EOS Техника  

Статистический анализ

Что такое гистограмма, и как её можно использовать в фотографии

Большинство функций цифровых камер либо полностью копируют функции плёночных камер, либо очень близки к ним по сути. Гистограммы - одно из исключений. Если вы занимаетесь статистикой - значит, вы знакомы с этим понятием, а в мир фотографии гистограммы пришли вместе с цифровыми технологиями.

Что такое гистограмма ?
Гистограмма - "один из видов графического изображения статистических распределений какой-либо величины по количественному признаку", говорится в словарном определении. Одно из тех определений, смысл которого понимаешь после того, как увидишь примеры. В статистике диаграммы применяются для того, чтобы числа стали более нанлядными. Простую диаграмму обычно значительно проще понять, чем тучу цифр. Кроме того, диаграмма способна показать взаимосвязь различных цифр, которая скрыта в цифровых данных.

Представьте себе, что вы - учитель, и в классе у вас 30 учеников. На последней контрольной вы поставили им оценки - от 1 до 5. Оценки распределились так: 5 - 4 ученика (A), 4 - 6 учеников (B), 3 - 14 учеников (C), 2 - 5 учеников (D), и 1 - 1 ученик (E). Эти данные можно отобразить так, как показано на иллюстрации - высота каждой колонки отражает количество учеников, получивших соответствующую оценку. Теперь всё становится ясно. Это - простейшая гистограмма. В частности, гистограммы очень полезны для наглядного сравнения данных. Возвращаясь к примеру, учитель может строить эту гистограмму каждый год, после чего можно будет наглядно увидеть изменения в оценках.

Чёрно-белая картина
В цифровой фотографии гистограмма отражает распределение тонов в изображении. Каждый пиксель попадает в одну из 256 групп, где 0 - чёрный, 255 - белый, а все другие числа обозначают различные тона серого. На гистограмме горизонтальная ось обозначает группы пикселей каждой тональности - от 0 (чёрный) до 255 (белый). Вертикальная ось обозначает количество пикселей в каждой группе. На гистограмме вы видите плавный график - хотя на самом деле вы видите 256 вертикальных линий, но они стоят так близко друг к другу, что создаётся впечатление плавного графика.

Но в чём же смысл всей этой информации ? О чём говорит гистограмма ? Как минимум, она может показать вам недо- или пере-экспозицию. Если с левого края гистограммы вы видите много линий - скорее всего, изображение недоэкспонировано. А если справа - то налицо пересвет. Типичное хорошо экспонированное изображение будет иметь гистограмму с основным распределением тонов по центру с уменьшением по краям, слева и справа - хотя и к этому правилу бывают исключения.

Цифровые камеры EOS (кроме серии DCS) показывают гистограмму каждого снимаемого вами изображения. Когда на экран выводится изображение снятого кадра, нажмите кнопку Info, расположенную слева от экрана. Изображение на дисплее изменится, картинка уменьшится, и камера покажет гистограмму, а также некоторые базовые параметры съёмки.

Функция, которую одни обожают, а другие терпеть не могут - предупреждение о пересвете. Если камера определяет, что часть изображения пересвечена, эта область начнёт мигать на дисплее. Эта функция очень полезна при съёмке статичных сюжетов - например, пейзажей. Если часть изображения мигает, вы можете применить компенсацию экспозиции и снять кадр повторно, чтобы привести тона изображения в допустимые рамки. Пользуйтесь этой функцией, и вы навсегда избавитесь от проблемы пересвеченных кадров.

Типичные гистограммы

На гистограммах сюжетов, содержащих множество тёмных тонов, линии сгруппированы слева. Тем не менее, всегда должно быть немного линий в правой части - хотя и небольших - в каждом изображении обычно присутствуют светлые области. Собственно, правильно экспонированное изображение по определению содержит полный диапазон тонов - от чистого чёрного до чистого белого. С помощью гистограммы вы можете это проверить.

На большинстве фотографий есть и тёмные, и светлые тона, но большинство тонов сгруппировано в центре. На гистограмме это выглядит как пик в центре, а слева и справа - значения поменьше. Если вы снимаете на плёночную камеру, вы можете посмотреть гистограмму, сосканировав слайд или негатив в компьютер и открыв изображение в PhotoShop (Image, Histogram).

На фотографиях, где преобладают светлые тона, линии гистограммы будут сгруппированы справа. Однако, по аналогии с тёмными изображениями, у вас должно быть немного линий слева, так как практически в каждом изображении есть тёмные тона. Как видно из примеров, "стандартной гистограммы" не существует. Вы должны сами сопоставить гистограмму со снимаемым сюжетом.

Программное обеспечение
Гистограммы показываются не только на задних дисплеях цифровых камер. Их можно встретить во многих графических программах. К примеру, их показывает программа Canon File Viewer Utility. Но в основном фотографы работают с гистограммами в программе Adobe Photoshop (меню Image, затем Histogram). Вы можете не только просматривать гистограмму по всему изображению, но и отдельно по каждому из слоёв - по красному, зелёному и синему. Гистограмму также можно посмотреть и в меню Image-Adjust-Levels, где вы можете подстроить параметры изображения. Посмотрите, какие бывают гистограммы у разных изображений.

Как же было до этого ?
Если от гистограмм такая польза и жить без них нельзя, то как же без них обходились всё это время ? Единственным помощником был опыт. Нужно было знать плёнку и её динамический диапазон. И было множество ошибок. Цифровые камеры с их способностью показывать изображение сразу после съёмки позволяют нам практически избежать недо- или пересвеченных кадров.

Смотрим на гистограмму

Вот гистограмма изначального изображения - тона в основном тёмные, но есть и светлые области.

Мы сделали изображение более тёмным - линии сгруппировались в левой части гистограммы.

Осветлив изображение, мы потеряли тёмные тона - в левой части гистограммы практически нет линий.

На этих фотографиях показано, что нужно анализировать. Внимательно посмотрите на изначальное изображение с его гистограммой. Вы увидите, что на самом деле в нём есть полный диапазон тонов, хотя изображение выглядит тёмным. На втором изображении показан эффект недостаточной экспозиции. Видно, что гистограмма изменилась и линии сгруппировались к левому краю. Это означает, что детали в теневых областях изображения потеряны. Похожий эффект в правой части означает потерю светлых тонов - это можно наблюдать на третьем изображении с его гистограммой - она сдвинулась вправо. Уже нет глубоких чёрных тонов, так что, хотя осталось множество средних тонов, изображение потеряло контрастность. Как уже замечалось ранее, гистограмма правильно экспонированного изображения состоит в основном из линий по центру, с уменьшением в сторону краёв.

Фотографии - Paul Exton, Geoff Du Feu, Mike Keegan, Billy Stock.
eos.nmi.ru © 2002-2008 Александр Жаворонков