。采样示意图如下，叉代表Y分量，圆圈代表UV分量。
可以看到Y、UV每个都会采样，这种采样方式的存储空间和RGB图像一模一样。
采样前后对比：
原始图像像素：
[Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y4 U4 V4]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8]
采样码流：
[Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y4 U4 V4]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8]
采样后
[Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y4 U4 V4]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8] （没变化）
存储空间对比：
图像size：4096x3072
RGB存储空间：(4096 x 3072 x 3)/1024/1024 = 36MB
YUV存储空间：(4096 x 3072 x 3)/1024/1024 = 36MB
- YUV 4:2:2
这种采样厉害了，U、V分量是Y分量的1/2。采样示意图如下。
看到Y分量逐个采样，UV分量每间隔一像素做一次采样，这样UV分量就是Y分量的1/2。那问题来了，最后输出每个像素肯定都是3Byte，那没做UV采样位置的UV分量从哪来？答案是与之前位置共用。可以看下面采样前后的对比。
采样前后对比：
原始图像像素：
[Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y4 U4 V4]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8]
采样码流
[Y1 U1 ] [Y2 V2] [Y3 U3 ] [Y4 V4]
[Y5 U5 ] [Y6 V6] [Y7 U7 ] [Y8 V8] （UV分量做1/2采样，且交错进行）
采样码流映射到输出
[Y1 U1 V2] [Y2 U1 V2] [Y3 U3 V4] [Y4 U3 V4]
[Y5 U5 V6] [Y6 U5 V6] [Y7 U7 V8] [Y8 U7 V8] （总结，UV分量两个像素共用一个，Y分量是各自的）
存储空间对比：
图像size：4096x3072
RGB存储空间：(4096 x 3072 x 3)/1024/1024 = 36MB
YUV存储空间：(4096 x 3072 x 8 + 4096 x 3072 x 0.5 x 8 x 2)/8/1024/1024 = 24MB
（总结，U、V分量是Y分量1/2，所以U+V分量后才和Y分量相当，因此节省1/3空间也是符合理论的）
- YUV 4:2:0
这种采样更厉害了，UV分量是Y分量的1/4,采样示意图如下。
采样前后对比：
原始图像像素：
[Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y4 U4 V4]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8]
[Y9 U9 V9] [Y10 U10 V10] [Y11 U11 V11] [Y12 U12 V12]
[Y13 U13 V13] [Y14 U14 V14] [Y15 U15 V15] [Y16 U16 V16]
采样码流
[Y1 U1 ] [Y2 ] [Y3 U3 ] [Y4 ]
[Y5 V5] [Y6 ] [Y7 v7] [Y8 ] （UV分量每间隔一行做1/2采样）
采样后
[Y1 U1 V5] [Y2 U1 V5] [Y3 U3 V7] [Y4 U3 V7]
[Y5 U1 V5] [Y6 U1 V5] [Y7 U3 V7] [Y8 U3 V7] （UV分量4个像素共用一个，Y分量是各自的）
存储空间对比：
图像size：4096x3072
RGB存储空间：(4096 x 3072 x 3)/1024/1024 = 36MB
YUV存储空间：(4096 x 3072 x 8 + 4096 x 3072 x 0.25 x 8 x 2)/8/1024/1024 = 18MB
（总结，U、V分量是Y分量1/4，所以U+V分量后相当于Y分量的1/2，U+V+Y相当于1.5个Y分量，因此节省1/2空间也是符合理论的）
YUV图像的存储方式有两种
- packed格式存储：Y、U、V分量交替存储
如：Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3……
或者 Y1 U1 Y2 V2 Y3 U3……
- planar格式存储：按照平面存储，先存Y平面，再存U/V平面
如：
Y1 Y2 Y3 Y4
Y5 Y6 Y7 Y8
U1 U2 U3 U4
U5 U6 U7 U8
V1 V2 V3 V4
V5 V6 V7 V8……
不同的采样方式和存储方式相结合，就会有不同的YUV图像格式，常见的
- YUYV和UYVY格式（422采样+packed存储）
as name:
YUYV：Y1 U1 Y2 V2 Y3 U3……
UYVY：U1 Y1 V2 Y2 U3 Y3……
- YUV422P（422采样+planar存储）
又叫做 I422，采用的是平面格式进行存储，先存储所有的 Y 分量，再存储所有的 U 分量，再存储所有的 V 分量。 - 420采样+planar存储
整体分为两种格式：YUV420P和YUV420SP。两者都是先存Y分量，区别是420P接下来存U、再存V；420SP是U、V交替存储。
YUV420P 的格式：
YUV420SP 的格式：
- YU12 和 YV12 格式都属于 YUV 420P 类型
先存储 Y 分量，再存储 U、V 分量，区别在于：YU12 是先 Y 再 U 后 V，而 YV12 是先 Y 再 V 后 U - NV12 和 NV21 格式属于 YUV420SP 类型
NV12 是 IOS 中有的模式，它的存储顺序是先存 Y 分量，再 UV 进行交替存储。
NV21 是 安卓 中有的模式，它的存储顺序是先存 Y 分量，在 VU 交替存储。
