Zdaję sobie sprawę, że histogram obrazu to graficzne przedstawienie rozkładu tonalnego obrazów (tj. Poziome ciemności do światła, pionowe rozmieszczenie pikseli), ale jak naprawdę go używać i dlaczego? Mam na myśli, czy nie możesz określić wszystkiego, czego potrzebujesz, patrząc na obraz?

Chociaż może nie być „właściwej” odpowiedzi na to pytanie, istnieją „prawidłowe” odpowiedzi. Histogram to potężne narzędzie, a gdy zrozumiesz, jak go skutecznie używać, może znacznie pomóc w fotografowaniu.

Jak wspomniałeś, histogram reprezentuje zakres tonalny i rozkład na zdjęciu. Podstawowe mechanizmy są następujące:

1. Histogram przedstawia zakres tonalny od lewej do prawej, z czernią i odcieniami po lewej stronie, przechodząc przez półcienie pośrodku, do podświetleń po prawej stronie.
2. „Głośność” dowolnego tonu jest reprezentowana przez wysokość pionowej linii, która reprezentuje ten ton.
   • Pionowa linia na samym lewym końcu wskazuje głośność całkowitych odcieni czerni
   • Pionowa linia na prawym końcu wskazuje głośność wszystkich tonów podświetlenia
   • Pionowa linia pośrodku wskazuje objętość 18% odcieni szarości
3. Tony obrazu są pobierane z intensywności każdego piksela (kolor lub odcień jest ignorowany, a mierzona jest tylko jasność / jasność / jasność)
   • Całkowita liczba tonów obrazu zależy od głębi bitowej obrazu
   • Obraz o 8 bitach na sekundę (24 bity) ma w sumie 256 różnych tonów
   • Obraz RAW o 12 bitach na sekundę (36 bitów) ma w sumie 4096 wyraźnych tonów
   • Obraz RAW o 14 bitach na sekundę (42 bity) ma w sumie 16 384 różnych tonów
   • Obraz RAW o 16 bitach na sekundę (48 bitów) ma w sumie 65 536 różnych tonów
   • Obraz HDR o 32 bitach na sekundę (96 bitów) jest w stanie skutecznie reprezentować nieskończony zakres tonalny
4. Wysokość histogramu nie ma ograniczeń technicznych.
5. Chyba że masz bardzo niski-bitowy obraz, pojedynczy histogram jest na ogół niezdolny reprezentujący każdy indywidualny tonu w obrazie, więc każda linia pionowa zazwyczaj stanowią niewielką gamę podobnych kolorach.
6. Histogram kolorowy może reprezentować znacznie większy zakres informacji niż czysty histogram tonalny w tej samej przestrzeni.

(Jako liczba rzeczywista (liczba zmiennoprzecinkowa) wartości obrazu HDR o 32 bpp mieszczą się w zakresie od 1,0 x 10 ^ -37 do 1,0 x 10 ^ 38. W liczbach bardziej rzeczywistych zakres tonalny od czerni do bardzo słabego światła gwiazd (0,00001 ), poprzez oświetlenie wewnętrzne (1-10), przez nasłonecznione miejsce na zewnątrz (1 000 000), aż do jasności samego słońca (100 000 000) i znacznie dalej. Wszystkie te wartości można przedstawić na jednym obrazie HDR.)

Biorąc pod uwagę te fakty dotyczące histogramu, można uzyskać wiele różnych informacji z jednego:

Kontrast

Kontrast jest miarą różnicy między najjaśniejszymi i najciemniejszymi tonami. Im większy zakres histogramu obejmuje między lewą a prawą krawędzią, tym większy kontrast obrazu:

• Niski kontrast:
  

• Wysoki kontrast:
  

Klucz i ekspozycja

Kluczem jest szorstki miarą jasności w obrazie, z high-key jest jaśniejszy, a low-key jest ciemniejszy.

