Гистограммы!? Что за...

Введение

Привет! Сегодня я предлагаю вашему вниманию перевод еще одной очень полезной статьи. Из нее вы узнаете, что же такое гистограмма, какую информацию из нее можно извлечь, и как использовать эту информацию с пользой для себя и своих снимков. Я благодарен автору статьи Аарону Биеберу (Aaron Bieber) за его замечательную статью. Оригинал вы можете прочесть здесь, однако я думаю, что многим будет приятнее получить эту информацию на родном языке. Итак…

Что же такое гистограммы?

Наверняка среди вас найдется кто-нибудь, кто хоть раз смотрел на гистограмму (похожую на ту, что внизу), и думал: «И что бы эта штука значила?». Если такое случалось с вами, или вы просто хотите узнать больше об этом вездесущем и любопытном графике, то вы пришли по адресу.

Сегодня я приоткрою завесу над тем, что же такое гистограмма, как ее читать, и как использовать эти знания, чтобы улучшить ваши работы.

Гистограмма — очень мощный инструмент, который предоставляет мгновенный доступ к такой информации об изображении, которую сложно получить, оценивая его на глаз. Вот, что говорит нам об этом руководство по Photoshop CS:

Гистограмма показывает, как распределены пиксели в изображении, отображая количество пикселов для каждого уровня интенсивности. Она может показать вам, содержит ли изображение достаточно деталей в тенях (им соответствует левая часть гистограммы), в полутонах (средняя часть гистограммы) и светах (правая часть), позволяя сделать правильную коррекцию.

Самое важное для фотографа то, что гистограмма показывает информацию о светах и тенях полностью независимо от возможностей монитора и цветовых профилей.

Прекрасно, оно показывает нам подробную информацию, или что-то вроде того. Но что же именно это означает? Как написано в выдержке из документации Adobe, левая часть гистограммы представляет более темные пиксели в изображении, а правая — более светлые. Высота каждой «полоски» (в гистограмми фотошопа каждая полоска имеет один пиксел в ширину) показывает количество пикселей с такой яркостью, по отношению ко всем остальным яркостям. Это намного проще понять на картинке:

Я последовательно пронумеровал каждую затененную область изображения и соответствующие полоски на гистограмме. Первая вещь, которую вы должны были отметить, то, что полоски гистограммы располагаются слева направо, в то время, как тон становится светлее. Так как освещенность площадей 1, 2 и 3 изменяется на одно и то же значение, то и соответствующие полоски на гистограмме располагаются через равное расстояние. То же самое касается и остальных четырех областей вплоть до семи.

Следующая вещь, которую следует отметить — высота полосок. Как рассчитывается высота этих полосок? Кстати, заметьте, когда вы смотрите любую гистограмму в фотошопе, она масштабируется в высоту таким образом, чтобы не оставлять пустого места. В данном случае прямоугольники 1,2 и 3 занимают по одной четверти изображения, так что количество пикселей на каждой из этих площадей тоже одна четвертая от общего количества пикселей в изображении, однако полоски не занимают четверти от высоты гистограммы. Почему? Потому что здесь нет областей с другим тоном и большим количеством пикселей, чем в любой из областей (1,2 или 3). График масштабируется по вертикали.

Хорошо, ну а почему же полоски с четвертой по седьмую такой высоты? Каждая из этих областей составляет одну четвертую от любой из областей 1,2 или 3 (достаточно лишь взглянуть, чтобы понять это). Поэтому и полоски на гистограмме в 4 раза меньше, чем полоски для областей 1,2 и 3. Что же из всего этого следует?

Просто глядя на эту гистограмму, мы можем увидеть, что изображение содержит 7 градаций серого в диапазоне от полностью черного, до белого. Далее, мы можем увидеть (например), что пикселей с яркостью 4, в 4 раза меньше, чем пикселей с яркостью 3. Просто фантастика!

Что же случится, если изображение содержит гораздо больше градаций? Давайте посмотрим на пример, в котором изображение содержит все переходы.

Будем откровенны, эта гистограмма похоже на то, что вы ожидали увидеть? Я был немного удивлен, увидев тут кривую. Однако это говорит нам о том, как работает инструмент градиент в фотошопе, возможно раньше в этого не знали. (Кстати, в программе The Gimp такой эффект не наблюдается, и гистограмма для градиента там ровная. Примечание переводчика.)

Мы уже сделали первое заключение из этой гистограммы: она содержит каждый оттенок изображения. Мы знаем это, потому что данные начинаются от самой левой границы, и продолжаются до самой правой границы гистограммы без разрыва. Что случится, если один оттенок будет удален?

