信号范围探索器：全范围 vs. 有限范围

模拟视频承载的不只是画面：同步脉冲位于黑位以下，NTSC 还把黑位本身停在消隐之上 7.5 IRE 的“设置电平”处。当 Rec.601 于 1982 年将演播室视频数字化时，8 位刻度继承了这一思路。码值 0 和 255 被直接保留作定时基准（它们在 SDI 中标记 SAV/EAV 包）。黑位定为 16，白位定为 235，留出底部余量（1–15）和顶部余量（236–254），以容纳模拟滤波在锐利过渡处产生的过冲与振铃；一个恰好摆到 0 或 255 的信号将与同步信号无法区分。色度分量取 16–240，以 128 为中心。这一切都不是浪费，而是为模拟/数字混合世界预留的工程余量。

有限范围随位深按每级左移两位的方式缩放： 亮度色度 8-bit16–23516–240 10-bit64–94064–960 12-bit256–3760256–3840 8 位下亮度有 219 级，而全范围为 255 级；约放弃 0.22 位的分辨率。五花八门的叫法说的都是同两件事：limited = video = narrow = legal = broadcast = MPEG 范围；full = PC = data = extended = JPEG 范围。

这些余量至今仍在发挥作用。在普通的合法素材中，滤波与编解码器振铃会把瞬态推到码值 16 以下和 235 以上；若在传感器或编解码器处直接截断，振铃只会更糟。摄影机长期以来都会记录超白高光（100–109%），PLUGE 校准图案也有意包含一条亚黑条：调整亮度直到它恰好消失。广播交付随后由合法化器将一切软性压回 16–235 之内。如果你的监看链路丢弃了亚黑，就无法正确设置 PLUGE；这是参考级监看重视范围处理的一个不起眼的原因。

SDI 及一切广播：始终有限范围，没有商量余地。HDMI：YCbCr 默认有限范围；RGB 两者皆可，而电视、游戏主机和 GPU 各自猜测（“HDMI 黑电平”、“PC 模式”、“全/有限”开关之所以存在，是因为通过 AVI InfoFrame 的自动协商经常出错）。桌面/sRGB、静态图像及多数游戏渲染：全范围。视频文件：范围是编解码器中的一个元数据标志（视频编解码器默认有限范围）；忽略该标志的播放器会产生这里模拟的各种失配。HDR10 与 HLG：10 位有限范围，64–940，即便 PQ 是“绝对制”。DCI 影院：全摆幅 12 位 X′Y′Z′。贯穿这一切的规则是：范围是接口约定的属性，而非内容的属性。

有限范围信号被当作全范围读取：码值 16 显示为 6% 而非 0%，235 显示为 92% 而非 100%；黑变灰，白变暗，画面扁平发灰，但没有任何东西被破坏；这是可逆的。全范围信号被当作有限范围读取：码值 16 以下的一切被压成黑，235 以上的一切被截断为白；暗部与高光细节不可逆地丢失，中间调被拉伸。双重转换（先扩展再压缩）会使渐变量化并产生条带。请在上方尝试全部四种组合，并观察近黑与近白色块：正确的链路会清晰显示色块的各级；每种失效模式都会从一端吞掉它们。

链路中的每个环节（播放器、处理器、LED 屏控制器、显示器）都必须就范围达成一致，且每次转换只应恰好发生一次。用测试图案验证很简单：灰阶渐变能立刻暴露拉伸或条带；PLUGE 确认参考黑落在黑位上；超白色块揭示顶部余量是留存还是被截断。在校准正确的链路上，码值 16 的测量值等于显示器黑位，235 等于参考白，灰阶跟踪在整个画面范围内保持完好。范围错误经常伪装成“对比度差”或“调色压死”：动任何控制之前，先测量。 预约校准 →