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Über die Formate
PAL ist ein 16-Bit-pro-Pixel verschachteltes YUV-Bildformat, das Farbinformationen nach einem Luminanz-Chrominanz-Modell statt als direkte RGB-Werte speichert. Jedes Pixelpaar wird in vier Bytes mit der UYVY-Byte-Reihenfolge gepackt — U (Cb), Y0, V (Cr), Y1 — wobei zwei benachbarte Pixel sich einen einzigen Satz Chroma-Samples (Farbdifferenz) teilen, während jedes seinen eigenen Luminanz-Wert (Helligkeit) behält. Dieses 4:2:2-Chroma-Subsampling halbiert die Farbauflösung horizontal mit vernachlässigbarem Wahrnehmungseinfluss, da das menschliche Sehen weit empfindlicher auf Helligkeitsunterschiede als auf Farbdetails reagiert. Die konzeptionellen Wurzeln des Formats reichen in die analogen Fernsehstandards der 1960er und 1970er Jahre zurück, wo die Trennung von Luminanz und Chrominanz abwärtskompatible Farbübertragung neben bestehenden Schwarzweiß-Signalen ermöglichte. In der digitalen Bildgebung dient 16-Bit-YUV als gängige Zwischendarstellung für Videoaufnahme-Hardware, Frame-Grabber und Bildverarbeitungs-Pipelines, die intern im YCbCr-Farbraum arbeiten, bevor sie zur Anzeige nach RGB konvertieren. Ein Vorteil ist die Bandbreiteneffizienz: Mit 16 Bit pro Pixel benötigt UYVY etwa zwei Drittel der Daten von unkomprimiertem 24-Bit-RGB bei nahezu identischer wahrgenommener Qualität, was es gut geeignet für Hochdurchsatz-Videoaufnahme und Echtzeit-Bildverarbeitungs-Anwendungen macht. Die direkte Entsprechung dazu, wie Video-Hardware Daten erfasst und ausgibt, bietet einen weiteren praktischen Vorteil — viele Aufnahmekarten und Kamerasensoren erzeugen nativ UYVY-Daten, sodass die Speicherung in PAL-Form einen unnötige Farbraum-Konvertierung vermeidet, die Latenz hinzufügen und Rundungsartefakte einführen würde.
YUV ist ein Rohe-Pixeldaten-Format, das Bilder im Y'UV-Farbmodell speichert, wobei Bilddaten in eine Luminanzkomponente (Y', für Helligkeit) und zwei Chrominanzkomponenten (U/Cb und V/Cr, für Farbdifferenzsignale) getrennt werden. Das YUV-Farbmodell entstand mit dem analogen Farbfernsehen — konkret dem 1953 eingeführten NTSC-System und dem 1967 eingeführten PAL-System — wo die Abwärtskompatibilität mit bestehenden Schwarzweiß-Empfängern die Trennung von Helligkeits- und Farbinformationen erforderte. In der digitalen Bildgebung formalisierte der ITU-R-BT.601-Standard (1982) die digitale YCbCr-Kodierung, die vom analogen YUV-Modell abgeleitet ist, und definierte die Konvertierungsmatrizen und Samplepräzision, die von praktisch allen digitalen Video- und Uebertragungssystemen verwendet werden. YUV-Rohdateien enthalten keinen Header, keine Komprimierung und keine Metadaten — sie sind flache Sequenzen von Luminanz- und Chrominanz-Samples in einer spezifizierten Reihenfolge (4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 oder andere Subsampling-Verhältnisse), die externe Angabe von Abmessungen, Bittiefe und Subsampling-Schema erfordern. Der 4:2:0-Subsampling-Modus (bei dem Chrominanz die halbe horizontale und halbe vertikale Auflösung der Luminanz hat) ist besonders verbreitet und wird von H.264, H.265, AV1 und den meisten Consumer-Video-Codecs verwendet. Ein Vorteil ist die direkte Video-Pipeline-Kompatibilität: YUV-Daten sind das native Eingabeformat für Video-Encoder, Hardware-Display-Controller und Kamerasensor-ISPs, was rohes YUV zur direktesten Darstellung für frame-genaue Videoverarbeitung und -analyse macht. Die Wahrnehmungseffizienz des YUV-Farbmodells ist eine weitere grundlegende Stärke — die Trennung von Luma und Chroma ermöglicht effektives Subsampling, das die Farbdaten halbiert oder viertelt, mit minimalem sichtbaren Einfluss. YUV-Daten werden von FFmpeg, ImageMagick und allen Videoverarbeitungswerkzeugen verarbeitet.