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從這篇開(kāi)始，我們開(kāi)始介紹YUV顏色空間，它并不是CIE的產(chǎn)物，但是和CIE的XYZ、xyY很類似。所以即使你完全是個(gè)新手，或者沒(méi)有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，或者是其他行業(yè)從業(yè)者，這樣一篇篇看下來(lái)，我能保證你能看得懂。
在介紹YUV顏色空間時(shí)，我們需要首先明白，它和CIE YUV并不是一回事。為什么呢？首先他們的產(chǎn)生原因就不一樣，CIE YUV是在CIE xyY的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)線性變換而產(chǎn)生，而YUV，則是在電視的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。所以他們的用途也不一致，CIE YUV不做研究，而YUV則一直用在電視系統(tǒng)、視頻編碼等領(lǐng)域。
所以在這篇文章里，我們先來(lái)談?wù)勲娨暤陌l(fā)展史，相信看完這篇文章，你會(huì)對(duì)YUV有了初步的了解，后面我們會(huì)對(duì)YUV專門(mén)進(jìn)行分析。而且在接下來(lái)的幾篇中，會(huì)在視頻顯示和處理上，漸入佳境。
在電視發(fā)展的過(guò)程中，它經(jīng)歷了以下階段：
機(jī)械電視 -> 黑白電視 -> 彩色電視 -> 數(shù)字電視 -> 智能電視 -> 3D電視
不過(guò)在這里，我們并不會(huì)對(duì)每個(gè)階段都進(jìn)行分析，因?yàn)樵谒械碾A段中，黑白電視、彩色電視和數(shù)字電視是比較重要的。雖然機(jī)械電視是電視的起點(diǎn)，但是分析它對(duì)視頻處理用處很小，而智能電視和3D電視，只是在之前電視的基礎(chǔ)上，接入了網(wǎng)絡(luò)和3D技術(shù)。
所以要深刻明白視頻是怎么一回事，我們得先分析黑白、彩色、數(shù)字電視。并且在這篇文章里，我默認(rèn)你已經(jīng)看過(guò)顯示器是如何顯示圖形數(shù)據(jù)的一和二，知道CRT，并知道彩色CRT。下面我們開(kāi)始按時(shí)間順序，來(lái)一一介紹。
1. 黑白電視
相信大家對(duì)黑白電視都應(yīng)該比較熟悉，那時(shí)候電纜還沒(méi)有鋪開(kāi)，家家看電視，都需要豎一根天線，并且還只能顯示黑白灰。
這就是黑白電視，它的工作方式是：
攝像機(jī)通過(guò)采集圖像，將圖像柵格化，轉(zhuǎn)換成一行一行的像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)有各自的黑白灰度值（也就是亮度，在視頻里，亮度通常指黑白灰，而與光強(qiáng)即光通量，亮度的另一個(gè)屬性，可以區(qū)分開(kāi)，因?yàn)槲覀冊(cè)陲@示器上，可以手動(dòng)控制顯示器的亮度，也即光通量。這里理解亮度的這兩個(gè)屬性就好，一個(gè)是它呈現(xiàn)的顏色，一個(gè)是光通量），然后使用不同的電視制式（下篇講），通過(guò)射頻調(diào)制（RF modulation），把電視信號(hào)調(diào)制到VHF（甚高頻）或者UHF（超高頻）載波上廣播出去。
在接收端，也就是電視機(jī)，通過(guò)天線，接收廣播信號(hào)，并通過(guò)調(diào)制解調(diào)器解調(diào)，將收到的像素值通過(guò)CRT顯示在屏幕上。這就是電視機(jī)的工作流程，只不過(guò)實(shí)際上，為了使像素點(diǎn)和原圖像保持一致，在發(fā)送端的時(shí)候，還會(huì)匹配上水平和垂直同步信號(hào)，這樣CRT就能正確的顯示像素點(diǎn)的位置。
2. 彩色電視
彩色電視工作流程和黑白電視一致，之所以稱為彩色電視，是因?yàn)樗群诎纂娨暥鄰V播了色度值。這也就是YUV的由來(lái)，因?yàn)楹诎纂娨曋挥辛炼戎?，也就是Y，所以如果在這個(gè)基礎(chǔ)上增加色度值，也就是新開(kāi)發(fā)一個(gè)顏色空間，就可以用來(lái)描述彩色像素。那為什么選擇了YUV，而不用RGB或者其他的顏色空間呢？
2.1 為什么是YUV？
有兩點(diǎn)原因：
