Как и почему вы используете гистограмму изображения?

Question

Я понимаю, что гистограмма изображения - это графическое отображение тонального распределения изображений (то есть горизонтальных штрихов к свету, вертикального распределения пикселей), но как его реально использовать и почему? Я имею в виду, вы не можете определить все, что вам нужно, просто посмотрев на изображение?

Answer 1

Хотя на этот вопрос не может быть «правильного» ответа, есть «правильные» ответы. Гистограмма - это мощный инструмент, и когда вы поймете, как его эффективно использовать, он может значительно помочь вашей фотографии.

Как вы упомянули, гистограмма - это представление диапазона тонов и распределения на фотографии. Основная механика такова:

1. Гистограмма представляет тональный диапазон слева направо, с черными и оттенками слева, прогрессирующими через средние тона в середине, до светлых участков справа.
2. «Громкость» любого данного тона представлена ​​высотой вертикальной линии, которая представляет этот тон.
   • Вертикальная линия на самом левом конце указывает на объем общих черных тонов
   • Вертикальная линия в самом правом конце указывает на объем полных светлых тонов
   • Вертикальная линия в самом центре указывает на громкость 18% серых тонов
3. Тоны для изображения берутся из интенсивности каждого пикселя (цветность или оттенок игнорируется, и измеряется только яркость / яркость / яркость)
   • Общее количество тонов в изображении зависит от битовой глубины изображения
   • 8-битное (24-битное) изображение имеет 256 различных тонов
   • 12-битное (36-битное) изображение RAW имеет в общей сложности 4096 различных тонов
   • Изображение RAW с разрешением 14 бит / с (42 бита) имеет в общей сложности 16 384 различных тона
   • 16-битное (48-битное) изображение RAW имеет в общей сложности 65 536 различных тонов
   • 32-битное (96-битное) HDR-изображение эффективно отображает бесконечный тональный диапазон
4. Нет технических ограничений на высоту гистограммы.
5. Если у вас нет изображения с очень низким битом, одна гистограмма, как правило, не в состоянии представить каждый отдельный тон в изображении, поэтому каждая вертикальная линия имеет тенденцию представлять небольшой диапазон похожих тонов.
6. Цветная гистограмма может представлять гораздо больший диапазон информации, чем чисто тональная гистограмма в том же пространстве.

(Как действительное число (число с плавающей точкой), значения HDR-изображения с 32 битами на пиксель варьируются от 1,0 x 10 ^ -37 до 1,0 x 10 ^ 38. В более реальных числах тональный диапазон варьируется от черного до очень тусклого звездный свет (0,00001), внутреннее освещение (1-10), солнечный свет на улице (1 000 000), яркость самого солнца (100 000 000) и далеко за ее пределами. Все эти значения могут быть представлены в одном HDR-изображении.)

Принимая во внимание эти факты о гистограмме, существует множество информации, которую вы можете получить из одной:

Contrast

Контрастность - это мера различия между самыми яркими и самыми темными тонами. Чем больше диапазон гистограммы между левым и правым краями, тем больше контраст изображения:

• Низкая контрастность:
  

• Высокая контрастность:
  

Ключ и экспозиция

Ключ - это грубая мера яркости изображения, при этом высокий ключ является более ярким, а низкий ключ - темнее.

• Если гистограмма сгруппирована в бликах, у вас есть светлое изображение:

• Если гистограмма сгруппирована в тени и тени, у вас будет сдержанное изображение:

• Очевидно, что если гистограмма распределяется равномерно, вы получаете сбалансированную экспозицию:

(Гистограмма, проходящая вверх по правой стороне гистограммы, вероятно, указывает на передержку - обрезанные блики. Гистограмма, проходящая вверх по левой стороне гистограммы, вероятно, указывает на недодержку - заблокированные тени.)