• Jeśli histogram jest zgrupowany w najciekawszych miejscach, masz obraz o wysokim tonie :

• Jeśli histogram jest zgrupowany w cieniach i cieniach, masz obraz o niskim tonie :

• Oczywiście, jeśli histogram jest równomiernie rozłożony, otrzymujesz zrównoważoną ekspozycję:

(Histogram poruszający się po prawej stronie histogramu prawdopodobnie wskazuje na prześwietlenie - przycięte podświetlenie. Histogram poruszający się po lewej stronie histogramu prawdopodobnie oznacza niedoświetlenie - zablokowane cienie.)

Balans bieli

Podczas korzystania z kolorowego histogramu zbieżność czerwonych, zielonych i niebieskich pików wskazuje na balans bieli. W szczególności przesunięcie głównych niebieskich pików może być silnym wskaźnikiem ciepła lub chłodu zdjęcia:

• Niebieskie piki przesunięte w prawo wskazują na chłodniejszy obraz
• Niebieskie piki przesunięte w lewo wskazują cieplejszy obraz
• Niebieskie piki w bliskiej odległości od czerwonych i żółtych pików wskazują na nieco ciepły obraz

Na odpowiednio zrównoważonym białym zdjęciu niebieski jest zwykle nieco w prawo od czerwonych i żółtych pików.

Zakres tonalny

Równowaga i wysokość pików na histogramie wskazują zakres tonalny i równowagę tonalną. Części histogramu, które są bardzo niskie (doliny) wskazują na bardzo niską głośność tych tonów. Bardzo wysokie części histogramu (piki) wskazują na bardzo wysoką głośność tych tonów.

Kolor Objętość

Podstawowy kolorowy histogram często pokazuje szary, czerwony, niebieski i zielony. Bardziej zaawansowany kolorowy histogram może również pokazywać żółty, purpurowy, cyjan.

Kolorowe piki są wskaźnikiem objętości tych kolorów podstawowych, pozioma pozycja kolorowego piku wskazuje ton kolorów danego koloru podstawowego lub pierwotnego.

Szary wskazuje na równowagę kolorów podstawowych w tych tonach. Piki kolorów poza pierwotnymi (lub linie o częściowej wysokości), takie jak żółty, magenta i cyjan, wskazują na połączenie dwóch podstawowych kolorów w tych tonach.

EDYTOWAĆ

Jak wspomniał Jordan H., istnieje sztuczka o nazwie „ narażaj się na prawo ” (lub ETTR ), która może być przydatna, aby uzyskać optymalne dane RAW. Podczas fotografowania sceny, w szczególności tych, które mają szeroki zakres kontrastu, który może znajdować się na granicy zakresu dynamiki aparatu cyfrowego, a może nawet nieco poza nim, zatrzymanie wystarczającego zakresu tonalnego w cieniach może być trudne.

Wynika to z ograniczeń większości obecnych czujników cyfrowych oraz z tego, że są one bardziej wrażliwe na światła niż cienie. „Eksponowanie w prawo”, czyli technika polegająca na lekkim prześwietleniu zdjęć o 1/3 do 1/2 stopnia (co z kolei przesuwa histogram w prawo… w kierunku świateł), może pomóc złagodzić skutki te ograniczenia.

Wystawienie po prawej stronie może również pomóc w rozwiązaniu problemów z szumem w bardziej zacienionych częściach zdjęć. Należy zauważyć, że eksponowanie w prawo wymaga użycia formatu RAW, ponieważ tylko w przypadku raw zapisujesz wystarczającą ilość informacji, aby skorygować prześwietlenie podczas przetwarzania końcowego, aby przywrócić obraz do normalnego zakresu. Zaletą tej techniki jest to, że pozwala uchwycić szczegóły, które w przeciwnym razie zostałyby utracone, bez konieczności uciekania się do filtrów gradacji ND lub innych bardziej ekstremalnych środków.

