Про полезный инструмент - гистограмму. June 13th, 2010

Цифровые технологии делают работу фотографа намного более эффективной и быстрой. Сегодня цифровые фотоаппараты могут не только показать результат съемки сразу на дисплее камеры, но и провести анализ этих фотографий - показать переэкспонированные области кадра и гистограмму (общую и раздельные для каждого из трех каналов RGB).
Гистограмма позволяет фотографу проанализировать кадр и мгновенно ввести коррективы в съемку. И тем самым избавить вас от лишней обработке в RAW-конвертере и фотошопе.
- это графическое отображение распределения полутонов в фотографии. По горизонтали идет шкала яркости, а по вертикали - относительное количество пикселей с данной яркостью.

Гистограмма читается слева на право, от черного к белому.

Посмотрите на следующие примеры и вы поймете как читать гистограмму.


По гистограмме видно, что на фотографии нет абсолютно черных областей. Справа видно, что на фото есть небольшие пересвеченые участки.
Гистограмма в целом распределена равномерно по всему диапазону яркостей. Есть небольшие зоны пере- и недосвета, но они не критичны.
В следующем примере видно как по гистограмме увидеть недо- и пересветы.
На дисплее не будет ясно насколько белый фон является белым. Гистограмма показывает полный провал на экране ноутбука, светло-серые тона корпуса и белый фон вокруг объекта. Глядя на экран камеры - сложно понять есть ли потери на корпусе авто. Гистограмма ясно показывает, что нет абсолютно черных участков, зато ясно видно пересветы на белых объектах.
Гисторграмма помогает и при обработке в фотошопе в режиме Levels. Посмотрите как после увеличения контраста выглядит гистограмма и фото.
Слева оригинал фотографии, справа результат после небольшого увеличения контраста. Как видите работа контраста растягивает гистограмму, добавляя темных и светлых областей.

Зачем нужна Гистограмма?

Все современные камеры оснащены достаточно большими и качественными дисплеями. Зачем же тогда нужна гистограмма?
Дисплеи имеют свой уровень яркости, восприятие которой зависит так же от окружающего света. Если смотреть на дисплей ночью картинка будет казаться очень яркой, а днем наоборот - очень блеклой. За счет того, что гистограмма показывает изображение в виде графика, она независима от любых условий просмотра.
Качество дисплеев в камерах действительно высокое, но не настолько чтобы отобразить разницу между почти белым и абсолютно белым, как и разницу между почти черным и абсолютно черным.

Посмотрите на следующее фото:

http://www.flickr.com/photos/bigfrank/368734607/


Это просто идеальная фотография для нашей ситуации. Конечно она была обработана в фотошопе, но это не важно.
Как вы видите на фото нету пересветов или темных участков. Гистограмма показывает нам тоже самое. По краям есть не высокие столбики, которые указывают на пересветы от ламп освещения и темные области на витрине. В остальном как видно гистограмма показывает что наибольшая часть информации в средних тонах.
Одного взгляда на гистограмму достаточно чтобы удостовериться в верной экспозиции и идти снимать дальше.
Как вы уже поняли у каждого изображения своя гисторграмма, соответствено не бывает правильной или не правильной гистограммы.
Гистограмму стоит рассматривать как инструмент быстрого анализа фотографии во время съемки (или во время обработки).

Когда нужно использовать гистограмму

Ночная съемка
При отсутствии внешних источников света особенно сложно определить яркость и контрастность фотографии.

Студийная съемка
Если вы снимаете в студии и у вас нет экспонометра, чтобы замерить мощность приборов, приходится работать наугад, настраивая камеру по результату на дисплее. Гистограмма более аккуратно покажет ситуацию на картинке.

Предметная съемка
Предметы как правило снимают на белом фоне. Фото может показать только области пересвета. А гистограмма поможет понять насколько белый действительно является белым.

Итог

Как вы видите, гистограмма очень мощный и удобный иструмент работы фотографа. Это совершенно необходимая вешь для создания технически качественных снимков. А в наших следующих статьях мы продолжим рассказывать о интересных и эффективных инструментах для работы с фотографиями.
Автор: Игорь
http://fototips.ru/

Очень часто сканированные изображения имеют погрешности в области света и тени. Это возникает тогда, когда реальный тоновый диапазон изображения меньше, чем диапазон сканера. Тогда света и тени остаются невостребованными. В таком изображении нет ни черных, ни белых участков, только серые…

Хвосты на гистограммах часто свидетельствуют о шумах в области темных и светлых тонов. Стратегия коррекции изображения может быть выбрана после аниза гистограммы и выявления тоновых недостатков.

Коррекция света и тени

Откройте документ МАТЬ_И_ДИТЯ.tif, который находится на прилагаемом диске. Снимок сделан в солнечный день, при ярком свете, а фотография получась серая, некоторые детали совсем затемнены. Что же нужно сделать, чтобы ис-

править изображение? Было бы удобно сначала посмотреть, в каких тоновых иервалах расположены пикселы изображения, а затем выбрать метод коррекции. Photoshop предлагает такую возможность.

