O účelu a interpretaci histogramu v postprodukci byly publikovány desítky článků a mnoho videí. Slouží svému účelu jak v procesu snímání kamerou, tak v postprodukčních procesech.
Na tomto malém grafu objasňujícím obecný účel histogramu byly vytvořeny tuny buničiny. Ale o tomto grafu je stále co se naučit. Tento článek objasní některé problémy a zaměří se hlavně na postprodukční záležitosti.
Na tomto obrázku jsou dominantní jednotlivé hodnoty RGB. Pouze praskliny na chodníku a bílé skvrny v cementu způsobují špičky na vnějších okrajích grafu.
Některé články, které jsem četl, zobrazují histogram jako svatý grál digitální fotografie a dokonce popisují ideální tvar histogramu. Jiní popisují histogram jako přesné odhalení stavu obrazu, něco jako digitální EKG. Jiní však hodnotu statistické zpětné vazby zcela bagatelizují a zcela postrádají její primární účel. Níže jsou uvedeny skutečné citace z výukových programů a článků o histogramu.
Dva histogramy odhalují více informací, než byste si mysleli. Graf RGB odhaluje stejné plné žluté a modré barvy, zatímco graf Luminosity představuje kombinovanou svítivost RGB (ve skutečnosti ekvivalentní hodnoty ve stupních šedi).
Upravoval jsem obrázky po celá desetiletí; dávno předtím, než byl graf veřejně představen, a od té doby jsem s ním pracoval každý den, takže bych rád zvážil fámy a objasnil některá fakta. Jakmile pochopíte primární funkci a omezení histogramu, zjistíte, že je to solidní zdroj zpětné vazby.
Definované svislé čáry histogramu
RUMOR #1: Histogram je grafický plán digitálního obrázku. Vodorovné rozpětí představuje tónový rozsah obrazu a svislé čáry odrážejí kontrast obrazu; čím vyšší jsou svislé čáry, tím větší kontrast obrázek obsahuje.
FAKT: Vodorovná osa odráží tónový rozsah obrazu (od nejtmavších tónů po nejsvětlejší), i když svislé čáry prozrazují jen málo o jeho kontrastu. Horizontální rozložení je vlastně to, co odhaluje celkový kontrast. Tóny umístěné většinou vpravo odhalují velmi světlé (nebo vysoce kvalitní) obrázky, zatímco tóny upřednostňující levou stranu jsou tmavší (nízké) obrázky.
Krajní pravá boční stěna představuje bílou a krajní levá stěna grafu představuje plnou černou. Nejvyšší (svislý) vrchol grafu pouze udává nejvyšší poměr pixelů obsahujících tento konkrétní barevný tón ve vztahu k ostatním. Nejnižší vertikální úroveň v grafu označuje barvu tónu s nejmenším počtem pixelů v obrázku.
Levý graf představuje obraz s vysokým tónem nebo světle tónovaný obrázek. Histogram napravo představuje snímek s nízkými tóny nebo s tmavými tóny.
Tvar histogramu
RUMOR #2: Pro histogram existuje preferovaný „horský“ tvar. Ideální tvar zobrazuje jeden vrchol začínající na „země“ na jedné straně, dosahující nahoru do tvaru zvonu blízko středu a zužující se dolů k zemi na druhé straně. Ideální histogram obsahuje informace ze všech kanálů všude, zleva doprava v grafu.
FAKT: Existuje tolik tvarů histogramu, kolik je obrázků. Neexistuje nic takového jako dobrý nebo špatný histogram a neexistuje nic takového jako ideální histogram. Protože tyto grafy odrážejí rozložení tónů každého obrázku, bude pro vás těžké najít dva stejné.
Pouze obrázky obsahující převážně střední tóny ve skutečnosti zobrazí na histogramu skutečný zvonovitý (horský) tvar jako na jednom z nich vlevo nahoře.
Oříznutí
RUMOR #3: Krajní levá a krajní pravá strana histogramu by nikdy neměla narážet na „boční stěny“ grafu. Pokud levá nebo pravá strana narazí na stěnu a pohybuje se svisle nahoru, dojde k nežádoucímu efektu zvanému „oříznutí“, což znamená, že na obrázku budou viditelné buď plné černé, nebo plné bílé oblasti „bez detailů“. Používejte varovné značky (blikání a trojúhelníky) a vyhněte se ořezávání obou tonálních extrémů grafu.
