フルレンジとリミテッドレンジの違い【RGB･YUV】

色空間である「RGB」に於ける「フルレンジ」と「リミテッドレンジ」の違いについて簡単に紹介。

※この記事は素人調べなので間違ってる可能性ありです（あと詳しい部分はかなり端折ってます）

RGB・YUVの違い

「RGB」「YUV」、どちらも「色空間」（カラースペース）の事です。

他にも色空間の種類には、「HSV」とか「CMY」とか色々ありますけど、パソコン内でメインで使用するのは「RGB」と「YUV」だけです。

※詳しくは以下の記事にて紹介しています。

• YUVとRGBの違い

フルレンジとリミテッドレンジの違い

「RGB」は通常、「0～255」の256階調で表示されますが、「16～235」限定の220階調で表示するモードがあります。

このように限定された階調でしか出力できない状態の事を「リミテッドレンジ」と言います。（もしくは「TVスケール」と呼んだりします）

逆に、全階調を表示できる状態の事を「フルレンジ」と言います。（もしくは「PCスケール」と呼んだりします）

フルレンジとリミテッドレンジに分かれてる理由

何故このように2種類に分かれているかというのは、テレビの「YUV」に影響しています。

テレビは元々「モノクロ」でしたが、現在は「カラー」に移行しています。

移行の際に、元々の「モノクロ」情報（Y成分）に、「カラー」情報（UV成分）を足すだけで、簡単にカラーに移行出来るという事で、「RGB」では無く、「YUV」が採用されました。

で、この「YUV」は、「輝度」（Y成分のこと）が標準で「16～235」の範囲しか使用されないので、RGBと相性が悪いのです。（ちなみに私たちが普段、スマホやデジカメで撮影する動画の全ては「YUV」形式の「リミテッドレンジ」です）

つまり、「フルレンジ」なソースをテレビで読み込むと、「リミテッドレンジ」で読み込む事になるので、範囲外の部分（0～15、236～255）は「黒浮き」（映像の所々に「黒色の点」が表示される）になったりしてしまうというわけです。

逆に、「リミテッドレンジ」なソースを「フルレンジ」で読み込むと、ソースファイル的には「16」で「黒色」、「235」で「白色」のつもりなのに、フルレンジなので、本来「黒色な部分」が薄い黒色っぽく見えたり、本来「白色な部分」が灰色っぽく見えたりするという事です。

どっちを使えば良いの？

「フルレンジ」に対応しているなら、「フルレンジ」で出力すべきです。

「リミテッドレンジ」は、単純に階調が少ないので「フルレンジ」より表せる色が少ないという事です。

つまり実質、「フルレンジ」より画質は劣るわけです。

実際の機器で置き換えると？

例えば「PS3」や「PS4」などのゲーム機で置き換えてみます。

基本的にテレビは「リミテッドレンジ」で出力しか受け付けないので、「リミテッドレンジ」で出力しなければなりません。

逆に、ゲーム画面を、パソコンのモニターなどに出力する（HDMIで）際は、「フルレンジ」で出力しなければなりません。（パソコンのモニタは全て「フルレンジ」なので）

こんな感じで「リミテッド」出力するか「フルレンジ」出力するか選べます

フルレンジに対応していないテレビでフルレンジ出力すると、（先述しましたが）「黒浮き」が発生したりしてしまいます。

AviUtlで「リミテッドレンジ」と「フルレンジ」を相互変換する方法

AviUtlには、「リミテッドレンジ」と「フルレンジ」を相互に変換する機能があります。

フィルター名で言う所の「拡張色調補正」です。（メニューの「設定」→「拡張色調補正の設定」）

• 「TV -> PC スケール補正」にチェックを入れれば、「フルレンジ」に変換できます（ちなみにフルレンジに変換する事を「YC伸張」と呼んだりします）
• 「PC -> TV スケール補正」にチェックを入れれば、「リミテッドレンジ」に変換できます

「リミテッドレンジ」な動画を「フルレンジ」に変換したい場合は、「TV -> PC スケール補正」にチェックを入れます。（かなり色鮮やかになります）

この記事は以上で終了です。

関連記事：ストレート変換とYC伸長の違い【RGB･YUV】（内容的にかなり同じです）