|
 Co je to histogram
Histogram není nic jiného, než statistika expozice jednotlivých buněk
senzoru. Zleva doprava je jas od černé po bílou a svislá čára u každého
jasu ukazuje kolik buněk bylo exponováno tímto jasem. Počet buněk přitom
odpovídá ploše snímku a histogram tedy není nic jiného, než odpověď na
otázky:
-
Jak velká plocha snímku je černá?
-
Jak velká plocha snímku je tmavě šedá?
-
Jak velká plocha snímku je světle šedá?
-
Jak velká plocha snímku je zcela bílá?
-
atp.
Histogram tedy umožňuje
velmi přesně a objektivně (nezávisle na kvalitě zadního LCD displeje a
množství okolního světla) zhodnotit expozici snímku a v případě potřeby
přijmout rozhodnutí o expoziční korekci a snímek opakovat.
Tento obraz skládající se ze 28 (7x4) pixelů je tvořen 4 druhy šedé
barvy. Pixely stejné barvy mohou být přeskládány na sebe v pořadí od
černé po bílou. Tím vznikne histogram tohoto obrázku. Výška sloupce
mimo jiné říká počet buněk tedy plochu obrázku, která má danou barvu
(šeď).
Reálný histogram pracuje s 256 hodnotami jasu (šedé) a tak sloupečky
na sebe přímo navazují. Vlevo je vždy černá, vpravo bílá, ve středu
střední šedá. Tvar křivky tedy jasně prozradí, jak na tom s
rozložením jasů obrázek je.
Na fotoaparátu může vypadat histogram různě, princip je ale stále
týž. Fotoaparáty Canon například zobrazují společně s histogramem
přepálenou bílou, kterou označují blikáním.
Často na displeji uvidíte nahoře uříznutý histogram.
To samo o sobě neznamená nic významného ale pouze naznačuje, že počet
bodů daného jasu (šedi) je vysoký. Z hlediska expozice to není chyba -
pouze sdělení, že velká plocha snímku má stejný jas a to může naznačovat
kompoziční chybu, tedy nezajímavý obsah. Velkou plochu může například
tvořit nudné šedé pozadí. Ale to je samozřejmě věc názoru a může to být
zcela prvoplánový záměr!
Toto je příklad "správného" histogramu a "správné" expozice. Křivka
vyplňuje celé pole, tedy obraz používá všechny stupně šedé od černé
po bílou, ve snímku ale není žádná velká plocha černá (podpálená)
ani jednolitě bílá (přepálená). Uvozovky jsou použity proto, že
"správná" expozice podle histogramu je správná jen z technického
pohledu. Subjektivní pohled na snímek může být totiž zcela jiný.
Tento snímek je podexponovaný. Histogram ukazuje mnoho pixelů s
hodnotou 0 - tedy černých, kde již není žádná kresba. Snímku chybí
světle šedé a bílé tóny.
Tento histogram naznačuje přeexpozici. Mnoho pixelů je čistě bílých,
přepálených a tím bez kresby - viz mraky. Snímku zcela chybí tmavé
tóny.
Tento histogram naznačuje vysoký kontrast scény, kde jak černá
místa, tak bílá míst jsou oříznuta a ztrácí se v nich kresba.
Dynamický rozsah scény je větší než možnosti senzoru a nelze dobře
exponovat - vždy to bude kompromis kresby ve světlech, ve stínech
nebo "něco mezi". Pro správnou expozici je třeba řešit scénu -
například filtry, bleskem atp.
Tento snímek naopak postrádá kontrast a je tvořen jen šedými tóny.
Nemá ani černou ani bílou, snímek je mdlý i když dobře exponovaný
(na střed).
Málo kontrastní snímek (viz ukázka výše) není problém v PC pomocí
křivek (Curves) nebo pomocí úrovní (Levels) upravit a kontrast mu
přidat. Histogram snímku po úpravě však bude "děravý", protože
roztažením histogramu na celé pole se některé šedé tóny obskočí a
plynulost polotónů tím utrpí. Není to sice žádné drama, avšak silná
editace může vést až k posterizaci.
