Explorateur de plage du signal : complète vs limitée

La vidéo analogique transportait plus que l'image : les impulsions de synchronisation vivaient sous le noir, et le NTSC plaçait le noir lui-même à 7.5 IRE de « setup » au-dessus de la suppression. Quand la Rec.601 a numérisé la vidéo de studio en 1982, l'échelle 8 bits a hérité de cette logique. Les codes 0 et 255 ont été réservés d'emblée comme références de synchronisation (ils signalent les paquets SAV/EAV en SDI). Le noir est allé à 16 et le blanc à 235, laissant une marge basse (1–15) et une marge haute (236–254) pour les dépassements et les oscillations que le filtrage analogique produit aux transitions abruptes ; un signal qui aurait atteint exactement 0 ou 255 aurait été indiscernable de la synchro. La chroma a reçu 16–240, centrée sur 128. Rien de tout cela n'était du gaspillage ; c'était une marge d'ingénierie pour un monde mi-analogique, mi-numérique.

La plage limitée s'adapte à la profondeur de bits par décalage de deux bits à gauche à chaque palier : LUMACHROMA 8-bit16–23516–240 10-bit64–94064–960 12-bit256–3760256–3840 Cela fait 219 pas de luma en 8 bits contre 255 pour la plage complète ; environ 0.22 bit de résolution abandonné. Le zoo des appellations désigne les deux mêmes choses : limitée = vidéo = narrow = legal = broadcast = plage MPEG ; complète = PC = data = extended = plage JPEG.

Ces marges gagnent encore leur place. Le filtrage et les oscillations des codecs poussent des transitoires sous le code 16 et au-dessus de 235 dans des images parfaitement légales ; les écrêter au capteur ou dans le codec produirait des oscillations pires encore. Les caméras enregistrent depuis longtemps des hautes lumières super-white (100–109%), et les mires d'alignement PLUGE incluent délibérément une barre sub-black : on règle la luminosité jusqu'à ce qu'elle disparaisse tout juste. La livraison broadcast passe ensuite par un legalizer qui réécrête tout en douceur dans 16–235. Si votre chaîne de monitoring supprime le sub-black, vous ne pouvez pas régler un PLUGE correctement ; l'une des raisons discrètes pour lesquelles le monitoring de référence se soucie de la gestion de plage.

SDI et tout le broadcast : toujours limitée, non négociable. HDMI : le YCbCr est limité par défaut ; le RGB peut être l'un ou l'autre, et téléviseurs, consoles et GPU devinent chacun de leur côté (les réglages « HDMI black level », « PC mode », « Full/Limited » existent parce que l'auto-négociation via les AVI InfoFrames se trompe régulièrement). Bureau/sRGB, images fixes et la plupart des rendus de jeu : complète. Fichiers vidéo : la plage est un drapeau de métadonnées dans le codec (limitée par défaut pour les codecs vidéo) ; les lecteurs qui l'ignorent produisent exactement les désaccords simulés ici. HDR10 et HLG : 10 bits en plage limitée, 64–940, même si PQ est « absolu ». Cinéma DCI : 12 bits full-swing X′Y′Z′. La règle qui survit à tout cela : la plage est une propriété de l'accord d'interface, pas du contenu.

Signal limité lu comme complet : le code 16 s'affiche à 6% au lieu de 0% et le 235 à 92% au lieu de 100% ; les noirs virent au gris, les blancs faiblissent, l'image paraît plate et délavée, mais rien n'est détruit ; c'est réversible. Signal complet lu comme limité : tout ce qui est sous le code 16 s'écrase au noir et tout ce qui dépasse 235 s'écrête au blanc ; le détail des ombres et des hautes lumières est perdu, irréversiblement, et le milieu est étiré. Les conversions doubles (expansion puis nouvelle compression) quantifient la rampe et la strient. Essayez les quatre combinaisons ci-dessus et observez les mires proches du noir et du blanc : une chaîne correcte montre les paliers distinctement ; chaque mode de défaillance les dévore par une extrémité.

Chaque maillon (lecteur, processeur, contrôleur de mur LED, écran) doit s'accorder sur la plage, et chaque conversion doit se produire exactement une fois. La vérification est simple avec des mires : une rampe révèle instantanément étirement ou banding ; le PLUGE confirme que le noir de référence tombe sur le noir ; une mire super-white révèle si la marge haute survit ou s'écrête. Sur une chaîne calibrée, le code 16 se mesure au noir de l'écran, le 235 au blanc de référence, et le suivi des gris reste intact sur toute la plage image. Les erreurs de plage se déguisent constamment en « mauvais contraste » ou en « étalonnage écrasé » : mesurez avant de toucher un réglage. Réserver une calibration →