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来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/03 00:33:35
只要正确掌握直方图定义,人人都能用好直方图——以此帖作送各位好友的新年礼物

    开篇:我于12月23日发表了“有关直方图纵坐标的基本概念 ”一帖,又引发一波议论。上一帖之所以光谈了直方图的基本概念,是因为我以为,对于直方图弄不清用不好,绝大多数都是因为基本概念掌握不准,派生出许多似是而非的说法,猜想及错误推论而造成的。故开始就准备用两个帖子分次来谈直方图。间隔一周时间发此帖,一是要给大家留时间,以便能充分弄准直方图的定义和基本概念(这对掌握应用直方图具有决定意义);二是斗室在回复中说,他对他的帖子还在修改和调整,这样就要等等,看看到底他是怎样认识直方图的;三是说我没有读懂别人的帖子,我这就要有时间来细读,更要通过坛友对两贴的回复,看坛友在分别学习两个不同看法的帖子后回复中的反映,来判断两帖在直方图定义,基本概念和应用等方面认识的不同及对坛友的影响,通过坛友看不同两帖后得到的反映和认识,来区分不同的认识和说法是否准确和正确,是否对大家掌握直方图有利,还是相反。

(鉴于直方图的定义和基本概念十分重要,在进入正文前,希望能再次看一下我上一个贴子,同时看以下两个链接:

http://dcbbs.zol.com.cn/57/657_566091.html

http://dcbbs.zol.com.cn/1/7_3450.html

没有事先征得流氓兔XP和水彩2007坛友的同意,还请多加原谅。希望大家再看下有关直方图定义和有关基本概念的这三个帖子,是因为这一周看到的讨论,更加深了在开篇中讲的一些看法。(认为直方图基本定义和概念没有用的人就不必往下看了)

    下面进入此帖正文:(声明:讨论直方图,仅为弄准直方图基本概念,在此基础上能对大家掌握用好直方图有帮助。为讨论,就不能不引用一些坛友的说法,不能不涉及到个人认为的对错,但这些并不是想对被引用到的坛友进行人身攻击和不尊重,一是希望被引用到的坛友能理解,先给您道个歉!二是,别有用心的人也不要挑事,没有用。)

    一周来,斗室的贴子及跟贴的回复,主要观点可归纳为以下四点:

    1)“直方图只是反应亮度的工具,”“直方图是所拍画面灰亮面积变化的曲线,”,“图一、图二的光线环境肯定不会出现图三这样的直方图。”,“ 直方图是所拍画面灰亮面积变化的曲线,取决于你拍画面的灰亮变化状态。”(我个人认为这些说法还是改变了直方图对纵坐标是像素数的基本定义);

    2)“直方图的宽度是由现场光线的光比决定的,光比是指最亮与最暗之比,是比值的概念,不是某一亮度概念。”,“这篇文章太及时了,以前一直不懂两边撞墙的原因(很难调出“正确”的直方图),现在看明白了些,还不全懂,”
(我个人认为这是因为由于1)中所说的原因,因而推论出的似是而非,最让人容易糊涂和迷惑不清的说法);

    3)“不能机械的追求直方图完美,”,“(很难调出“正确”的直方图),”“理想的直方图形是在X轴上“两边见山根””,(我个人认为,这些说法是因1)和2)中原因共同产生的一种对直方图功能的不准确的说法);

    4)“学习了,有没有办法改变直方图的形状?比如拍照的时候,通过调整”,“那是不可能的!直方图是所拍画面灰亮面积变化的曲线,取决于你拍画面的灰亮变化状态。”,“图一、图二的光线环境肯定不会出现图三这样的直方图。如果是欠曝或过曝,只能是直方图整体向左或右偏移,”(我个人认为这是对直方图定义和基本概念的错误理解,进一步搅浑了连带的曝光等参数改变会影响成片后同一亮度像素数的改变这一基本知识,把直方图弄得神秘不可知造成的);

    以上四类错误造成了很严重的后果,那就是已让一些人认为:

    5)“可以完全不用考虑直方图,”“它不会知道人的创作。”,“看了后的感觉,看直方图意义不大,”,(我个人认为,一种观点和说法,因其错误,能造成如此结果,这就必须进行认真讨论了,这也是我要和斗室讨论有关直方图的定义,基本概念和使用的原因)。

     下面我们大家一起来看一张日光直射,树影下,逆光,采用曝光包围拍摄的片子(选此片,是选较为复杂的拍摄环境),看看:在现场“光线”“光比”等所有条件都一样,仅仅改变曝光量(曝光量的改变能改变照片的明,暗调,也就是改变同一亮度值(直方图X轴)下直方图纵坐标的像素数),照片和直方图的变化情况:

( 以下例图,大图为照片变化,下面小图为该曝光条件下对应的直方图)