1.YUV可以實(shí)現(xiàn)前后兼容，假設(shè)彩色電視采用了RGB，相當(dāng)于廣播系統(tǒng)也得另建一套，而且會(huì)導(dǎo)致彩色電視處理不了黑白電視信號(hào)，黑白電視也處理不了彩色電視信號(hào)。而如果使用YUV，黑白電視能接受彩色信號(hào)，相當(dāng)于只處理Y，而彩色電視，也能接受黑白電視信號(hào)。
2.YUV更方便對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，占用的帶寬更低。在上篇我們知道，人眼對(duì)亮度的敏感度要大于紅藍(lán)，所以我們可以保留Y原始值的基礎(chǔ)上，降低U和V的值，而不影響觀看。
至于YUV三個(gè)值怎么來(lái)的，以及更詳細(xì)的介紹，我們后面再談，接下來(lái)回到電視上。
現(xiàn)在我們應(yīng)該對(duì)黑白電視和彩色電視，有了大概的了解，不過(guò)它們卻有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兪褂玫?，都是模擬電視信號(hào)（Analog television），這就是為什么還會(huì)有數(shù)字電視的原因。
3. 模擬電視信號(hào)（Analog Television Signal）
模擬電視信號(hào)，其實(shí)就是電視傳播信號(hào)的一種方式。在上面我們知道，圖像的像素值，通過(guò)電磁波廣播出去，那圖像的像素值，在廣播過(guò)程中，以什么方式表示呢？
這張圖是視頻載波，經(jīng)過(guò)解調(diào)器解調(diào)之后得到的復(fù)合視頻信號(hào)。從這張圖可以看出，在電磁波傳播過(guò)程中，顏色信息使用波的屬性來(lái)描述，比如亮度（Luminance）、色度（Chrominance）、還有顏色值，它們分別用波的相位、振幅來(lái)表示，更深入的細(xì)節(jié)不必深究，不過(guò)這種使用相位、振幅來(lái)表示信息的方式，就是模擬電視信號(hào)。
模擬信號(hào)的抗干擾能力很差，而且傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，越容易受到噪聲的影響，我們小時(shí)候看電視經(jīng)常能夠看見(jiàn)雪花點(diǎn)，這就是受到噪聲的影響。
4. 數(shù)字電視（Digital Television，簡(jiǎn)稱DTV）
數(shù)字電視在彩色電視之后不久，就已經(jīng)研發(fā)出來(lái)了，但是那時(shí)候價(jià)格很貴，而且不便捷。因?yàn)閿?shù)字電視，其實(shí)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展相輔相成，所以直到二十世紀(jì)末期，數(shù)字電視才開(kāi)始普及。
數(shù)字信號(hào)不同于模擬信號(hào)，它在傳輸視頻和音頻信號(hào)的時(shí)候，使用的都是數(shù)字編碼，只用簡(jiǎn)單的0和1，這樣即使是地面廣播來(lái)發(fā)送電視信號(hào)，效果也比模擬信號(hào)要好得多。而且在數(shù)字電視出現(xiàn)之后，電纜開(kāi)始全面鋪開(kāi)，在家里我們只要通過(guò)機(jī)頂盒，就可以收看數(shù)字電視頻道。
5. 數(shù)字電視和數(shù)字信號(hào)
在這里我們要區(qū)分這兩者，數(shù)字電視只是一種電視產(chǎn)品，現(xiàn)在市面上的數(shù)字電視幾乎都不是真正的數(shù)字電視，因?yàn)樗鼈儧](méi)有內(nèi)置機(jī)頂盒，也就是沒(méi)有數(shù)字信號(hào)的解碼裝置。所以無(wú)論是模擬電視還是數(shù)字電視，只要裝上機(jī)頂盒，或者裝上數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬信號(hào)的裝置，就可以收看數(shù)字頻道。而在文中所指的數(shù)字電視，默認(rèn)是真正的數(shù)字電視。
篇幅原因，剩下的ITU-R 601、ITU-R 709、電視制式放到下篇再講。
這里還有一個(gè)YouTube的視頻，可以翻墻的同學(xué)可以點(diǎn)進(jìn)去查看。下載下來(lái)的沒(méi)有字幕，就不貼了。
【視頻】模擬電視是如何工作的？
參考資料（需要翻墻）：
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_television
