Jak zrozumieć histogram

Zawsze powtarzamy, że zaraz po zrobieniu zdjęcia należy koniecznie zerknąć na jego histogram. No dobrze, ale co mamy właściwie na tym histogramie zobaczyć? I po czym poznać, czy to co widzimy jest OK, czy wymaga poprawki? Ten tekst jest o tym, jak zrozumieć histogram i jak z niego korzystać w praktyce.

Histogram idealny

Tak wygląda histogram powyższego zdjęcia. Idealny jest histogram wznoszący się i opadający równomiernie po obu stronach, kształtem przypominający dzwon. W rzeczywistości takie histogramy zdarzają się rzadko, ale gdy już taki nam się przydarzy, pozostaje się tylko cieszyć: z edycją takiego zdjęcia nie będzie żadnych problemów. Ba, być może nawet żadna nie będzie potrzebna. Tutaj wystarczyło lekko poprawić kontrast, zmniejszyć i wyostrzyć. A wszystko dlatego, że mamy tu łatwe, równe, miękkie oświetlenie bez głębokich cieni.

Histogram to wykres jasności

Aby zrozumieć histogram, przede wszystkim trzeba się przyjrzeć paru zdjęciom razem z ich histogramami. Histogram występuje w aparatach w dwóch odmianach. Pierwsza z nich, prostsza, to szary wykres jasności zdjęcia. Druga, bardziej zaawansowana i bardziej przydatna, to wykres jasności trzech kanałów: czerwonego, zielonego i niebieskiego, utrzymany w odpowiednich kolorach. W obu przypadkach po lewej stronie mamy tony ciemne, po prawej jasne. Wykres przechodzi płynnie od całkowitej czerni (lewy skraj) do czystej bieli (prawa krawędź).



Wysokość słupków mówi z kolei o ilości pikseli należących do danego poziomu jasności. Dzięki niej można się zorientować, który fragment histogramu odpowiada danym obszarom zdjęcia. Nie mamy wpływu na wysokość histogramu. Jeśli w scenie prawie że nie ma obszarów średnio jasnych, to na histogramie w tym miejscu będzie dziura – to normalne, prawidłowe i nie wymaga korekty. Jeśli jest duże, jednolicie jasne niebo, to na histogramie zobaczymy wysoki słup podobnych pikseli. Mamy natomiast wpływ na jego umiejscowienie na osi poziomej.

Do czego dążymy

Podczas fotografowania naszym celem jest zebranie jak najlepszej jakości danych. Końcowy szlif nadamy fotografii na komputerze, w procesie cyfrowego wywoływania. Na razie mamy po prostu zebrać tyle danych, ile się da: zarejestrować możliwie najlepiej i światła, i cienie. Nie wypalać ani nie zaczerniać. W ten sposób pozostawiamy sobie otwartą drogę do przyszłych interpretacji zdjęcia. Gdyby się zdarzyło, że po jakimś czasie nasza wizja danej fotografii się zmieni, zechcemy ją jakoś inaczej pokazać, np. sylwetkowo albo wręcz przeciwnie, jaśniutko – mamy do dyspozycji oryginalne, pełne dane zarówno o światłach jak i cieniach i możemy je edytować zupełnie dowolnie. Dotyczy to również plików JPEG, choć trzeba przyznać, że z RAW-ami reinterpretacje są łatwiejsze. Czy mamy te dane, to ocenia się patrząc na histogram. Jeśli zrozumiesz jak działa histogram, to podczas sesji ocenisz naświetlenie w sekundę, bez konieczności analizy samego zdjęcia. Jeśli chcesz się dowiedzieć, jak zapanować nad ekspozycją zdjęcia, dodatkowe informacje tutaj.

Zrozumieć histogram

Czytanie histogramu trzeba zacząć od informacji podstawowych: stwierdzenia, czy światła i cienie mieszczą się w obrębie wykresu. Po czym to poznać? Otóż jeśli wykres przy obu końcach opada ku dołowi, to znaczy, że jasność pikseli rozkłada się naturalnie: najjaśniejszych i najciemniejszych jest najmniej, a tych średnich więcej. Idealnie białych, czyli wypalonych, nie ma wcale, podobnie jak całkowicie zaczernionych. Na całym obszarze zdjęcia zostały zarejestrowane szczegóły – i tak ma być. Natomiast jeśli okaże się, że histogram kończy się po prawej lub lewej stronie wysokim słupkiem na krawędzi wykresu, to źle – oznacza to, że mamy sporą ilość pikseli białych (prawa strona) lub czarnych (lewa), które żadnej informacji o detalach nie niosą. Jeśli słupek jest z prawej strony, trzeba wprowadzić ujemną korekcję ekspozycji i zrobić drugie, ciemniejsze zdjęcie. Jeśli z lewej – korekcję dodatnią i zrobić zdjęcie jaśniejsze.

