Chroma subsampling uitgelegd
Je sluit een nieuwe monitor of televisie aan, alles werkt, maar de rode tekst in je spreadsheet ziet er vaag en korrelig uit. Alsof er een laagje vaseline over de letters zit. Je kabel is goed, je resolutie klopt, en toch ziet het er niet scherp uit. De boosdoener is bijna altijd chroma subsampling.
Chroma subsampling is een truc waarmee je kabel of apparaat bandbreedte bespaart: kleurinformatie wordt in lagere resolutie verstuurd dan de helderheid. Voor films is dat prima. Voor scherpe tekst op een bureaublad is het een ramp. Hieronder lees je wat 4:4:4, 4:2:2 en 4:2:0 betekenen, wanneer je apparatuur er stiekem op terugschakelt en hoe je dat merkt.
In het kort
- Chroma subsampling betekent dat kleur in lagere resolutie wordt verstuurd dan helderheid, om bandbreedte te besparen.
- 4:4:4 stuurt alle kleurinformatie mee en is wat je wilt voor tekst, bureaublad en werken achter een scherm.
- 4:2:2 halveert de horizontale kleurresolutie; 4:2:0 halveert die ook verticaal. Voor video oké, voor tekst zichtbaar slechter.
- Wazige of gekartelde rode en gekleurde tekst is het klassieke symptoom dat je apparaat op 4:2:2 of 4:2:0 draait.
- Terugschakelen gebeurt meestal omdat de kabel of poort te weinig bandbreedte heeft voor de gekozen resolutie en verversingssnelheid.
- De snelste test: open een venster met fijne rode tekst op wit. Is die scherp, dan sta je op 4:4:4. Is die wazig, dan niet.
Wat chroma subsampling eigenlijk doet
Je beeld bestaat uit twee soorten informatie: helderheid, hoe licht of donker elke pixel is, en kleur, welke tint die pixel heeft. Het menselijk oog is veel gevoeliger voor helderheid dan voor kleur. Dat wisten de makers van videostandaarden al in de jaren vijftig, dus bedachten ze: gooi een deel van de kleurinformatie weg, dan past het signaal door een smallere pijp en bijna niemand ziet het bij bewegend beeld.
Dat weggooien heet chroma subsampling. De getallen 4:4:4, 4:2:2 en 4:2:0 beschrijven hoeveel kleurinformatie er overeind blijft ten opzichte van de helderheid. Je hoeft de rekenkunde erachter niet te kennen. Onthoud alleen: het eerste getal is de helderheid, die is altijd volledig. De rest vertelt hoe volledig de kleur is.
Bij 4:4:4 krijgt elke pixel zijn eigen kleur. Volledig, geen truc. Bij 4:2:2 delen twee naast elkaar liggende pixels één kleurwaarde. Bij 4:2:0 delen vier pixels in een blokje van twee bij twee één kleurwaarde. Hoe kleiner de getallen, hoe meer kleur er wordt samengevoegd en hoe groter de besparing op bandbreedte.
| Standaard | Kleurresolutie | Besparing op kleurdata | Effect op tekst | Typisch gebruik |
|---|---|---|---|---|
| 4:4:4 | Volledig, elke pixel eigen kleur | 0% | Scherp, ook fijne rode tekst | Bureaublad, tekstverwerking, design |
| 4:2:2 | Halve horizontale kleurresolutie | Ongeveer een derde | Licht waas bij gekleurde tekst | Uitzendingen, professionele video |
| 4:2:0 | Halve horizontale én verticale kleurresolutie | Ongeveer de helft | Duidelijk wazige rode en gekleurde tekst | Streamingdiensten, Blu-ray, tv-uitzendingen |
Waarom je het vooral bij rode tekst ziet
Bij een film merk je van 4:2:0 vrijwel niets. Gezichten, landschappen en beweging vergeven veel, en vrijwel alle video die je kijkt, van streamingdiensten tot tv-uitzendingen, is al in 4:2:0 opgenomen. Je monitor geeft dan alleen weer wat er toch al in het beeld zit.
Tekst is een ander verhaal. Een letter van acht pixels hoog met scherpe randen heeft voor elke pixel zijn eigen kleur nodig om er strak uit te zien. Zodra pixels hun kleur met de buurman moeten delen, krijg je vlekkerige randen. Rood is het ergste slachtoffer, omdat rood in het signaal bijna volledig in het kleurdeel zit en vrijwel niets in het helderheidsdeel. Gooi de helft van het kleurdeel weg en rode tekst wordt een was.
Daarom is de klassieke klacht zo specifiek: alles op het scherm ziet er prima uit, behalve die ene rode kop in Excel of de rode foutmelding in je code-editor. Dat is geen defecte monitor. Dat is chroma subsampling die zijn werk doet.
Wanneer je apparaat stiekem terugschakelt
Niemand kiest bewust voor wazige tekst. Terugschakelen naar 4:2:2 of 4:2:0 gebeurt bijna altijd automatisch, als laatste redmiddel van je videokaart of televisie. De keten is altijd hetzelfde: de poort op je pc, de kabel, en het scherm. De zwakste schakel bepaalt hoeveel bandbreedte er beschikbaar is.