Ta wytyczna jest właśnie taka, wytyczna. Dzięki nowszym czujnikom aparatu poprawia się zakres dynamiczny, a łatwiejsze jest uchwycenie większego zakresu kontrastu w scenie za pomocą jednego zdjęcia. Jednak nawet gdy poprawi się zakres dynamiczny czujnika cyfrowego, zawsze będą chwile, kiedy będziemy musieli strzelać „na krawędzi” lub co jest możliwe, a sztuczki takie jak strzelanie w prawo zawsze będą przydatne.

W staroświeckiej ciemni mieliśmy narzędzie zwane densytometrem. Zmierzył gęstość (ile światła jest blokowane, gdy świecisz światłem) negatywu lub slajdu. Było to nieporęczne i drogie urządzenie, i oczywiście wymagało opracowania filmu, więc nie było zbyt praktyczne w użyciu w terenie. Ale moglibyśmy go wykorzystać w testach w celu ustalenia optymalnej ekspozycji i technik rozwoju do użytku osobistego.

Fotografów filmowych niepokoi przede wszystkim brak zagęszczenia. Możliwe jest przepalenie zbyt dużej gęstości (zastosowanie większej intensywności i / lub czasu świecenia na danym obszarze), aby odzyskać szczegóły w druku. Braku zagęszczenia (cienie z negami, podświetlenia ze slajdami) nie można naprawić, ponieważ oznacza to, że szczegółów / informacji nie ma do odzyskania.

Fotografowie cyfrowi muszą się martwić na obu końcach. Kiedy zakres tonalny wykracza poza krawędzie skali histogramu, oznacza to, że w tych obszarach nie ma nic oprócz bieli lub czerni. Możesz rozjaśnić lub przyciemnić, ale tworzysz tylko jednolite odcienie szarości bez możliwości przywrócenia szczegółów. Używam wyświetlacza histogramu jak densytometr polowy. Pokazuje mi, czy mam obszary mojego zdjęcia, na których szczegółów nie będzie można odzyskać bez względu na znane mi sztuczki z Photoshopa. Ponieważ używam ETTR (odsłonięcie po prawej), nie oczekuję, że moje pliki wyjdą z aparatu, wyglądając jak gotowe zdjęcie, bardziej niż oczekiwałem, że moje negy będą wyglądały jak moje ukończone zdjęcia. Histogram pomaga mi ocenić ekspozycję, nawet jeśli to, co jest na ekranie LCD, nie wygląda całkiem dobrze.

Jak wspomniano w komentarzach, wyświetlanie histogramu jest tworzone z formatu JPEG przetwarzanego zgodnie z parametrami oprogramowania w aparacie, nawet jeśli fotografujesz na surowo. Raw jest jak naświetlony, ale nierozwinięty film. Istnieje tam potencjalny obraz, ale nie możemy go zobaczyć, dopóki nie zostanie przetworzony. Surowe dane należy przetworzyć, aby wygenerować histogram. Ustawiam moje kamery na najbardziej neutralne dostępne parametry przetwarzania w aparacie, aby uzyskać dokładniejszy histogram. To wciąż nie jest taki sam jak histogram, który zobaczę w Adobe Camera Raw po otwarciu tam plików. Standardowym domyślnym przetwarzaniem w aparacie, między innymi „stylami obrazu” lub jakkolwiek je nazywa Twoja marka, jest często wyższy kontrast i większe nasycenie. Oba te mogą powodować, że histogram z JPEG w kamerze wyświetla histogram spadający ze strony świateł (prawa strona), gdy nie jest tak w przypadku rzeczywistych surowych danych, i potencjalny obraz, jeśli jest przetwarzany za pomocą innego oprogramowania lub technik . Tylko praktyka i doświadczenie nauczy Cię, jak interpretować histogram dla twoich technik przetwarzania, i ile blinków możesz zignorować.

