三张图看懂视频链路，像素格式、压缩编码与传输接口

视频系统的所有术语只回答三个问题：像素怎么表示、怎么压缩、怎么传输。不理解这个分层，概念永远搅在一起。

第一次接触视频系统的人，往往同时碰到 RGB、YUV、LVDS、MIPI、H264、JPG、PNG 这些术语。它们看起来像同一类东西，但把"颜色格式""压缩编码""传输接口"混在一起，是新手最常见的翻车点。

视频系统本质上只做一件事：把像素从源头搬到屏幕上。你遇到的所有概念，都只是这条链路中某一层的解决方案。

像素格式：数据长什么样

一张图片的本质是大量小格子，每个格子是一个像素（Pixel）。1920×1080 表示横向 1920 个点、纵向 1080 个点，每个点都有颜色。

RGB 是最直觉的颜色表示方式。人眼通过红绿蓝三种感光细胞感知颜色，三个分量就能拼出几乎所有色彩。RGB888 是最常见的格式：R、G、B 各 8 bit，一个像素占 24 bit。(255, 0, 0) 是纯红，(255, 255, 255) 是白色，(255, 128, 0) 是橙色。

YUV 是另一种颜色表示方式，思路完全不同。Y 是亮度（黑白信息），U/V 是色度（颜色信息）。人眼对亮度敏感、对颜色不敏感，所以 YUV 可以在亮度上保持高精度、在色度上降低精度来节省带宽。YUV420 是最常见的变体：色度分辨率在水平和垂直方向都减半，平均每像素 12 bit，相比 RGB 的 24 bit 节省一半。

RAW 是摄像头传感器的原始数据。CMOS 传感器的每个像素只能感知一种颜色，按 Bayer 模式排列（R-G / G-B），所以 RAW 不是 RGB，是还没经过插值处理的感光数据。

RGB、YUV、RAW 都回答同一个问题：一个像素的颜色怎么表示。

压缩编码：数据怎么存

1080P RGB 视频每秒数据量约 3 Gbps，不压缩根本无法存储和传输。

JPG 是有损图片压缩格式，针对单张图片。压缩过程通常是 RGB → YUV → DCT 变换 → 量化编码，用丢失细节换取小文件。PNG 是无损图片格式，不失真且支持透明通道，但文件体积比 JPG 大得多。

H264 是视频压缩编码。它不保存每一帧的完整画面，只保存帧与帧之间的变化量——背景没变、只有人脸动了，就只编码人脸的变化。一段 3 Gbps 的原始视频经 H264 压缩后可以降到几十 Mbps，压缩比通常在 50:1 到 100:1。H265 是更先进的版本，压缩率更高，但编码复杂度也更大。

JPG、PNG、H264 都回答同一个问题：怎么把像素数据压缩到可用体积。

传输接口：数据怎么搬

像素数据压缩完（或不压缩），需要在芯片之间搬运。这一层回答的问题是：电信号怎么从一颗芯片跑到另一颗。

MIPI 是手机领域最常见的高速传输接口，分两个子协议：CSI（Camera Serial Interface）用于摄像头到 SoC 的数据传输，DSI（Display Serial Interface）用于 SoC 到屏幕的数据传输。MIPI 不限制像素格式，RGB、YUV、RAW 甚至压缩视频都可以在里面跑。

LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种电气传输方式。高速信号用普通 GPIO 会有 EMI、噪声和串扰问题，LVDS 用两根信号线传输差分信号，接收端取正端与负端的差值，抗干扰能力极强。它常用于老式 LCD、工业屏和 FPGA 视频输出。注意，LVDS 不是视频格式，只是"电线上的传输方式"。

RGB Parallel Interface 是 MCU 屏幕常用的并行接口，直接用 24 根数据线同时传输一个像素的 RGB 值，配合 HSYNC（行同步）、VSYNC（帧同步）和 PCLK（像素时钟）三个控制信号。每个时钟周期传输一个像素，简单直接，但速率受限，只适合低分辨率场景。

MIPI、LVDS、RGB Parallel、HDMI、eDP 都回答同一个问题：像素数据怎么从一颗芯片搬到另一颗。

完整链路：从摄像头到屏幕

理解分层模型之后，看真实系统的数据链路就清晰了。

手机播放视频：MP4 文件 → H264 解码 → YUV 视频帧 → GPU 转换 → RGB → MIPI DSI → OLED 屏幕。手机拍摄视频：CMOS 传感器 → RAW10 原始数据 → MIPI CSI → ISP 处理 → YUV/RGB → H264 编码 → 保存为 MP4。

两条链路中，H264 负责压缩和解压，RGB/YUV 负责颜色表示，MIPI 负责传输，各司其职。一旦把概念放回正确的层级，视频系统就不再是一团乱麻。

下次看到一组视频术语，先问自己：它回答的是"像素怎么表示"、"怎么压缩"还是"怎么传输"？归到正确的层，理解就不会跑偏。