Černý a bílý bod
Histogram také říká, jak se reálná scéna promítla do výsledných
čísel poskytnutých senzorem a tvořících digitální fotografii. Přestavte
si scénu, v které najdete nejtmavší bod. Pohledem na histogram zjistíte,
na jaké číslo se tato černá na senzoru převedla. Je to nejnižší číslo na
celém snímku, tedy levý okraj histogramu. Nemusí to být nutně nula -
je-li to například 40, tak nejtmavší bod scény bude na výsledné
fotografii tmavě šedý, ne černý. Tomuto místu na histogramu či na
fotografii se říká černý bod.
Zcela stejně histogram odpoví na otázku, jak je
naloženo s nejsvětlejším bodem na scéně a jak se promítl na výslednou
fotografii. To odpovídá pravému okraji histogramu a opět to nemusí být
čistá bílá, tedy 255. Vzdálenost (rozdíl) černého a bílého bodu potom
sděluje kontrast neboli dynamický rozsah výsledného snímku. Čím dále
budou tyto body od sebe, tím kontrastnější bude snímek. Polohu černého a
bílého bodu určuje právě expozice. Úprava černého a bílého bodu potom
představuje základní nástroj při editaci každé fotografie.
RGB histogram
Některé pokročilé fotoaparáty umožňují vedle jasového histogramu
zobrazit i tzv. RGB histogram. Jaký histogram bude zobrazen se obvykle
volí v menu nebo je současně zobrazen jak RGB histogram, tak i jasový
histogram. RGB histogram má opět zcela stejný význam, ale tentokrát
zobrazuje samostatně statistiku jasu červených, zelených a modrých
buněk, tedy všech tří RGB složek v souladu s logikou Bayerovi masky a
konstrukcí senzoru.
RGB histogram je dokonalejší nástroj na kontrolu expozice než pouhý
jasový, protože umožní samostatně sledovat expozici červených,
zelených i modrých buněk. Některé fotoaparáty (na obrázku Canon)
zobrazují pohromadě jak jasový, tak RGB histogram, některé však RGB
histogram vůbec nenabízejí. Avšak i pozorné sledování "jen" jasového
histogramu poskytne dobré výsledky.
Černý bod např. u zeleného (G) histogramu je místo,
kde je minimální zelená (nemusí to opět nutně být číslo nula) a bílý bod
je vlastně zelený bod, tedy kam se na histogramu v zeleném kanále
promítlo nejzelenější místo scény. Opět to nemusí být nutně maximální
zelená, tedy 255. Ne na každém snímku musí být totiž maximální bílá,
tedy hodnota, kde všechny tři kanály RGB jsou na hodnotě 255.
Histogram je skvělý nástroj zejména u expozičně těžkých scén, kde
náhled na malém barevně nepřesném displeji je k ničemu. Díky RGB
histogramu máte navíc jistotu, že si nenesete domu např. snímek s
přepáleným červeným kanálem, kde potom nastane ztráta kresby.
Naučit se číst jasový histogram a případně i RGB
histogram poskytne maximální kontrolu nad expozicí - takovou kontrolu, o
které se filmovým fotografům ani nezdálo. Výměnou za tento luxus je ale
s digitální fotografií spojen smutný fakt, že digitální senzor je díky
menšímu a striktně omezenému dynamickému rozsahu na správnou expozici
mnohem náchylnější. Je tedy třeba exponovat přesněji a histogram a jeho
mocná kontrolní síla tuto nevýhodu částečně kompenzuje.
Histogram a editace snímku
Porozumění histogramu a dynamickému rozsahu snímku versus rozsahu
scény je i zcela základní znalost pro efektivní a cílevědomou úpravu
fotografií. Máte-li tuto znalost, tak je zcela lhostejné jaký editor
používáte. Ikonky či klávesové zkratky se mohou lišit, ale princip je
stále stejný a jiný být ani nemůže.
