Histogram - ocena prawidłowości ekspozycji

Co to jest histogram

Histogram w fotografii cyfrowej jest wykresem, którego oś X zawiera wartości jasności pikseli w obrazie, zawierające się w zakresie od 0 do 255. Oś Y stanowi natomiast liczbę pikseli posiadającą konkretną wartość. Co taki wykres daje w praktyce? Otóż przekazuje nam wizualną reprezentację rozkładu jasności w kadrze – czyli właśnie podstawową sprawę przy ustalaniu ekspozycji.

Ktoś mógłby zapytać, po co komplikować sobie życie – wystarczy przecież podgląd zdjęcia na monitorze! Okazuje się jednak, że monitory najlepszych nawet aparatów nie potrafią dokładnie przekazać faktycznej jasności. Poza tym, jej interpretacja zależy także od warunków wokół aparatu – np. gdy oglądamy zdjęcia w południe, będą wydawać się one ciemniejsze niż w nocy. Użycie histogramu eliminuje wszelkie niejasności, gdyż jego zadaniem jest przekazanie obiektywnej informacji – jak w urządzeniu pomiarowym. Dzięki niemu unikniemy problemów z prześwietlonymi lub niedoświetlonymi zdjęciami, które okazują się być takimi dopiero po ocenie na ekranie komputera. Jak zatem korzystać z tego narzędzia?

Najpierw należy zorientować się, w jaki sposób włączyć histogram w naszym aparacie. Opcja ta nie jest zwykle ukryta głęboko w menu. Najczęściej histogram ujrzymy, zmieniając poszczególne ekrany podczas przeglądania zdjęć. W niektórych aparatach mamy też możliwość włączenia histogramu podczas pracy w trybie Life View. W ten sposób ujrzymy histogram zdjęcia, zanim je zrobimy.

Interpretacja histogramu

Co i jak możemy wyczytać z histogramu? Najpierw należy poznać kilka zasad, które organizują pracę z histogramem. Przede wszystkim należy zapamiętać, że piksele ciemne (cienie) znajdują się z lewej strony wykresu, a jasne (światła) – z prawej. Większość histogramów podzielona jest na kilka części pionowymi podziałami. Przeważnie jeden przedział oznacza skok ekspozycji o 1 EV, czyli cały wykres zawiera się w przedziale ok. 5 EV. Przypominając sobie wiadomości z poprzedniej części cyklu, widzimy zatem, że dane, które nie zmieszczą się na histogramie, będą niedoświetlone lub prześwietlone (jednak nie zawsze niemożliwe do odzyskania). Typowy histogram dobrze naświetlonego zdjęcia, przedstawiającego standardowo kontrastową scenę, prezentował się będzie następująco:

Widzimy tu, że większość pikseli zgrupowanych jest w okolicy środkowego pasma. Łagodnie opadający szczyt wykresu po stronie cieni pokazuje, że fotografia nie będzie zawierać żadnych całkowicie czarnych, niedoświetlonych pikseli. Podobnie sytuacja ma się ze światłami – również tutaj wykres łagodnie dochodzi do skrajnej wartości, nie przekracza jej jednak. Nie będziemy mieli na zdjęciu przepalonych miejsc. Gwałtowne urwanie się wykresu po którejś ze stron skali oznacza, że znaczna część informacji zostanie utracona na skutek niedoświetlenia lub prześwietlenia. Stopień tych strat zależy od konkretnej sytuacji, ale można ogólnie przyjąć, że jest tym większy, im wyżej przebiega ucięcie w miejscu wykresu zawierającym więcej pikseli. W poniższym przykładzie widać mocne niedoświetlenie – utracimy na zdjęciu większość szczegółów w cieniach. Rzut oka na prawą stronę histogramu pokazuje, że zdjęcie spokojnie można naświetlić ok 2 EV mocniej.

A to histogram zdjęcia prześwietlonego:

Kolejny przykład wygląda następująco:

Widać, że na zdjęciu nie będziemy mieli obszarów prześwietlonych i niedoświetlonych. Znaczne odstępy między ostatnimi pikselami zawierającymi informację, a krańcami wykresu oznaczają, że fotografia ta będzie miała niski kontrast, w przeciwieństwie do fotografii następującej:

Tutaj widać mocne obcięcie po obu stronach wykresu. Dopuszczalny kontrast został przekroczony.

Histogram a ekspozycja

Już w tym momencie widać, że histogram zdjęcia jest pomocny w ocenie ekspozycji – pokazuje bowiem w obiektywyny sposób rozkład naświetlenia. Dzięki niemu zobaczymy też utratę informacji, której nie da się wykryć na monitorze aparatu. Przeglądając histogramy wykonanych zdjęć, przyjąć można, że ekspozycja była dobra, gdy histogram będzie prezentował się tak, jak pierwszy z wymienionych wyżej przykładów. Wtedy uzyskamy szczegóły zarówno w światłach, jak i cieniach. Co zrobić, gdy dane przekraczają granicę histogramu? Jeśli korekta ekspozycji nie jest w stanie umieścić ich w całości w ramach dopuszczalnego zakresu, należy – o ile nie jest możliwe zmniejszenie kontrastu, np. doświetleniem lampami błyskowymi – zadecydować, na których partiach obrazu zależy nam bardziej, kosztem utraty detali w innych.

Ogólnie przyjąć można, że lepsze jest niedoświetlenie niż doświetlenie – aparaty cyfrowe rejestrują bowiem więcej detali właśnie w cieniach. Można je potem odzyskać w trakcie obróbki plików RAW. Dopuszczalny zakres prześwietlenia jest znacznie mniejszy, co więcej – dużo ciężej zapanować potem nad prawidłowym odzyskaniem informacji z miejsc prześwietlonych. Dobrze zatem użyć techniki zwanej naświetlaniem histogramu do prawej strony. Polega ona na takim ustawieniu ekspozycji, żeby najjaśniejsze piksele zawierające informację były maksymalnie przesunięte na prawą stronę wykresu. Zdjęcie takie prawdopodobnie będzie zbyt jasne, ale dzięki temu zarejestrujemy – fotografując w formacie RAW – najwięcej danych, które potem będą wymagały obróbki. Sprowadzać się ona może do prostego zmniejszenia ekspozycji w wywoływarce RAW. W rezultacie osiągniemy zdjęcie, które wyglądać będzie tak, jak założyliśmy. Po co więc stosować tę technikę, nie lepiej jest od razu naświetlić  zgodnie z potrzebami? Okazuje się, że w przypadku nieco mocniejszego naświetlenia zdjęcia zyskujemy dużo lepsze detale w cieniach – zmniejsza się problem występowania szumów. Dodatkowo zyskujemy większą elastyczność w późniejszej edycji zdjęcia. Możemy swobodniej manipulować poszczególnymi obszarami zdjęcia w korekcie naświetlania.

To jednak nie wszystkie możliwości. Czasami na histogramie ujrzymy następujący wykres: 

Teoretycznie więc mamy do czynienia z prześwietlonym zdjęciem. Jednak okazuje się, że wszystko jest w jak największym porządku: jest to bowiem fotografia wykonana w wysokim kluczu i nie zawiera wielu informacji w cieniach. Podobnie sytuacja wypada w przypadku zdjęć w niskim kluczu. 

Jak widać, interpretacja histogramu pomaga w ocenie prawidłowej ekspozycji zdjęcia. Jest to potężne narzędzie, dzięki któremu możemy być pewni zamierzonych rezultatów w każdych warunkach.