Баланс белого

При использовании цветной гистограммы конвергенция красного, зеленого и синего пиков свидетельствует о балансе белого. В частности, смещение основных голубых пиков может быть сильным показателем теплоты или прохлады фотографии:

• Синие пики, сдвинутые вправо, указывают на более холодное тоновое изображение
• Синие пики, сдвинутые влево, указывают на более теплые тона изображения
• Синие пики в непосредственной близости от красных и желтых пиков указывают на слегка теплое изображение

На правильно сбалансированном белом изображении синий цвет обычно немного правее красных и желтых пиков.

Тональный диапазон

Баланс и высота пиков в гистограмме являются показателем тонального диапазона и тонального баланса. Части гистограммы, которые являются очень низкими (долины), указывают на очень низкую громкость для этих тонов. Части гистограммы, которые являются очень высокими (пики), указывают на очень высокую громкость для этих тонов.

Цветовой объем

Базовая цветная гистограмма часто показывает серый, красный, синий и зеленый. Более продвинутая цветная гистограмма может также показывать желтый, пурпурный, голубой.

Цветные пики указывают на объем этих заданных основных цветов, горизонтальное положение цветного пика указывает на тон цветов данного конкретного основного или основного цвета.

Серый цвет указывает баланс основных цветов в этих тонах. Пики неосновного цвета (или линии частичной высоты), такие как желтый, пурпурный и голубой, указывают на смешение двух основных цветов в этих тонах.

---

EDIT

Как упомянул Джордан Х., есть трюк под названием " выставление справа " (или ETTR ), который может быть полезен для получения оптимальных данных RAW. При съемке сцены, особенно тех, которые имеют широкий диапазон контраста, который может находиться на границе или, возможно, немного выше, динамического диапазона 5-6 ступеней цифровой камеры, захват достаточного тонального диапазона в тенях может быть затруднен.

Это связано с ограничениями большинства современных цифровых датчиков и тем, что они более чувствительны к бликам, чем к теням. «Экспозиция вправо» - это метод, при котором вы слегка переэкспонируете свои снимки на 1/3 - 1/2 шага (что, в свою очередь, смещает вашу гистограмму вправо ... в сторону бликов), может помочь смягчить эти ограничения.

Экспозиция вправо также может помочь устранить проблемы с шумом в более темных частях ваших изображений. Следует отметить, что для правильного изображения необходимо использовать формат RAW, так как только в режиме raw вы сохраняете достаточно информации, чтобы исправить переэкспонирование во время постобработки, чтобы вернуть изображение в нормальный диапазон. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет фиксировать детали, которые в противном случае были бы потеряны, без необходимости прибегать к фильтрам градуировки ND или другим более экстремальным мерам.

Это руководство, это просто руководство. Благодаря новым датчикам камеры динамический диапазон улучшается, а захват большего диапазона контраста в сцене одним кадром становится проще. Однако, даже когда динамический диапазон цифрового датчика улучшается, всегда будут моменты, когда нам нужно снимать «на краю» или что возможно, и такие приемы, как стрельба вправо, всегда будут полезны.

Answer 2

В старомодной темной комнате у нас был инструмент под названием денситометр. Он измерял плотность (сколько света блокируется, когда вы проходите через него) негатива или слайда. Это было громоздкое и дорогое устройство, и, конечно, требовалось разработать пленку, чтобы оно было не очень практичным для использования в полевых условиях. Но мы могли бы использовать его в тестировании, чтобы определить оптимальные методы воздействия и разработки для личного использования.

Фотографы, занимающиеся кино, прежде всего обеспокоены отсутствием плотности. Слишком большая плотность, по-видимому, может прожечь (применить большую интенсивность и / или продолжительность света к локальной области), чтобы восстановить детали при печати. Отсутствие плотности (тени с чернилами, блики со слайдами) не может быть исправлено, поскольку это означает, что детали / информация не подлежат восстановлению.