To zdjęcie jest zbyt ciemne

To jest poprawnie naświetlone

A to zbyt jasne

Jeśli histogram „wylewa się” z wykresu z obu stron, oznacza to, że kontrast sceny jest za duży i aby zarejestrować całość, trzeba zrobić kilka różnie naświetlonych ujęć by połączyć je później w HDR. Można też radzić sobie ze zbyt dużą różnicą jasności w inny sposób – tu opisujemy 7 technik radzenia sobie z wysokim kontrastem. Są pewne wyjątki od tej reguły, jak na przykład zdjęcia nocne, ale o nich później.

Dlaczego histogram RGB

Większość aparatów może wyświetlać histogram jasności albo kanałów RGB. Jeśli tylko mamy taką możliwość, wybierzmy to drugie. Zobaczymy wtedy po zrobieniu zdjęcia wykresy w trzech kolorach podstawowych, każdy odpowiadający jednemu kanałowi obrazu. Daje to bardziej precyzyjną informację o rozkładzie tonów i rejestracji detali na zdjęciu. Może się bowiem zdarzyć, że ogólny kanał jasności (wyświetlany na szaro) mieści się w obrębie wykresu, podczas gdy jeden z kanałów, zwykle jest to czerwony, jest stanowczo zbyt jasny – kończy się wysokim słupkiem na prawym skraju histogramu. Tracimy wtedy informację o szczegółach obiektów o najcieplejszym zabarwieniu, np. czerwonych kwiatów, ubrań czy żółtawych murów w świetle zachodzącego słońca.

Jak rozumieć ten histogram? W przypadku tego zdjęcia róży, histogram jasności sugeruje, że zdjęcie jest zbyt ciemne: po prawej stronie mamy sporo miejsca, z lewej jest ciasno. Wystarczy jednak rzut oka na wykres kanału czerwonego, żeby zobaczyć, że to zdjęcie nie mogłoby być jaśniejsze. Najważniejsze detale kwiatu są zapisane w kanale czerwonym, a on miękko dochodzi do prawej krawędzi. Aby osiągnąć taką ekspozycję, zastosowano korekcję ekspozycji -1.

Wprawdzie edytory RAW są obecnie w stanie część utraconych z jednego kanału informacji odzyskać na podstawie pozostałych dwóch kanałów, ale jakość obrazu będzie lepsza, a jego edycja łatwiejsza, jeśli od razu przy fotografowaniu dopilnujemy, by żaden z kanałów nie został obcięty.

Jak zrozumieć histogram: mgła

Typowy histogram zdjęcia we mgle jest wąski i wysoki. Jego najwyższe szczyty powinny przypadać na prawą połowę wykresu, bo mgła powinna zostać zarejestrowana jako jasna. By to osiągnąć, zastosowano tutaj korekcję ekspozycji +2/3 EV. Można było ewentualnie rozjaśnić zdjęcie jeszcze o dodatkowe 1/3 EV, bo z prawej strony histogramu jest trochę miejsca – ale tylko trochę.

Z histogramu tego zdjęcia widać, że:

– Na zdjęciu nie ma żadnych tonów bardzo ciemnych ani bardzo jasnych. Wniosek: ekspozycja jest bezproblemowa, ale kontrast słaby.

– Znakomita większość tonów znajduje się na prawej połowie wykresu. Wniosek: mamy jasne zdjęcie, więc obraz będzie stosunkowo czysty.

– Wykres jest wąski i wysoki. Wniosek: tony są mało urozmaicone, niemal cały obszar zdjęcia składa się z dwóch dużych, mało zróżnicowanych grup: trochę jaśniejszej i trochę ciemniejszej. Na kontrastowe detale nie ma co liczyć.

– Kanały RGB są niemal identyczne. Wniosek: zdjęcie jest dość szare, na pewno nie ma na nim nasyconych barw.

– Prawa górka histogramu reprezentuje niebo (najjaśniejszy duży obszar), lewa – deski pomostu. „Ogon” z lewej strony to szpary w deskach, cienie pod ławkami, kubły itp.; generalnie miejsca, w których nie spodziewamy się ujrzeć zbyt wielu szczegółów. Czubek z prawej strony to miejsca jaśniejsze od nieba: niewielkie części ławek. Te informacje mogą być przydatne przy edycji, ale podczas fotografowania nie trzeba się nad nimi zastanawiać – przynajmniej dopóki cały histogram swobodnie mieści się w obrębie wykresu.

