葡萄沟的课文:如何用直方图来判断照片曝光的情况

如何用直方图来判断照片曝光的情况

  2010-10-30 15:48:33|

在一些高档消费级数码相机上有很多实用功能，不过很多初级用户对这些功能并不是非常了解，就更别谈很好运用了，今天我们就来谈一个数码相机中较实用的功能——“直方图显示”。 
我们知道，数码相机相对于传统胶片相机一个很大的优势就是即拍即现，拍出的照片立刻就能在LCD液晶屏上回放看到效果。不过现在的数码相机动辄就是400万以上像素，而这些相机所配备的LCD液晶屏往往只有十几万像素，因此这个小小的LCD液晶屏根本不能完全表现出所拍照片的细节效果。特别是因为LCD对于光线并不那么敏感，很多时候拍摄的照片即使过曝或者曝光不足通过LCD也难以反映出来，这里我们就要借助许多数码相机内置的“直方图显示”功能来判断拍摄的相片曝光是否均匀。 
什么是直方图 
直方图是通过在LCD上显示出来的波形参数来确定照片曝光精度的工具，现在许多高档相机在取景的时候就能够看见实时直方图，这在拍摄时是非常好的帮手。通过直方图的横轴和纵轴我们可以清楚地来判断拍摄的照片或者正在取景的照片曝光情况。 
认识直方图 
图１就是一幅直方图，因为在数码相机LCD拍摄不是很清楚，所以我们又借用了PhotoShop中的Imag-Level，看一下画面的柱状图（也就是数码相机中的直方图）增加一点感性认识。 
 
图一
直方图的横轴从左到右代表照片中从黑（暗部）到白（亮部）的像素数量，一幅比较好的图应该明暗细节都有，在柱状图上就是从左到右都有分布，同时直方图的两侧是不会有像素溢出的。而直方图的竖轴就表示相应部分所占画面的面积，峰值越高说明该明暗值的像素数量越多。 
我们看图2，如果直方图显示只在左边有，说明画面没有明亮的部分，整体偏暗，有可能曝光不足。 
 
图2 
而如果出现图3这样的情况——直方图显示只在右边有，说明画面缺乏暗部细节，很有可能曝光过度。 
 
图3 
理解并应用在实际拍摄中 
在拍摄过程中，如果直方图左边部分的都很高，而右边很低，说明画面偏暗，这时你应该增加曝光量（正补偿），反之则应该进行负补偿。通过观看直方图还能判断照片反差度，当直方图中所有影调都聚集在中间，而两边没有直方显示时，这张照片很可能会反差过低，细节将难以被肉眼识别。例如图4，就是反差低的体现。 
 
图4 
相反，如果整个直方图贯穿横轴，没有峰值，同时明暗两端又溢出。这幅照片很可能会反差过高，这将给画面明暗两极都产生不可逆转的明暗细节损失，如图5。 
 
图5 
直方图能够显示曝光不足的问题，这样玩家就可以进行曝光补偿调节，在数码相机上这个过程可以很直观快速地反映出来，最后的效果我们也可以立刻看到。除此之外，直方图还能够显示曝光过度的问题，我们可以进行相应的负补偿，相机通过缩小光圈或者提高快门速度来减少曝光。 
曝光补偿是在测光系统难以做出准确判断的时候的一个调整手段，有些物体和景物是很难通过测光系统进行准确曝光处理的，例如雪景，通常都会造成曝光不足，此时要遵守白加黑减的曝光补偿原则，一般就能拍摄出曝光准确的照片。而对于有实时直方图的机器，我们在拍摄之前通过直方图信息，就可以大概知道该幅照片的曝光情况，节省了拍摄中宝贵的时间。

数码相机拍摄中直方图的说明

   随着数码相机图像处理技术的不断发展，越来越多的相机内置了直方图的功能。虽然对初学者来说，直方图还很陌生，但对于熟悉Photoshop等图像处理软件的用户来说，直方图并不陌生，它与图像软件控制图像明暗变化的图形命令在原理上是相同的。
什么是直方图？
     直方图用来量化曝光量的，能够使我们真实、直观地看出照片的曝光情况，而完全不会受到电子取景器（EVF）或者LCD本身显示效果与实际图像曝光量差异的影响。在Photoshop中，对应直方图的命令就是“Histogram”，中文版成为为“直方图”。
     直方图是这样一张二维的坐标系，其横轴代表的是图像中的亮度，由左向右，从全黑逐渐过渡到全白；纵轴代表的则是图像中处于这个亮度范围的像素的相对数量。当直方图中的黑色色块偏向于左边时，说明这张照片的整体色调偏暗，也可以理解为照片欠曝。而当黑色色块集中在右边时，说明这张照片整体色调偏亮，除非是特殊构图需要，否则我们可以理解为照片过曝。
     有些数码相机在取景时就能调出直方图，这一点对于拍摄时能准确曝光非常的实用。但家用级数码相机一般只能在拍摄以后在回放照片时才能看到直方图，下图就是一张photoshop软件上显示的直方图：