Цифровые фотографы должны быть обеспокоены с обеих сторон. Когда тональный диапазон выходит за границы шкалы гистограммы, это означает, что в этих областях нет ничего, кроме белого или черного. Вы можете осветлить или затемнить, но вы делаете только сплошные серые тона без возможности восстановления деталей. Я использую гистограмму как полевой денситометр. Он показывает мне, есть ли у меня области моей фотографии, где детали не будут восстановлены, независимо от того, какие уловки Photoshop я знаю. Поскольку я использую ETTR (обнажить справа), я не ожидаю, что мои файлы будут выходить из камеры, выглядя как готовая фотография, так же, как я ожидал, что мои штифты будут выглядеть как мои готовые фотографии. Гистограмма помогает мне оценить экспозицию, даже если изображение на ЖК-дисплее выглядит не совсем правильно.

Как уже упоминалось в комментариях, отображение гистограммы создается из JPEG, обработанного в соответствии с параметрами программного обеспечения в камере, даже если вы снимаете в режиме raw. Сырье похоже на открытую, но неразвитую пленку. Там есть потенциальное изображение, но мы не можем его увидеть, пока оно не будет обработано. Необработанные данные должны быть обработаны для создания гистограммы. Я держу свои камеры на самых нейтральных параметрах обработки в камере, чтобы получить более точную гистограмму. Это не то же самое, что гистограмма, которую я вижу в Adobe Camera Raw, когда открываю там файлы. Стандартная обработка по умолчанию в камере, среди других «стилей изображения» или как их называет ваш бренд, часто заключается в более высокой контрастности и более высокой насыщенности. И то, и другое может привести к тому, что гистограмма из jpeg в камере будет отображать гистограмму, падающую со стороны бликов (с правой стороны), если это не так с фактическими необработанными данными, и потенциальное изображение, если оно обрабатывается с помощью другого программного обеспечения или методов , Только практика и опыт научат вас, как интерпретировать гистограмму для ваших методов обработки, и сколько морганий вы можете игнорировать.

Answer 3

Я не технический фотограф и никогда не использовал гистограммы, которые я видел за последние 5 или 6 лет, до этого лета. Этим летом я поехал в Израиль с семьей, и, поскольку цель группы состояла в том, чтобы увидеть много мест, а не находиться в разных местах с идеальным фотографическим освещением, я сделал много фотографий на полуденном солнце. Чтобы усугубить ситуацию, многие из исторических мест в Израиле состоят из руин, построенных из светлого камня. Светлый камень, полуденное солнце: вы получаете картину (или нет, в зависимости от обстоятельств).

Потребовалось много постобработки, чтобы фотографии выглядели так, как я хотел показать кому-либо, и когда я играл с различными настройками контрастности и освещения в Picassa, я заметил, что к тому времени, когда я получил фотографию туда, где я хотел, я внес некоторые изменения в гистограмму: я разложил ее от сгруппированных вправо, чтобы разложить эту кривую по всему диапазону, а затем пейзаж выглядел довольно неплохо. В качестве альтернативы, когда я снимал людей на фоне белых скал, способ получить эти снимки состоял в том, чтобы взять удар на левой стороне и распределить его по всей области (переэкспонировать фон, но получить хороший контраст на лицах). В процессе обработки около 1000 фотографий я начал понимать гистограмму и то, как использовать ее в качестве инструмента, даже в менее экстремальных ситуациях.

Я знаю, что я не так технически опытен, как многие из вас, но именно так я, как любитель, справился с гистограммой.

Answer 4

Чтобы добавить к превосходному ответу jrista, гистограмма отправлена ​​богом в ярких ситуациях, когда ваш ЖК-дисплей очень трудно читать (например, в полдень в снежном поле).

Answer 5

Основная вещь, для которой я его использую, это быстрый взгляд, достаточно ли света. Если гистограмма находится слева, она слишком темная, и в лучшем случае вам потребуется выполнить некоторые настройки постобработки, чтобы получить пригодную фотографию. Если все будет правильно, то, вероятно, будет размыто.

Обратите внимание, что вы можете восстановить некоторые из них в пост-обработке, но вы почти наверняка потеряете некоторые детали.

Answer 6

Когда вы смотрите на изображение, может быть трудно точно определить, насколько хорошо тени и блики заполняют диапазон, особенно если вы смотрите на изображение на дисплее камеры. Гистограмма дает точную оценку того, как изображение экспонируется.