De typische situatie: je stelt 4K op 60 Hz in met 10 bits kleurdiepte via HDR. Dat past net niet door een oudere HDMI-kabel of een HDMI 2.0-poort, die maximaal 18 Gbit/s haalt. In plaats van te weigeren, lost de videokaart het stilletjes op door de kleurresolutie te halveren. Het beeld komt er gewoon doorheen, het scherm toont 3840 bij 2160 pixels, alles lijkt goed. Alleen de kleur is onderweg uitgedund.
Hetzelfde zie je bij televisies die als pc-scherm dienen. Veel tv's sturen in hun standaardmodus 4:2:0 terug, omdat die modus voor films is bedoeld. En bij docks en adapters komt er nog een laag bij: een goedkope USB-C-naar-HDMI-adapter kan intern al op 4:2:0 werken om binnen zijn bandbreedte te blijven, zonder dat er ergens een waarschuwing opduikt. De naamgeving op de verpakking helpt ook niet mee; in dit wereldje mag een kabel met het woord 4K erop gewoon een oude standaard zijn.
Testen in vijf minuten
Zo controleer je of jouw scherm op 4:4:4 draait
Open de teksttest
Open een tekstverwerker of een leeg venster en typ fijne rode tekst op een witte achtergrond. Ook smalle blauwe en groene tekst werkt. Dit is je meetlat: bij 4:4:4 is elke letter net zo scherp als zwarte tekst.
Vergelijk rood met zwart
Zet dezelfde zin in zwart eronder. Ziet het rood er waziger, vlekkerig of gekarteld uit, dan deelt je beeld kleur tussen pixels en sta je op 4:2:2 of 4:2:0.
Controleer de instellingen van je videokaart
In het configuratiescherm van NVIDIA, AMD of Intel vind je een instelling voor uitvoerkleurformaat of pixel format. Staat daar YCbCr 4:2:2 of 4:2:0, dan is dat je bevestiging. Zet hem op RGB of YCbCr 4:4:4.
Check de beeldkwaliteitmodus op een tv
Gebruik je een televisie als scherm, zoek dan in het menu naar een pc-modus, game-modus of een instelling als HDMI Ultra HD Deep Colour. Zonder die modus beperken veel tv's de bandbreedte per poort en valt het signaal terug op 4:2:0.
Sluit terugschakelen door je kabel uit
Daalt de instelling steeds terug, dan is de bandbreedte het probleem. Verlaag de verversingssnelheid of schakel HDR uit als test. Wordt de tekst dan scherp, dan is je kabel of poort de beperkende schakel en lost een kabel met meer bandbreedte het definitief op.
Wanneer maakt het uit en wanneer niet
Werk je achter je scherm met tekst, spreadsheets, code of ontwerp, dan wil je 4:4:4. Punt. Het verschil is de hele dag zichtbaar en het kost je niets als je kabel en poort de bandbreedte hebben.
Kijk je alleen films en series, dan is 4:2:0 prima, want het bronmateriaal is zelf al in 4:2:0 opgenomen. Je geeft niets weg dat er was. Gamen zit ertussenin: veel games renderen tekst en interfaces met fijne gekleurde elementen, dus 4:4:4 is ook daar de betere keuze als je bandbreedte het toelaat. Lukt dat niet bij 4K op hoge verversingssnelheid, dan is de keuze eerlijk: of iets lagere verversing met scherpe kleur, of volle snelheid met iets zachtere tekst. Er is geen kabel die beide tegelijk toveren kan als de bandbreedte simpelweg te kort komt.
Veelgestelde vragen
Is chroma subsampling hetzelfde als een lagere resolutie?
Nee. Je scherm toont gewoon het volledige aantal pixels, bijvoorbeeld 3840 bij 2160. Alleen de kleurinformatie wordt in een grover raster verstuurd en door de pixels gedeeld. De helderheidsinformatie blijft volledig, daarom lijkt het beeld op het eerste gezicht scherp.
Waarom zie ik het probleem alleen op mijn tv en niet op mijn monitor?
Monitors zijn gemaakt voor tekst en werken vrijwel altijd in 4:4:4. Televisies zijn gemaakt voor video en gebruiken in hun standaardmodus vaak 4:2:0, of beperken de bandbreedte van hun HDMI-poorten tot je een pc- of game-modus inschakelt.
Helpt een duurdere HDMI-kabel tegen wazige tekst?
Alleen als de bandbreedte de oorzaak is. Heeft je huidige kabel te weinig capaciteit voor je resolutie en verversingssnelheid, dan schakelt je systeem terug en lost een kabel met meer bandbreedte dat op. Was de instelling op je videokaart of tv de oorzaak, dan verandert een nieuwe kabel niets.
Wat is het verschil tussen RGB en YCbCr 4:4:4?
Beide leveren volledige kleurresolutie voor elke pixel en zijn voor tekst even scherp. RGB is de gangbare keuze voor pc-gebruik. YCbCr 4:4:4 is dezelfde hoeveelheid kleurinformatie in een ander jasje en kom je vooral tegen in tv- en videomenu's.
Mijn instelling staat op 4:4:4 maar springt steeds terug. Wat nu?
Dan haalt je kabel of poort de benodigde bandbreedte niet en schakelt het systeem automatisch terug. Test door de verversingssnelheid te verlagen of HDR uit te zetten. Blijft 4:4:4 dan wel staan, dan is een kabel of poort met meer bandbreedte de oplossing.
