4:4:4, 4:2:2, 4:2:0: Y’CbCr 크로마 서브샘플링 읽는 법

카메라와 코덱 설정에서 자주 보이는 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0은 색의 개수나 비트 뎁스를 뜻하는 숫자가 아니다. 영상 신호에서 밝기 정보와 색차 정보를 얼마나 촘촘하게 기록하는지를 나타내는 크로마 서브샘플링 표기다.

Y’CbCr에서 무엇을 줄이는가

영상은 RGB 신호를 Y’CbCr 형태로 변환해 기록하기도 한다. Y’는 밝기 정보인 루마(Luma), Cb와 Cr은 색차 정보인 크로마(Chroma)를 담당한다. 사람의 눈은 색보다 밝기 변화에 더 민감하기 때문에 색차 해상도를 줄여도 화면이 크게 무너지지 않는다는 특성을 이용한다.

4:4:4, 4:2:2, 4:2:0의 뜻

가로 4개, 세로 2줄의 샘플 영역을 기준으로 보면 첫 숫자는 가로 방향의 기준 샘플 수이고, 뒤의 두 숫자는 각 줄에 배치되는 색차 샘플 수를 나타낸다. 4:4:4는 두 줄 모두 색차 샘플이 가득한 경우다. 4:2:2는 각 줄의 색차 샘플이 절반으로 줄어든다. 4:2:0은 첫 번째 줄에 색차 샘플이 절반 있고, 두 번째 줄에는 별도 색차 샘플이 없는 형태로 이해할 수 있다.

4:2:0을 4:2:2로 읽지 않기

중요한 점은 4:2:0을 Y’:Cb:Cr의 비율로 읽으면 안 된다는 것이다. 이 표기는 색차 정보를 샘플링하는 공간적 방식이다. 따라서 4:2:0이라고 해서 Cr 정보가 완전히 사라진다는 뜻도 아니다. 실제 코덱은 주변 샘플을 활용해 색차를 저장하고 복원한다.

비트 뎁스와는 다른 개념

색의 단계 수는 비트 뎁스가 결정한다. 8-bit, 10-bit, 12-bit는 한 채널을 얼마나 많은 단계로 표현하는지를 말하고, 4:4:4·4:2:2·4:2:0은 색차 정보의 공간 해상도를 말한다. 둘은 서로 다른 설정이며 함께 표기될 수 있다.

촬영과 후반 작업에서의 차이

4:4:4는 색차 정보가 가장 촘촘해 키잉, 강한 색보정, 그래픽 합성에서 유리하다. 4:2:2는 화질과 데이터량의 균형 때문에 제작 현장에서 널리 사용된다. 4:2:0은 데이터량과 전송 효율이 중요한 촬영·배포 환경에서 실용적이다. 숫자가 높을수록 모든 상황에서 무조건 좋은 것이 아니라, 작업 목적과 저장·전송 환경에 맞춰 선택해야 한다.

정리

4:4:4, 4:2:2, 4:2:0은 색의 개수가 아니라 색차 정보를 얼마나 촘촘하게 기록하는지를 나타내는 방식이다. 비트 뎁스와 구분해서 이해하면 카메라 메뉴와 코덱 사양표를 훨씬 정확하게 읽을 수 있다.