1.RGB

RGB 三个字母分别代表了 红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)，这三种颜色称为 三原⾊，将它们以不同的⽐例相加，可以产⽣多种多样的颜色。
在图像显示中，一张 1280 * 720 ⼤小的图片，就代表着它有 1280 * 720 个像素点。其中每⼀个像素点的颜⾊显示都采用 RGB 编码⽅法，将 RGB 分别取不同的值，就会展示不同的颜⾊。如下如所示， RGB 图像中，每个像素点都有红、绿、蓝三个原色，其中每种原⾊都占用 8 bit，也就是⼀个字节，那么⼀个像素点也就占用 24 bit，也就是三个字节。

一张 1280 * 720 ⼤小的图片，就占⽤ 1280 * 720 * 3 / 1024 / 1024 = 2.63 MB 存储空间

2.YUV

YUV 颜⾊编码采用的是 明亮度 和色度来指定像素的颜色。其中，Y 表示明亮度 (Luminance、Luma)，⽽ U 和 V 表示色度(Chrominance、Chroma)。⽽色度⼜定义了颜色的两个⽅面: 色调和饱和度。和 RGB 表示图像类似，每个像素点都包含 Y、U、V 分量。但是它的 Y 和 UV 分量是可以分离的，如果没有 UV 分量⼀样可以显示完整的图像，只不过是⿊白的。
对于 YUV 图像来说，并不是每个像素点都需要包含了了 Y、U、V 三个分量，根据不同的采样格式，可以每个 Y 分量都对应⾃己的 UV 分量，也可以⼏个 Y 分量共用 UV 分量。

2.1 采样格式

2.1.1 YUV4 : 4 : 4

YUV 4:4:4 采样，意味着 Y、U、V 三个分量的采样⽐例相同，因此在⽣成的图像里，每个像素的三个分量信息完整，都是 8 bit，也就是⼀个字节。如上图所示，假如原始图像像素为: [Y0,U0,V0] ;[Y1,U1,V1] ;[Y2,U2,V2] ;[Y3,U3,V3] ;
那么按照YUV4:4:4 采样的码流为: Y0,U0,V0,Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,Y3,U3,V3
最后映射还原的像素点为: [Y0,U0,V0] ;[Y1,U1,V1] ;[Y2,U2,V2] ;[Y3,U3,V3] ;

使用YUV4 : 4 : 4采样格式的图片大小与使用RGB采样格式的图片大小相同。

2.1.2 YUV4 : 2 : 2

YUV 4:2:2 采样，意味着 UV 分量是 Y 分量采样的⼀半，Y 分量和 UV 分量按照 2 : 1 的⽐例采样。如果⽔平方向有 10 个像素点，那么采样了 10 个 Y 分量，而只采样了 5 个 UV 分量。假设原始图像像素为: [Y0,U0,V0] ;[Y1,U1,V1] ;[Y2,U2,V2] ;[Y3,U3,V3] ;
那么按照YUV4:4:4 采样的码流为:Y0,U0,Y1,V1,Y2,U2,Y3,V3。其中，每采样过⼀个像素点，都会采样其 Y 分量，⽽ U、V 分量就会间隔一个采集一个。
最后映射还原的像素点为: [Y0,U0,V1] ;[Y1,U0,V1] ;[Y2,U2,V3] ;[Y3,U2,V3] ; 以两个像素为一组，相互借用U和V。

⼀张 1280 * 720 ⼤小的图片，在 YUV 4:2:2 采样时的⼤小为: (1280 * 720 * 8 + 1280 * 720 * 0.5 * 8 * 2)/ 8 / 1024 / 1024 = 1.76 MB 。可以看到 YUV 4:2:2 采样的图像比 RGB 模型图像节省了三分之一的存储空间，在传输时占用的带宽也会随之减少。

2.1.3 YUV4 : 2 : 0

YUV 4:2:0 采样，并不是指只采样 U 分量而不采样 V 分量。⽽是指，在每⼀行扫描时，只扫描一种⾊度分量(U 或者 V)，和 Y 分量按照2 : 1的⽅式采样。比如，第一⾏扫描时，YU 按照 2 : 1 的⽅式采样，那么第二行扫描时，YV 分量按照 2:1 的⽅式采样。
对于每个⾊度分量来说，它的水平方向和竖直方向的采样和 Y 分量相⽐都是 2:1 。
假设第一⾏扫描了 U 分量量，第⼆⾏扫描了了 V 分量，那么需要扫描两行才能够组成完整的 UV 分量。如上图所示，对四个一组进行采样，四个Y分量共用一套UV分量。原始图像像素为:
[Y0 U0 V0]、[Y1 U1 V1]、 [Y2 U2 V2]、 [Y3 U3 V3]

[Y5 U5 V5]、[Y6 U6 V6]、 [Y7 U7 V7] 、[Y8 U8 V8]

那么按照YUV4:4:4 采样的码流为: Y0 , U0 , Y1 , Y2 , U2 , Y3 , Y5 , V5 , Y6 , Y7 , V7 , Y8

其中，每采样过一个像素点，都会采样其 Y 分量，⽽ U、V 分量就会间隔⼀行按照 2 : 1 进⾏采样。
最后映射还原的像素点为:
[Y0 U0 V5]、[Y1 U0 V5]、[Y2 U2 V7]、[Y3 U2 V7]

[Y5 U0 V5]、[Y6 U0 V5]、[Y7 U2 V7]、[Y8 U2 V7]

从映射出的像素点中可以看到，四个 Y 分量是共用了⼀套 UV 分量，⽽且是按照 2*2 的小⽅格的形式分布的，相比 YUV 4:2:2 采样中两个 Y 分量共⽤⼀套 UV 分量，这样更能够节省空间。⼀张 1280 * 720 ⼤小的图片，在 YUV 4:2:0 采样时的⼤小为: (1280 * 720 * 8 + 1280 * 720 * 0.25 * 8 * 2)/ 8 / 1024 / 1024 = 1.32 MB 。

YUV4 : 2 : 0更能节省网络传输时的带宽，是视频传输中最常用的颜色采样格式。

3. RGB与YUV互转

对于图像显示器来说，它是通过 RGB 模型来显示图像的，⽽在传输图像数据时⼜是使⽤ YUV 模型，这是因为 YUV 模型可以节省带宽。因此就需要采集图像时将 RGB 模型转换到YUV模型，显示时再将 YUV 模型转换为 RGB 模型
RGB 到 YUV 的转换，就是将图像所有像素点的 R、G、B 分量转换到 Y、U、V 分量量。反之亦然。转换公式如下：

Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B
U = -0.147 * R - 0.289 * G + 0.436 * B 
V = 0.615 * R - 0.515 * G - 0.100 * B

R = Y + 1.14 * V
G = Y - 0.39 * U - 0.58 * V 
B = Y + 2.03 * U

RGB&YUV颜色编码