Самые внимательные из вас заметят два изменения в этой гистограмме. Первое, это несомненный разрыв, который произошел в том месте, где оттенок был удален. Второе, полоска в самой правой части гистограммы, стала длиннее. Почему? Потому что я закрасил серый оттенок белым, и количество белых пикселей удвоилось. Великолепно!

Давайте внесем более радикальные изменения, и посмотрим, как это скажется на отображении гистограммы:

На этот раз, я удалил большую часть темных тонов в нашем тестовом изображении. Заметьте, что гистограмма теперь имеет огромный пробел слева. Не важно, на сколько велико или мало ваше изображение, гистограмма всегда строится в диапазоне от 100% черного, до 100% белого. Так же заметьте, что самая высокая полоска теперь соответствует 100% белому. Это потому, что сейчас в изображении белых пикселей гораздо больше, чем пикселей других оттенков, и гистограмма масштабируется до высоты этой полоски.

Теперь вы должны уметь обращаться с той информацией, что дает нам гистограмма:

1. Диапазон тонов в изображении; содержит ли оно полностью черные или полностью белые тона, и отсутствуют ли тона где нибудь в диапазоне.
2. Какие тона преобладают в изображении; какие полоски в гистограмме касаются самого верха.

Это хорошее начало, но это не сделает вас мастером по обработке фотографий. Давайте взглянем на реальный пример, чтобы понять, как применить к изображению то, что мы уже изучили.

Эту фотографию я сделал на одном из табачных полей в Винсдоре, Коннектикут. Было туманное утро, как вы видите из гистограммы, в изображении совсем нет светлых тонов (об этом нам говорит большой пробел справа). Заметьте также, что и черного здесь немного (кривая гистограммы не начинается непосредственно от левой границы).

Я хочу равномерно осветлить это изображение так, чтобы небо стало белым. Для этого я буду использовать уровни (Levels) (я не буду объяснять здесь, как работает этот инструмент, на эту тему уже написано предостаточно), но вы можете так же использовать кривые (Curves). После того, как я осветлил изображение, оно стало выглядеть так:

По поводу этой гистограммы следует сделать два важных замечания. Во-первых, вы можете удивиться тому, что она полна разрывов. Эти разрывы — побочный эффект расширения тонального диапазона в 8-битном изображении; Фотошоп сдвигает и распределяет тона в изображении, чтобы достичь лучшего результата, но он не делает (не может) пикселов в промежуточными тонами, для заполнения всего тонального диапазона. Это один из поводов для дебатов 8-бит против 16-бит, о которых я может быть напишу отдельную статью.

Во-вторых, вы наверное уже заметили, что в изображении присутствует большое количество чисто белого цвета (самая правая полоска достигает верха гистограммы), и кривая получается как бы «обрезана». Обычно это плохо, потому что говорит вам о том, что вы потеряли детали в тенях. Если это портрет в высоком ключе или вы специально собирались выбелить небо, то считайте, что добились успеха. Я же, не собирался этого делать, поэтому отменю изменения и попробую снова.

Изменения в изображении могут быть очень небольшими и трудно различимыми на вашем мониторе. Это и есть причина появления гистограмм. Читая гистограмму, вы можете сказать что происходит, даже не видя самого изображения. Заметьте, что я не обрезал светлую часть кривой на гистограмме, почти не добавив чисто белого цвета. При этом я заметил, что небо у меня, почти целиком заполнено приятным цифровым шумом, который придает ему монотонность и реалистичность.

Глядя на гистограмму, вы можете быстро оценить, достигли ли вы нужного результата. Если ваша камера умеет показывать гистограмму, то эту оценку вы сможете сделать даже в полевых условиях. Лично я использую гистограмму на моем Canon 5D, практически в 100% случаев. Сначала я фиксирую композицию, а затем сосредотачиваюсь на экспозиции, и гистограмма помогает мне оценить изображение независимо от освещения или точности воспроизведения картинки LCD дисплеем. Это действительно очень полезный инструмент!

На этом наше исследование гистограммы и способов ее использования закончено! Надеюсь, вам понравилось разбираться в том, как работает этот замечательный инструмент, и если у вас остались еще какие-нибудь вопросы, или вы хотите поправить меня в чем-то, пожалуйста, оставляете комментарий!

Автор статьи — Aaron Bieber, перевод — Артёменко Александр.

If you like this article, follow the future updates, using RSS or email subscription.