FAKT: V závislosti na tom, zda je obraz vysoce kvalitní (střední kontrast na čistě bílém pozadí) nebo nízký (dramatické osvětlení s černým pozadím), může každá strana hory ve skutečnosti připomínat tónový útes. Skutečná dynamika osvětlení činí tyto grafy lezení po stěnách docela přijatelné. Fotografie pořízené proti bílým bezešvým pozadím jsou záměrně exponovány, aby vytvořily vypadlé bílé pozadí.
Thunderbirds amerického letectva křičící přes velmi jasnou oblohu na jižní Floridě uprostřed léta byly zachyceny proti úplně bílým mrakům. Zdánlivý výřez zobrazený na histogramu přesně popisuje zcela bílé mraky.
Rozdělení tónů
RUMOR #4: Histogramy, které zobrazují významné mezery na obou stranách grafu, by měly být upraveny tak, aby byly tóny distribuovány rovnoměrněji. Dobře tvarovaný histogram je šťastný histogram.
FAKT: Skutečné osvětlení nevyžaduje, aby každá scéna obsahovala hluboké stíny i jasná světla. Snímky jsou někdy zbytečně zesvětlené nebo ztmavené, což odhaluje typickou chybu při úpravách začátečníků. Mnohokrát tyto extrémy zarážky vytvářejí emocionální náladu, která by se ztratila, pokud by byly obrázky překorigovány tímto způsobem.
Tato nenápadná stínovaná scéna obsahuje velmi málo zvýrazněných odstínů.
Úprava obrazu zničí bohaté barvy slabé scény.
Mezery v histogramu
RUMOR #5: Silueta hory histogramu by měla zůstat hladká a nevykazovat žádné mezery nebo trhliny ve tvaru hory. Tyto hladké přechody tónů jsou nezbytné pro zachování plného vizuálního rozsahu fotografie. Mezery v siluetě histogramu naznačují přerušení postupných tónů a povedou k páskovaným nebo posterizovaným fázím. Tyto mezery se objevují, protože obrázek JPEG je pouze 8bitový.
FAKT: Histogram obsahuje pouze 256 svislých pruhů. Každý vodorovný pruh představuje méně než polovinu jednoho procenta (0,4 %) z celkového rozsahu tónů (100 % / 256 =0,390625 %). I když fotografie obsahuje velmi pozvolnou změnu tónů v široké oblasti (jako nezatažená obloha), vaše oči zaznamenají „pásy“ pouze v případě, že byl obrázek JPEG znehodnocen opakovanými funkcemi ukládání.
Obrázky JPEG obsahují maximálně 256 úrovní (8 bitů) tónu mezi černou (plná barva) a bílou (bez barvy). Jakmile byly soubory JPEG několikrát otevřeny a uloženy, počet úrovní tónů se může výrazně snížit a může dojít k pruhování tónů.
Tyto dva histogramy vypadají zcela odlišně, i když jsou obrázky velmi podobné. Jak můžete vidět, „gapé“ obrázky jen zřídka přerušují plynulé tóny na fotografii a často objasňují více detailů.
Obrázky v celém rozsahu
RUMOR #6: 8bitové obrázky (256 úrovní tónu/barvy na kanál ve stupních šedi/RGB) jsou vyžadovány pro zobrazení celého rozsahu detailů obsažených v digitálním obrázku s vysokým rozlišením.
FAKT: Lidské oko je navrženo tak, aby se zaměřilo na detaily ve scéně nebo obrázku. Detail je výsledkem kontrastu a kontrast je patrný pouze tehdy, když sousední barvy vykazují výrazné rozdíly. Většinou platí, že čím méně barev je zobrazeno, tím zřetelnější jsou rozdíly v těchto barvách. Zní to špatně, ale ve skutečnosti je to docela prospěšné. Může to narážet na lidovou logiku, ale je třeba uznat základní pravdu. Obrázek s nejmenším počtem barev (také známý jako bitová hloubka) je mnohokrát nejpodrobnější obrázek.
Horní obrázek obsahuje 256 úrovní barev na kanál RGB; nebo až 16 800 000 000 barev. Spodní obrázek obsahuje pouze 15 úrovní barev na kanál RGB; pouze 3375 možných barev. Tento obrázek využívá méně než 5 % tónů použitých v horním obrázku. Nežijte ani neumřete v otázce bitové hloubky. Je to důležité, ale stejně jako jiné problémy v životě, více nemusí být nutně lepší.
Toto snížené pozorování barev má samozřejmě rozumnou hranici. Příliš málo úrovní barev ztratí plynulé přechody mezi barvami a tím také ztratí detaily.