Jako příklad se podívejme na opravu podexponované
fotografie, kde světlé tóny (šrafovaná oblast na histogramu) zcela
chybí. Nejsvětlejší zajímavé tóny scény (socha) se mapují jen na
šedou na fotografii (střed histogramu). Nejsvětlejším tónem scény je
sice lampa (ta se proto mapuje v histogramu zcela vpravo, kde je malý
vrcholek u bílé) ale subjektivní lidské hledisko dává logicky přednost
soše. Tato lampa a její jas byl též asi příčinou toho, že automatika při
stanovení expozice takto chybovala.
Podexpozici této fotografie jasně odhalí histogram, i když z
technického pohledu je fotografie expozičně v pořádku - má černou i
bílou.
Pokud by přímo na scéně fotograf kontroloval
histogram, tak problém, že si odnáší domů podexponovanou fotografii z
hlediska zajímavých částí scény jednoznačně odhalí. Navíc má šanci
snímek opakovat a "poradit" automatice lepší výsledek. Zrada je navíc v
tom, že z technického pohledu má snímek bílou i černou a tak je
technicky zcela dobře! Proto ani minilab či jakékoliv automatické opravy
toho mnoho nezmůžou.
K opravě podobných problémů s bílou nebo černou
slouží nejlépe nástroj Úrovně (Levels, Ctrl+L). Jednak je vidět
histogram a současně posuvníky pod ním umožňují označit nový a správný
nejsvětlejší či nejtmavší bod.
Ze snímku i z histogramu je jasné, že bílá nemá být jen lampa, ale
také nejsvětlejší části sochy. Proto je třeba bílý jezdec posunout
vlevo na to místo histogramu, které má být bílé a nyní je šedé
hodnota (135). Jinými slovy na histogramu označíte šedou, která se
převede na bílou a úměrně k tomu se zesvětlí celý snímek.
Posunem černého a/nebo v tomto případě jen bílého
jezdce můžete označit kus histogramu, který se převede na celý rozsah od
černé po bílou. Číslo nahoře (zde 135) současně říká, že jste posuvník
posunuli na šedou kódovanou jako 135 a tato se převede na bílou 255.
Je-li zaškrtnut náhled, je změnu možné současně sledovat na obrázku.
Posunem pravého bílého jezdce doleva označíme část histogramu (jeho
levou a smysluplnou část), kterou si přejeme roztáhnout na celý
černo-bílý rozsah. Původní šedá 135 se tak stane bílou 255 a nový
histogram vyplní celé černo-bílé pole. Logicky ale bude děravý -
některé hodnoty šedé budou díky roztažení přeskočeny.
A takto vypadá fotografie po úpravě. Původně šedé tóny sochy se
posunuly výrazně směrem do světel, tmavé tóny zůstaly téměř beze
změny a lampa je logicky nadále přeexponována v bílé - dokonce
výrazně více, jak je vidět na velké špičce histogramu vpravo.
Důsledkem takového masivního zesvětlení je ale výrazný růst šumu
patrný zejména v tmavých tónech a také „zředění“ histogramu. To
signalizuje, že v roztaženém histogramu jsou vynechány některé
odstíny, které byly při roztažení přeskočeny. Proto je třeba
používat tuto metodu s citem.
Závěr Cílem tohoto seriálu nejsou úpravy fotografií v PC a tak uvedená ukázka
je myšlena jako konkrétní aplikace histogramu v praxi. Histogram je
proto opravdu vynikající nástroj jak na scéně, tak následně u PC. Je
proto nanejvýš rozumné mít na fotoaparátu zapnuté zobrazení histogramu
právě exponovaného snímku hned po zmáčknutí spouště a po očku histogram
stále kontrolovat. Některé okamžiky se totiž již nemusí opakovat a dobrý
histogram vám téměř garantuje dobrou expozici. |