1. Откройте палитру Histogram (Гистограмма). На экране изображение и его "объективный график" - гистограмма. Она отображает распределение пикселов в изображении: по оси Х располагаются тоновые градации, или уровни (levels), в диапазоне от 0 до 255, а по оси Y - количество пикселов каждого уровня.

Как вы видите, в изображении на экране имеет место небольшой "хвост" (рис. 9.9, а ) - отсутствие черной краски и явное преобладание средних тов - в этом и заключается причина нечеткости изображения.

Для измерения тонов изображения необходимо наличие "датчика" и "табло". В качестве "датчика" можно использовать инструмент Eyedropper (Пипетка), а в качестве "табло" - знакомую вам палитру Info (Информация) (рис. 9.9, б ).

2. Включите инструмент Eyedropper (Пипетка) на палитре инструментов.

3. Вызовите постоянного спутника всех инструментов - палитру Options (Питра инструмента), щелкнув дважды на инструменте Eyedropper (Пипетка). Если же палитра на экране, то просто откройте ее.

Рис. 9.9. Фотография, палитра Histogram , панель инструмента Eyedropper (а ); палитра Info (б )

4. В палитре Options (Палитра инструмента) из списка Sample Size (Размер группы) выберите вариант 3 by 3 Average (Усреднение 3 3). Это вариант, при котором будет отображаться усредненная цветовая информация с площи 3 3 пиксела.

5. Откройте палитру Info (Информация). Одна секция должна отображать цветую модель RGB. Если это не так, щелкните на треугольной стрелке рядом с пипеткой на палитре Info (Информация) и в открывшемся списке выберите стветствующую модель. Во второй секции выберите вариант Grayscale (Градии серого). Это позволит вам измерять яркость пикселов независимо от их цвета.

Рис. 9.10. Фотография, палитра Histogram и раздел Levels

в палитре Adjustments для коррекции тонового диапазона

6. В меню Image (Изображение) выберите команду Adjustments (Настройки) и в открывшемся списке выполните команду Levels (Уровни). На экране откроется диалоговое окно Levels (Уровни), в котором представлена такая же гистограа распределения пикселов в изображении, но в этом диалоговом окне можно корректировать тоновый диапазон.

Коррекция света и тени сводится к отсечению краевых диапазонов - самых светлых и самых темных тонов, в которых практически нет пикселов изобра-

жения. Таким образом, существующие тона растягиваются на весь диапазон - тоновый диапазон изображения расширяется. Заметьте, что количество тонов в изображении при растягивании тонового диапазона уменьшается (поскольку изначально их было 256, а часть мы отбросили).

7. Теперь воспользуемся для коррекции шкалой тонов диалогового окна Levels (Уровни). Раздел Levels (Уровни) можно найти на палитре Adjustments (Нтройки), которая приведена на рис. 9.10 для фотографии ДОМ.jpg, которая нодится на прилагаемом диске.

8. В диалоговом окне Levels (Уровни) на шкале Input Levels (Входные значения) переместите черный и белый треугольники (которые олицетворяют черную и белую точки) к основной группе уровней. При этом будут изменяться и цифры в поле Input Levels , отображающие численные значения уровней черного и бого цвета. Добейтесь того, чтобы уровень черного (левое окно поля Input Levels (Входные значения)) был равен примерно 27, а белого (правое окно того же поля) - 221. В принципе можно и непосредственно ввести эти значения в окна для ввода поля Input Levels (Входные значения), но на практике удобнее производить коррекцию, перемещая движки и отслеживая визуально происхящие с изображением изменения.

9. Нажмите кнопку OK . Гистограмма изменилась: если гистограмма из сплошной стала полосатой, то пробелы - это плата за расширение диапазона яркостей. В данном изображении отсутствие пикселов определенных яркостей не сильно сказывается на качестве изображения, но в некоторых изображениях при маимальном расширении диапазона яркостей могут появиться значительные провалы в тонах, потому что этих тонов просто нет. В этом случае вы увидите на изображении "пустые" пятна.

В этом уроке мы поговорим о том, что такое гистограмма, и какую полезную информацию для дальнейшей работы с изображением можно извлечь из нее.
Увидеть гистограмму изображения можно, выбрав в меню Окно - Гистограмма (Window - Histogram).

На первый взгляд, понятного мало. Столько же понимает человек, далекий от медицины, когда видит кардиограмму или энцефалограмму. Но, в отличие от медицинских графиков, с гистограммой все обстоит намного проще. Она служит основным инструментом объективной оценки технических параметров фотоснимка, наряду с палитрой Инфо.

Гистограмма графически показывает распределение пикселей изображения по уровням яркости. Чем выше столбик гистограммы, тем больше пикселей данной яркости присутствует в изображении. Изучать гистограмму можно непосредственно в палитре, либо вызвав команду Уровни (Levels). Для этого нужно нажать CTRL+L.