Nie jestem fotografem technicznym i nigdy nie korzystałem z histogramów, które widziałem przez ostatnie 5 lub 6 lat, aż do tego lata. Tego lata pojechałem z rodziną do Izraela, a ponieważ celem grupy było zobaczenie wielu miejsc, a nie przebywanie w różnych miejscach z idealnym oświetleniem fotograficznym, zrobiłem dużo zdjęć w południowym słońcu. Aby było trudniej, wiele historycznych miejsc w Izraelu składa się z ruin zbudowanych z jasnego kamienia. Jasny kamień, słońce w południe: dostaniesz zdjęcie (lub nie, w zależności od przypadku).

Dopiero po przetworzeniu zdjęcia wyglądały jak wszystko, co chciałem każdemu pokazać, a kiedy bawiłem się różnymi ustawieniami kontrastu i oświetlenia w Picassie, zauważyłem, że zanim dotarłem do miejsca, w którym chciałem, wprowadziłem pewne zmiany w histogramie: rozłożyłem go od pęczka w prawo, aby rozłożyć tę krzywą w pełnym zakresie, a potem sceneria wyglądała całkiem dobrze. Alternatywnie, gdy strzelałem do ludzi w kontekście białych skał, sposobem na uzyskanie tych strzałów było zrobienie guza po lewej stronie i rozłożenie go na całym obszarze (prześwietlanie tła, ale uzyskanie dobry kontrast na twarzach). W trakcie przetwarzania około 1000 zdjęć zacząłem rozumieć histogram i używać go jako narzędzia, nawet w mniej ekstremalnych sytuacjach.

Wiem, że nie jestem tak sprawny technicznie jak wielu z was, ale w ten sposób, jako amator, poradziłem sobie z histogramem.

Aby dodać do doskonałej odpowiedzi jristy, histogram jest wysyłany przez Boga w jasnych sytuacjach, w których ekran LCD jest bardzo trudny do odczytania (np. W południe na polu śniegu, na przykład).

Podstawową rzeczą, której używam, jest szybkie sprawdzenie, czy jest wystarczająco dużo światła. Jeśli histogram znajduje się po lewej stronie, jest on zbyt ciemny i co najwyżej trzeba zrobić kilka drobnych poprawek, aby uzyskać użyteczne zdjęcie. Jeśli wszystko jest w porządku, prawdopodobnie zostanie wyprane.

Zauważ, że możesz odzyskać nieco z obu z nich w późniejszym przetwarzaniu, ale prawie na pewno stracisz trochę szczegółów.

Kiedy patrzysz na zdjęcie, może być trudno powiedzieć dokładnie, jak dobrze cienie i światła wypełniają zakres, szczególnie jeśli patrzysz na zdjęcie na wyświetlaczu aparatu. Histogram daje dokładny pomiar ekspozycji zdjęcia.

Histogram jest przydatny w dwóch ogólnych obszarach:

• Podczas robienia zdjęcia można użyć go do oceny ekspozycji i zakresu dynamicznego .
• Oceniając przetworzone zdjęcie, można go użyć, aby wydedukować pewne informacje na temat popularnych technik przetwarzania końcowego .

Po pierwsze, szybkie tło: histogram jest specjalnym rodzajem wykresu słupkowego, w którym dla zestawu danych podobne wartości są grupowane w „przedziały”. Każdy pojemnik otrzymuje kolumnę na wykresie, a wysokość tego wykresu reprezentuje liczbę różnych próbek w tym pojemniku. Poza fotografią często służy do przedstawiania wykresu występowania czegoś według przedziału wiekowego osób, z którymi coś się dzieje.

„Histogram obrazu” należy prawdopodobnie nazwać histogramem tonalnym lub histogramem tonalnym obrazu , ze względu na wszystkie możliwe sposoby grupowania aspektów zdjęcia, to właśnie to mamy na myśli w tym znaczeniu: histogram, w którym pojemniki reprezentują różne poziomy jasność. Dogodnie akt digitalizacji ze świata analogowego do 8-bitowego obrazu JPEG to „binowanie” - nieskończony, ciągły zakres od ciemności do światła dzieli się na 256 wartości cyfrowych. Zwykle histogramy obrazów po prostu to pokazują.

