了解过计算机图形图像学的同学应该知道，有两种方式表示图像，RGB和YUV，视频由一帧一帧的图像组成，每一张图片是由一个一个的像素点组成，既然有两种表示像素的方法，那肯定要了解一下两种表示方式的异同以及优缺点。
RGB像素
RGB像素表示法已经广为人知，这里只简单回顾一下。R、G、B分别是Red 红、Green 绿、Blue 蓝的首字母，是颜色的三原色，强度不同的组合可以形成大部分人眼可以看到的颜色。在计算机里，可以用三个字节分别表示RGB的值。一个字节8位（取值范围是0~255），三个字节就是24位，所以这种表示法会被叫做 RGB24 。为了方便表示，我们还常用16进制表示，例如下图的绿色，可以用16进制表示为 #7ba120 ，其中 7b 是红色分量， a1 是绿色分量， 20 是蓝色分量。绿色分量的值比其他分量大，所以显示的颜色偏绿色。RGB表示法简单直观，但很消耗存储资源，一个1024x1024的图像，需要1024x1024x3=3MB的存储空间。
YUV像素
RGB像素表示法很简单，如果你没做过数字图像和视频的开发，可能很少听说过YUV。但在数字图像和视频编码里领域，YUV像素表示法非常流行，有几个原因造成。首先，人眼对亮度更敏感，对颜色的敏感度稍弱，所以使用YUV来表示图像可以节省存储资源。其次由于数字摄像机传感器不能直接采样三原色，所以RGB也不适合硬件处理。因此YUV才如此应用广泛。
那什么是YUV呢？「Y」表示明亮度（Luminance、Luma），「U」和「V」则是色度、浓度（Chrominance、Chroma）。其实YUV是模拟信号的称呼，数字信号应该是表示为YCbCr。Cb是蓝色色度，Cr是红色色度。
上面的图片例子来源https://zh.wikipedia.org/wiki/YCbCr，很能说明YUV的特性，第一张是原图，第二张Y分量的表示图，第三张是U分量的表示图，第四张是V分量的表示图。
当然YUV与RGB之间通过一些公式可以转换的。
YUV相对RGB的优势就是压缩比高，那么YUV的采样就是值得研究的事情。
为什么说YUV可以比较节省存储空间？前面提到，人眼对亮度更敏感，对色度敏感度稍差，所以我们可以用完整的亮度和更少的色度来表示一张图像，也就是采样。用RGB表示每个像素必须用3个字节。但YUV表示一个像素，可能是3个字节，也可能是2个字节（丢掉U或者丢掉V），还可能只有1个字节（丢掉U和V）。占用字节大小的不同因为采用不同的采样方式。
常见YUV有很多规格，例如YUV444，YUV422和YUV420，后面的数字是表示采样的比例。其中YUV420是FFmpeg里最常用的，因为最省资源。
- 4:4:4表示完全取样。
- 4:2:2表示2:1的水平取样，垂直完全采样。
- 4:2:0表示2:1的水平取样，垂直2:1采样。
假设我们有一个4x2像素的图像，用RGB表示为：
YUV444是全采样，也就是跟RGB一样，每个像素都是3个字节。上面的RGB图像可以通过计算，得到YUV444的表示：
YUV422是水平方向对UV进行2:1采样。每个像素只取U或者V，间隔进行，所以YUV422的UV只有YUV444的一半。
YUV420是水平方向和垂直方向都对UV进行2:1采样。例如第一行取U，第二行取V，并且每行的U或者V都是Y的一半，也就是YUV420的YUV是关系是4个Y一个U和一个V。这样YUV420的UV比YUV422的UV少一半，是YUV444的1/4。
上面只是举了一个例子，实际上YUV420有很多种采样方法，只要符合下图的规律，就是YUV420。
小结
YUV和RGB是图像图像编程的基础，了解了YUV的采样，接下来我们做播放器、音视频编辑和直播就少了很多障碍。
参考：微软的一篇介绍YUV的文章：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/medfound/recommended-8-bit-yuv-formats-for-video-rendering
FFmpeg源码定义图像格式的代码在libavutil/pixfmt.h中，代码很多，不赘述了。尽情看吧。