Гистограмму можно условно разделить на три области: самая левая называется областью теней (Shadows), самая правая - областью светов (Highligts), центральная часть - средними тонами (Midtones).

Также принято различать четвертные градации яркости: света, четвертьтона, полутона, тричетвертьтона, тени . По шкале плотности черного цвета соответственно 0, 25, 50, 75, 100%. В программе фотошоп такая градация применяется в диалоговом окне Кривые Curves).

Основную информацию об изображении получают при выборе в поле Канал (Channel) значения Свечение (Luminosity). При этом на гистограмме отображается только яркостная составляющая. Также в этом поле можно выбирать для отображения другие каналы (красный, зеленый, синий и т.д., в зависимости от того, в каком цветовом пространстве вы работаете).

В строке Среднее (Mean) указывается средневзвешенный уровень яркости пикселей изображения, которое получается путем умножения каждого уровня яркости на число пикселей данного уровня, а затем делится на общее число уровней яркости. Чем выше средневзвешенное значение, тем выше светлота изображения.

В строке Отклонение (Std Dev) указывается статистическое (среднеквадратичное) отклонение уровней тонов. Чем больше отклонение, тем выше контрастность снимка.

В строке Медиана (Median) дано значение тона, разбивающего выборку гистограммы на две равные части. Этот тон является средней точкой данной гистограммы. Половина выборки лежит по одну сторону медианы, половина по другую. Близость значения медианы к значению отклонения говорит о равномерном сбалансированном тоне снимка.
В строке Пикселы (Pixel) показывается общее число пикселей в изображении.

В строке Счетчик (Count) - число пикселей данного тона или тонового диапазона (в точке, куда наведен курсор мыши на гистограмме).

В строке Процентиль (Percentile) показывается процентное число пикселей левее курсора.

На строке Уровень (Level) мы остановимся подробнее. В ней показывается уровень светлоты тона Данные из этой строки используются для расстановки контрольных точек на кривых, что позволяет произвести очень тонкую и точную коррекцию изображения (об этом вы узнаете в одном из следующих уроков). Также из этой строки можно получить данные для некоторого диапазона тонов. Чтобы его выбрать, нажмите левую кнопку мыши и протяните курсор на нужном участке гистограммы. Не отпускайте кнопку мыши.

Выделенный участок гистограммы станет белым, а в строке Уровень отобразится начальное и конечное значения диапазона.

Теперь рассмотрим, как по форме гистограммы определить некоторые типы дефектов.

1. Недоэкспонированный снимок.

Область заполнения пикселями снимка с недостаточной экспозицией смещена влево. Снимки с данным дефектом хорошо поддаются коррекции, но возможно увеличение шума в тенях. Исключение составляют сильно недоэкспонированные снимки, либо снимки, сделанные против солнца. Темные области таких изображений становятся почти черными, в них утрачивается информация о цвете, поэтому восстановить снимки с таким дефектом проблематично.

Снимки, сделанные в вечернее или ночное время, а также снимки изначально темных объектов, где нет светлых областей, недоэкспонированными не считаются (при условии, что на них адекватно изображен соответствующий диапазон тонов).

2. Переэкспонированный снимок.

Случай с точностью, до наоборот. В данном случае на гистограмме не хватает информации в области теней и четвертьтонов. В области светов гистограмма вплотную подходит к правому краю, что указывает на отсечение самых светлых областей.

Искусственная растяжка тонового диапазона до полного приводит к увеличению белых областей, что нарушает баланс цветов. Кроме того, в пересвеченных участках полностью отсутствует информация о цвете, т.е. они имеют чистый белый цвет.

Коррекция переэкспонированных снимков представляет собой одну из самых сложных задач в цифровой фотографии. Обычно сильно переэкспонированные снимки советуют считать испорченными.

Восстановить цвета в светлых областях возможно только при съемке в формате RAW, и то лишь при переэкспозиции не более 0,5-1,5 ступени.
Следует также различать недоэкспонированные снимки и сюжеты, где тени практически отсутствуют, например, портреты в стиле высокий ключ, съемка светлых цветов на светлом фоне, зимние пейзажи.

3. Слабый контраст.

Гистограмма снимка с низкой контрастностью не имеет выраженных пиков, ее площадь ограничена плавной кривой. Хотя, на первый взгляд, на фото представлен полный тоновый диапазон, общий контраст явно недостаточен, что снижает выразительность изображения.

4. Чрезмерный контраст (постеризация).

При чрезмерном контрасте происходит потеря яркостной и цветовой информации, что выражается в изрезанности, появлении разрывов и пробелов в гистограмме. Такие снимки плохо поддаются коррекции.

5. Нормальная гистограмма.

Обратите внимание на полный тоновый диапазон и наличие нескольких резких пиков. Они свидетельствуют о хорошей проработке отдельных объектов и достаточном уровне контраста. Конечно, характер нормальной гистограммы зависит от сюжета съемки и целей публикации. В большинстве случаев на ней желательно иметь полный тоновый диапазон и выраженные акцентированные участки.