Jak zrozumieć histogram: miasto nocą

Zdjęcie nocne, zrobione tuż po zachodzie słońca, gdy niebo zachowało jeszcze kolor, ma histogram nietypowy: z wyraźnym czubkiem z prawej strony, oznaczającym wypalone światła. Ale gdy się chwilę zastanowić, dojdziemy do wniosku, że tak być musi: po co walczyć o szczegóły we wnętrzu latarni? Gdy latarnie są zapalone, gołym okiem też nic w ich wnętrzu nie widzimy. Również lewa, ciemna strona histogramu jest niebezpiecznie spiętrzona przy krawędzi – ale to też normalne. Cienie nocą są po prostu czarne i cześć. Owszem, można by wykonać kilka różnie naświetlonych ujęć i złożyć je w HDR, ale zniszczyłoby to nocny, łagodny nastrój zdjęcia. Lepiej pogodzić się z czernią najgłębszych cieni i bielą lamp. Jeśli tylko tonów pośrednich jest dość dużo, by stworzyć obraz, wszystko jest w porządku.

Z histogramu tego zdjęcia widać, że:

– Większość tonów znajduje się na lewej połowie wykresu, ale na prawym skraju mamy wyraźny pik. Wniosek: Zdjęcie jest ciemne, ale scena zawiera mocno kontrastowe, niewielkie elementy; są to zapewne źródła światła.

– Wykres dla kanału czerwonego jest przesunięty najbardziej w prawo, a dla kanału niebieskiego – najbardziej w lewo. Wniosek: Zdjęcie jest utrzymane w ciepłej tonacji. To typowe dla fotografii wykonanych przy świetle żarowym, a jeszcze bardziej – dla sodowych lamp ulicznych.

– Słupek na prawym skraju histogramu jest na wszystkich trzech kanałach, choć na każdym ma inną wysokość. Wniosek: Najjaśniejsze światła są wypalone do białości, ale na ich obrzeżach można się spodziewać resztek koloru.

– Słupek na lewym skraju histogramu występuje tylko na kanale niebieskim. Wniosek: jeśli się uprzemy, da się uratować detale z cieni, choć można się wtedy spodziewać zwiększonego szumu.

– Szeroka góra pikseli na lewej połowie histogramu reprezentuje większość obszaru fotografii: niebo i ciemny pierwszy plan. Płaski pasek tonów średnich, widoczny najlepiej na kanale czerwonym, to detale oświetlonych fragmentów sceny oraz neony. Czubek na prawym skraju oznacza oczywiście lampy: duży klosz na pierwszym planie, kilka mniejszych w oddali oraz część dekoracji z lampek. Wypalone są tylko źródła światła, zaczernione nie jest tak naprawdę nic, a wypiętrzenia histogramu są wystarczająco szerokie, by zarejestrować detale większości obiektów. To optymalnie naświetlone zdjęcie, a jego histogram jest typowy dla zdjęć nocnych.

Jak zrozumieć histogram: wnętrze z oknem

Spiętrzenie po lewej, czubek po prawej: jeśli na zdjęciu wykonanym za dnia we wnętrzu znajduje się okno, z pewnością nie da się jednocześnie dobrze naświetlić całej sceny. Tak jak tutaj: na pojedynczym zdjęciu pierwszy plan jest stanowczo zbyt ciemny, podczas gdy witraż, a częściowo również jego otoczenie, i tak wypalił się do białości. Na zdjęciu nocnym zwykle nie warto ratować cieni, ale tutaj – owszem. Interesują nas przecież tak detale wnętrza kościoła, jak i barwy szkła w jego oknie. Duże zdjęcie przedstawia gotowy HDR, złożony z sześciu różnie naświetlonych zdjęć składowych. Proporcje jasności zostały zachowane: kwiaty na pierwszym planie, mimo że białe, są ciemniejsze od okna. W ogóle najjaśniejsze obszary to te, które znajdują się najbliżej źródła światła; dzięki temu scena zachowała naturalność.

Z histogramu ujęcia składowego o średniej jasności widać, że:

– Wąskie spiętrzenie pikseli znajduje się na lewym skraju histogramu, a pozostała jego część jest dość płaska. Wniosek: Większość powierzchni zdjęcia jest po prostu bardzo ciemna. Tak ciemna, że różnice tonów są słabiutkie, więc trudno byłoby wyciągnąć detale z tak niedoświetlonych cieni.

– Czubek z prawej strony histogramu wskazuje na niewielki obszar całkowicie prześwietlony. To oczywiście rozeta nad ołtarzem. Wniosek z obu powyższych punktów: trzeba zrobić zdjęcie jaśniejsze, by zarejestrować poprawnie cienie, oraz ciemniejsze, na którym rysunek witraża będzie widoczny.