Vyzkoušejte toto cvičení: otevřete fotografii v plném rozsahu ve Photoshopu a duplikujte obrázek v jiné vrstvě. Otevřete Histogram (Okno/Histogram). Nyní vyberte Obrázek> Úpravy> Posterizovat, zadejte číslo 15 a zobrazte obrázek jako náhled. Při náhledu obrázku sledujte okno Histogram. Graf zobrazí pouze 15 svislých sloupců místo 256, ale obrázek bude vypadat v podstatě stejně.
Chci říct, že „mezery“ v normálně hladkém histogramu nemusí nutně znamenat vizuální katastrofu. Místo toho může několik mezer vnést do vašich obrázků trochu více dramatu.
Plynulé tóny
RUMOR #7: Digitální snímky by měly zobrazovat nejvyšší možný počet tónů, aby byly zachovány plynulé souvislé tóny.
FAKT: Zatímco příroda poskytuje extrémní úroveň dynamického rozsahu a skutečnou kontinuální gradaci tónů, neexistuje nic takového jako digitální obrázky se „souvislými tóny“. Slovo „digitální“ toto tvrzení potvrzuje. Prakticky všechny digitální obrázky se skládají ze čtvercových pixelů zobrazujících jednotlivé hodnoty tónů. Vnímání nepřetržitého tónu je iluze.
Tyto modré pixely byly zachyceny z oblohy na snímku Thunderbirds výše. Plocha oblohy se na původním obrázku jeví jako souvislý tón, i když zvětšené jednotlivé pixely se dosti liší v hodnotě. Horní histogram ukazuje kombinovaný jas kanálu, zatímco spodní ukazuje hodnoty jednotlivých kanálů RGB. Je to složité.
Vyčerpávající reference
RUMOR #8: Histogram je vyčerpávající systematický a statistický výpočet všech vnitřních barev a tónů obrázku, od tmavých po světlé (100 % – 0 %).
FAKT: Každý histogram sice odhaluje relativní umístění a distribuci všech tónů a barev, ale kvůli jeho velikosti existuje vážné omezení jeho přesnosti. Vzhledem k tomu, že editační softwarové histogramy jsou založeny na vodorovném grafu o šířce pouze 256 pixelů, každá reprezentace je přinejlepším základním přehledem. Pokud by celý rozsah možných barev byl skutečně reprezentován jediným grafem, graf by zabíral stěnu dobře velké místnosti!
Jak horní, tak spodní tonální úpravy byly dostatečně závažné na to, aby vytvořily významné mezery v histogramu a změnily posun tónů v každém rozsahu, ačkoli zde nejsou žádná viditelná přerušení v plynulosti každé gradace.
Dovolte mi rozebrat čísla. Tento graf o šířce 256 pixelů zobrazuje potenciální barevný rozsah každého obrázku pomocí 8bitové (256 úrovní) interpolace. To znamená, že všech 16,8 milionů možných barev je reprezentováno v pouhých 256 horizontálních bodech histogramu. Tóny mění úrovně v krocích po 0,4 %. Graf výrazně zveličuje rozdíl mezi menšími posuny v tonální hodnotě.
Lidské oči sotva vnímají půlprocentní (0,5 %) rozdíl mezi tóny, a proto 256 úrovní v obrázku JPEG poskytuje iluzi nepřetržitého tónu. To znamená, že histogram používá méně než dva svislé sloupce k vyjádření jediného procenta změny hodnoty.
Dvě spodní pole jsou od sebe oddělena pouze 1 % v tónu, i když vaše oči mohou mít problém vidět rozdíl. Horní pás ukazuje postupnou změnu mezi těmito dvěma hodnotami.
co to všechno znamená? Jednoduše řečeno, histogram poskytuje dobrý odhad celkového rozložení tónů, ale nelze se na něj spolehnout pro přesné měření. Několik mezer v grafu bude lidským okem vidět jen zřídka.
Sbalit
Histogram je cenný nástroj určený k poskytování rychlého přehledu o složení a tónovém tvaru digitálních snímků. Nikdy to nebylo zamýšleno jako děsivý referenční nástroj.
Naučte se používat histogram k poskytování interaktivní zpětné vazby, když provádíte úpravy, ale oceníte graf pro informace, které poskytuje; většinou definující rozložení tónů, světel a stínů.
Histogram neukazuje, zda snímek vyžaduje vnitřní úpravy k odhalení skrytých detailů. To je úplně jiné téma.
Posuňte pixely a zůstaňte soustředění.