Answer 7

Гистограмма полезна в двух основных областях:

• При съемке можно использовать ее для оценки экспозиции и динамического диапазона .
• При оценке обработанной фотографии ее можно использовать для , помогающей получить некоторую информацию о распространенных методах постобработки .

Во-первых, быстрый фон: гистограмма представляет собой особый вид гистограммы, где для набора данных сходные значения объединяются в «корзины». Каждый бин получает столбец на графике, а высота этого графика представляет количество отдельных выборок в этом бине. За пределами фотографии его часто используют для составления графика появления чего-либо по возрастному диапазону людей, с которыми что-то происходит.

«Гистограмму изображения», вероятно, следует называть тональной гистограммой или тональной гистограммой изображения , поскольку из-за всех возможных способов группировки аспектов фотографии это то, что мы обычно подразумевают под этим термином: гистограмма, где ячейки представляют разные уровни яркости. Удобно, что процесс оцифровки из аналогового мира в 8-битное изображение JPEG представляет собой «binning» - бесконечный непрерывный диапазон от темноты до света разбивается на 256 цифровых значений. Так что, как правило, гистограммы изображений просто показывают это.

при съемке

Оказывается, это действительно полезный быстрый способ оценки экспозиции - если гистограмма имеет много значений, сгруппированных по левой (нижней) стороне, вы, вероятно, недоэкспонируете (до того момента, пока не будут записаны данные, которые были бы отключены). график), и если значения переполнены вправо, вы, вероятно, переэкспонируете (и то же самое касается не записи всей информации - мы называем это дело "сорванным").

Это также полезно для оценки контрастности, то есть общего диапазона от темных до ярких, не путать с микроконтрастом . Если гистограмма простирается от одного края до другого, у вас есть высокая контрастность (и, вероятно, сцена, которая имеет высокий динамический диапазон ). Если гистограмма сгруппирована вместе и не достигает края, у вас есть малоконтрастный (и вы захватили весь динамический диапазон сцены).

При оценке существующих изображений

Гистограмма тона изображения также super полезна для обратной обработки постобработки. См. Примеры из этого вопроса и этого вопроса :

В обоих случаях мы можем видеть, что в крайнем черном цвете не так много, но в первом случае кажется, что изображение было преднамеренно ярко экспонировано (или обработано способом, имитирующим это), в то время как во втором это Ясно, что черная точка (самый темный черный на изображении) была намеренно поднята (что характерно для «ретро-фото»), и что темные тона были подавлены, так что есть много очень темных оттенков (которые дает контрастный вид журнальной печати).

Подробнее о гистограммах изображения (тона) и их связи с внешним видом изображения см. Как форма гистограммы влияет на эстетику изображения? .

О цвете

Есть вариант этого, который также распространен в фотографии: гистограмма RGB. Это делает то же самое, но отображает каждый канал отдельно - либо в виде трех отдельных диаграмм рядом, либо в виде пересекающегося в некотором роде запутанного и трудно читаемого графика:

БекИспользование этих каналов является артефактом того, как цифровые изображения записываются и хранятся, и не очень хорошо связано с восприятием цвета человеком, это полезно в качестве технического инструмента, чтобы убедиться, что вы не выбрасываете конкретный канал. (См. Этот замечательный пример: Изображения темно-фиолетового цветка выглядят светло-голубыми. Это объектив или проблема с техникой? ). Это не особенно полезно для размышления о реальных цветах в композиции, и по этой причине, хотя вы иногда будете видеть это как «цветную гистограмму», я думаю, лучше зарезервировать это для гистограмм, которые цвет бина в по-другому . См. Как интерпретировать отдельные цвета на гистограмме RGB? , чтобы обсудить это, в том числе гистограмму hue , которая объединяет цвета по этому измерению, а не значение . Для приведенных выше примеров изображения выглядят так:

Это совершенно не полезно для экспозиции, но может помочь при размышлении о цвете и композиции. См. Цвета и тона в этом морском пейзаже хороши? для некоторых из них на практике, наряду с некоторыми другими способами визуализации тона и цвета на фотографии.