– Wykres kanału czerwonego jest stosunkowo szeroki, a jego wybrzuszenia sięgają najdalej w prawo. Wniosek: W kadrze przeważają ciepłe tony, z dużą zawartością czerwieni. Drugi wniosek: kanał czerwony jest najbogatszy w detale.

– Pierwsze wypiętrzenie histogramu od lewej reprezentuje zacieniony pierwszy plan i ciemne ławy po bokach. Drugie to czerwony dywan i części murów – najwięcej jest w nich składowej czerwonej, stąd oba wybrzuszenia są wyraźnie rozdzielone tylko na kanale czerwonym. Pełen szczegółów, ale niezbyt duży obszarowo drugi plan jest reprezentowany przez niski poziomy pasek w pozostałej części histogramu.

Jak zrozumieć histogram: kwiaty

Kwiaty, tulipany, róże… i czerwone sukienki. Same piękne rzeczy, a wszystkie sprawiają ten sam problem: najważniejsze szczegóły należą do kanału czerwonego, a jednocześnie kanał czerwony łatwo się na nich wypala. Spójrzmy na histogram: jeśli chodzi o jasność, wszystko wydaje się w porządku. Klasyczny „dzwon” na środku wykresu sugeruje prawidłowe, nawet nieco zachowawcze naświetlenie. Ale gdy spojrzymy na histogram RGB, zobaczymy, dlaczego warto na niego zerkać: kanał czerwony jest przesunięty mocno w prawo, zielony jest z lewej, a niebieski wręcz na lewym skraju. Średnia ekspozycja (jasność) jest poprawna, ale detale na kanale czerwonym nie zostały zarejestrowane jak należy, mimo ujemnej korekcji ekspozycji (-1/3 EV).

Z histogramu tego zdjęcia widać, że:

– Mimo że wykres jasności wydaje się prawidłowy, ekspozycja jest problematyczna z powodu utraty detali na kanale czerwonym. Wniosek: Warto zawsze kontrolować histogram RGB i w razie potrzeby wprowadzać korekcję.

– Kanał czerwony jest mocno przesunięty w prawo w stosunku do zielonego, a jeszcze bardziej – do niebieskiego. Wniosek: Scena zawiera przeważające elementy czerwono-pomarańczowe. Widać to po histogramie, nawet bez patrzenia na samo zdjęcie.

– Kanał niebieski ma wysoki czubek z lewej, ciemnej strony. Wniosek: Są na zdjęciu obszary, które nie mają żadnych detali na kanale niebieskim. Biorąc pod uwagę główny temat w postaci dużego, czerwono-pomarańczowego tulipana oraz zupełnie nieważne tło, nie trzeba się kanałem niebieskim przejmować.

– Kanał czerwony ma lekkie spiętrzenie i czubek z prawej, jasnej strony. Wniosek: Niewątpliwie oznacza to obcięcie kanału, ale popatrzmy na zdjęcie: błyszczące fragmenty płatków pierwszego kwiatu to zapewne „czubek” na kanale czerwonym, a gładki, mocno czerwony obszar nieostrości na drugim planie to spiętrzenie tuż przed tym czubkiem. Jedno i drugie nie jest tak naprawdę problemem – błyszczące krawędzie dodają zdjęciu uroku, a na rozmytych płatkach nikt nie oczekuje szczegółów. Na wszelki wypadek można by zrobić zdjęcie o jeszcze 1/3 EV ciemniejsze, ale nie jest to konieczne.

Rzut oka wystarczy

Wyświetlacze aparatów są wprawdzie coraz lepsze i coraz więcej na nich widać, ale i tak wślepianie się w nie po każdym wciśnięciu spustu migawki jest czasochłonne, rozpraszające, a co gorsza, nie w każdym świetle daje wiarygodny ogląd zdjęcia. Tymczasem histogram jest dobrze widoczny nawet na kiepskim wyświetlaczu w pełnym słońcu, a jego ocena, gdy już nabierzemy wprawy, zabiera dosłownie sekundę. Wystarczy zrozumieć histogram, a potem już jednym rzutem oka możemy sprawdzać, czy zdjęcie jest dobrze naświetlone. Kompozycję i tak lepiej oceniać później, na dużym ekranie.

Próbnik kolorów – gdy chcesz sprawdzić barwę co do piksela

Histogram pokazuje rozkład jasności oraz barw (gdy mamy histogram RGB) dla całego zdjęcia. Gdy jednak potrzebujemy sprawdzić jasność i barwę wybranego piksela, potrzebne będzie inne narzędzie. Wtedy przyda się próbnik kolorów.