Podczas robienia zdjęć

To okazuje się bardzo przydatnym szybkim sposobem oceny ekspozycji - jeśli histogram ma wiele wartości zatłoczonych w stosunku do lewej (dolnej) strony, prawdopodobnie nie doceniasz (do tego stopnia, że ​​nie zapisujesz danych, które byłyby poza wykresem) a jeśli wartości są zatłoczone po prawej stronie, prawdopodobnie przesadzasz (i to samo dotyczy nie rejestrowania wszystkich informacji - nazywamy ten przypadek „zdmuchniętym”).

Jest także przydatny do oceny kontrastu - to znaczy ogólnego zakresu od ciemności do jasności, nie należy mylić go z mikrokontrastem . Jeśli histogram rozciąga się od jednej krawędzi do drugiej, masz wysoki kontrast (i prawdopodobnie masz scenę o dużym zakresie dynamicznym ). Jeśli histogram jest zgrupowany razem i nie osiąga żadnej krawędzi, masz niski kontrast (i uchwyciłeś cały zakres dynamiczny sceny).

Podczas oceny istniejących obrazów

Histogram tonów obrazowych jest również bardzo przydatny w post-processingach inżynierii odwrotnej. Zobacz przykłady z tego pytania i tego pytania :

W obu przypadkach widzimy, że w ekstremalnej czerni nie ma wiele, ale w pierwszym przypadku wydaje się, że obraz został celowo naświetlony (lub przetworzony w sposób, który naśladuje to), podczas gdy w drugim jest jasne, że czarny punkt (najciemniejsza czerń na obrazie) został celowo podniesiony (wspólny dla „wyglądu zdjęcia w stylu retro”), a ciemne odcienie zostały zmiażdżone, więc jest wiele bardzo ciemnych odcieni (co daje kontrastowy wygląd odcisków czasopism).

Aby uzyskać więcej informacji na temat histogramów obrazu (tonu) i ich związku z wyglądem obrazu, zobacz: Jak kształt histogramu wpływa na estetykę obrazu? .

O kolorze

Istnieje wariant tego, który jest również powszechny w fotografii: histogram RGB. Robi to samo, ale wyświetla każdy kanał osobno - albo jako trzy osobne wykresy obok siebie, albo nakładające się na jeden mylący i trudny do odczytania wykres:

Ponieważ kanały te są artefaktem rejestrowania i przechowywania obrazów cyfrowych i nie są szczególnie dobrze związane z postrzeganiem kolorów przez ludzi, jest to przydatne jako narzędzie techniczne, aby upewnić się, że nie wydmuchujesz określonego kanału. (Zobacz ten wspaniały przykład: zdjęcia ciemnofioletowego kwiatu wydają się jasnoniebieskie. Czy to problem z soczewką czy techniką? ). Nie jest to szczególnie przydatne do myślenia o rzeczywistych kolorach w kompozycji iz tego powodu, chociaż czasami można zobaczyć, że nazywa się to „histogramem kolorów”, myślę, że lepiej jest zarezerwować to dla histogramów, które różnią się kolorem koloru . Zobacz Jak interpretować poszczególne kolory na histogramie RGB? za trochę dyskusji na ten temat, w tym odcieńhistogram, który grupuje kolory według tego wymiaru, a nie wartości . Dla przykładowych obrazów powyżej wyglądają one następująco:

Nie jest to w ogóle przydatne do ekspozycji, ale może być pomocne w myśleniu o kolorze i kompozycji. Zobacz Czy kolory i odcienie w tym pejzażu morskim są w porządku? niektóre z nich w praktyce, a także inne sposoby wizualizacji odcienia i koloru na zdjęciu.