直方图的标准图例

     横轴（X轴）从左往右表示亮度的递增，最左端表示最暗，最右端表示最亮，纵轴（Y轴）从下往上表示像素的增加。一幅比较好的照片应该明暗细节都有，在柱状图上就是从左到右都有分布，同时直方图的两侧是不会有像素溢出。
    

下面结合几幅实际拍摄的照片及其对应的直方图（画中图），说明解读直方图的基本知识。

图-1

     这张照片其实不看直方图也能看出图像曝光过度了，从图-1的直方图也能得到验证，大量的像素都堆积在直方的图的右端。

图-2

     这张照片是严重曝光不足，图-2直方图中的亮部根本就没有像素。

图-3

     从图-3的直方图可以看出，这张照片在暗部和亮部堆积了大量的像素，而中间部分的几乎没什么像素，说明照片对比过于强烈，这样的照片就会丢失很多细节。

图-4

     从图-4中直方图上可以看出，照片整体曝光没有太大的毛病，但局部出现了曝光溢出的情况，注意直方图最右端红圈中的部份。
     我们可以根据直方图显示的曝光情况，然后通过调节光圈、快门、曝光补偿等手段来调整曝光量，从而取得曝光适中的照片。
     通过上面的讲解，大家或许会觉得直方图并不复杂，但是如果要在实际中得心应手地加以应用，就需要大量地练习和观察，不断从实践中获得经验。而了解直方图的含义，更可以为你对摄影作品进行合理的后期处理打下坚实的理论基础。

通过“直方图”了解照片亮度信息

“直方图”是显示图像亮度分布的图表，横轴表示亮度等级，纵轴表示每个亮度等级上的像素分布情况。通过直方图的波形参数可以判断照片的曝光情况，专业的数码单反相机和一些高档数码相机在LCD显示屏具备实时查看“直方图”的功能，借助“直方图”在取景时可以帮助摄影者及时调整光圈和快门以及改变测光方式来获得正确的曝光，如图所示。如果遇上程度较轻的曝光不正常的情况，则可以通过Photoshop CS中文版中提供的直方图工具来进行查看及校正。 

数码单反相机具备实时查看“直方图”功能
　　
　　“直方图”在数码相机的LCD显示屏中代表的含义和它在Photoshop中代表的含义是一致的。在Photoshop CS中文版中执行『窗口\直方图』命令，即可打开直方图面板。

　　在“直方图”调板的右上侧单击小黑三角图标，在展开菜单中选择“全部通道视图”，如图（a）所示，显示全部通道。然后打开本书配套光盘中Chapter 2\Media\2-3\目录下的“素材1.jpg”文件，在“直方图”调板中可以看到RGB复合通道以及红、绿、蓝通道的柱状图。柱状图的横轴代表照片中从暗部到亮部（从左到右）的像素数量（红通道代表红色像素，绿通道代表绿色像素，蓝通道代表蓝色像素，复合通道代表总的像素）。一幅正常的图应该明暗细节都有，在柱状图上就是从左到右都有分布，同时直方图的两侧是不会有像素溢出的。而直方图的竖轴表示相应部分所占画面的面积，峰值越高说明该明暗值的像素数量越多,如图（b）所示 。

（a）显示全部通道 

（b）“直方图”的柱状图
曝光不正常的照片，大致可分为如下4种类型。

A．曝光不足的照片 曝光不足，则直方图左端产生溢出，暗部的细节损失较大。右端（亮部）没有像素或像素很少，亮度不足，如图所示。

曝光不足的相片
　　B．曝光过度的照片 曝光过度，左端像素太少，照片缺少黑色成分。右端溢出，亮部细节损失较大，如图所示。

曝光过度的相片
C．反差过低的照片 反差过低，则层次减少，照片发灰，左端和右端都富余大量的空间，影调集中在中间部分，如图所示。

反差过低的照片
　D．反差过高的照片 反差过高，两端都产生溢出，这将给照片的暗部和亮部都造成不可逆转的细节损失，如图所示。

反差过高的照片
　　 正常曝光的照片，亮度分布在最暗和最亮之间。左端（最暗处）和右端（最亮处）都没有溢出，也就是说暗部和亮部都没有损失细节层次。

　　了解了“直方图”的原理，有助于摄影师在拍摄时获得更准确的曝光，即使略有偏差，也可以在Photoshop中进行调整使之趋向正常。