1)相机全自动设置拍摄,曝光值作为比较的基准,定为EV0:




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  



2)EV+0.3




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


3)EV+0.7



器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


4)EV+1.0




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


5)EV+1.3




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


6)EV+1.7



器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


7)EV-0.3



器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


8)EV-0.7




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


9)EV-1.0




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


10)EV-1.3




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  


11)EV-1.7




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:58:48.16  快门:1/320  光圈:F/7.1  焦距:29毫米  感光度:200  



通过实例,可以看到,同样的场景,同样的现场光线(所有的现场自然条件)都一样的情况下,改变一下曝光值,直方图就在变化。按斗室帖中的说法,这简直不可思议了。

而回到直方图原来原始的定义,这就很好理解,也是预先就能判断估计到的。

通过实例,可规纳出:

      1)当直方图定义是一个坐标系。纵坐标Y由原点0向上代表像素的量,横坐标X(由0到255)表示亮度的级别,亮度分成了256个级别时,每个亮度X轴坐标值对应的图中的点可从其对应的Y轴值反映出该亮度下的像素数。直方图大致可按亮度分成几个区域“暗调、阴影、中间调、亮调和高光”,对同样现场光线,拍不同调子时,直方图是变化的;

      2)直方图纵坐标是像素的数量,所以只要是拍摄时能对曝光有影响的拍摄参数(以曝光为例,可不是说仅仅曝光值能引起变化)设定上的改变,都会或多或少的影响同一亮度下Y轴像素数的变化,这就是同一场景(包括现场光线)能按作者选择拍成高调(亮调),低调(暗调)或中间调(一般也叫正常调)等不同调子的原因;

      3)在胶片机时代,判断照片质量是否满足作者的想法和要求,手段是经冲卷洗相,然后靠人眼观察加上个人经验,对照片予以定性判断。在进入数码摄影时代后,DC和数码单反的取景器和LCD液晶显屏,虽然可以让我们不用冲卷和洗相就可看到照片了,但它们本身受亮度、色彩饱和度以及锐度等显示特性的限制,在对图像的表现上总会与实际存在一定的差异,直接影响我们对照片明暗程度(曝光量等各种拍摄参数)的准确判断和选择,同时也并没脱离靠肉眼定性判断分析完成后照片的局限。技术进步使得我们能够做一种工具,传达给我们照片表象下更多的信息,通过这个工具,使我们能分析拍摄时所设定的各种参数(包括曝光值,白平衡,距离,色温,优化校准等等)对拍摄完成的照片的影响,并达到能定量分析的水平。这个工具就是直方图。

     4)直方图是人为定义并造出的一种工具,就只能按定义,按造这个工具时赋于其所具有的功能来使用。可以依据直方图结合实际图片判断按拍摄者预期想达到的对某一场景拍摄的结果,是否存在参数设置上的问题,问题有哪些,该如何调整拍摄时所设置的参数。但是不能仅仅依据直方图不看图片就说图片有问题。

     5)分析和判断的方法:就是看每个亮度坐标对应的像素数是否和在照片上场景实际亮度该有的像素数大体相符,或和我们想实现的照片风格中各亮度下应有的像素数大体相符(开始可只看RGB通道,进阶可再分别看R通道G通道B通道)。

     6)具体使用中,因拍摄同一场景时能影响直方图同一亮度像素数变化的拍摄参数很多,象上例是曝光值的影响,这该怎么办哪?那就要先抓住主要的影响大的(例如曝光值)。在熟练掌握后,再分别对其它的参数(例如:白平衡,色温,优化校准等等),分别以单项改变,自己用相机和上例一样,实际试一下,总结出哪些参数调整对直方图有影响,哪些没影响;各种有影响的参数哪个影响大,不可忽略;哪个影响小,可忽略;再进阶,就是看多参数组合的影响。这些都做完,恭喜你,不需要知道所谓的直方图理论,你也能用好直方图了,可以说,这些都自己做一遍后,你掌握的直方图知识和使用,基本可称之为炉火纯青了。

     7)不存在所谓的“完美直方图”(很多时候,很多人把大致呈正弦函数分布的直方图叫做完美直方图)。这类似于对于曝光的说法,我个人一直认为不存在正确的曝光,而只有准确的曝光。同一场景,按中间调拍和按亮调或暗调拍,曝光控制是不一样的,若把按中间调拍的曝光叫正确曝光,那么按亮调或暗调拍的曝光就不正确了吗?只要你的曝光按拍片时的设想或要求,拍出了符合要求的片子,就都是准确的曝光。对直方图来说,不但不存在完美的直方图,连好,坏直方图都是没有的。每拍一张片子都生成一张直方图,而直方图只是抛开了图像表层的表现,以真实可靠的定量数据给我们一个可以量化的标准用于修改拍摄各参数以取得想要的拍摄结果(或后期的输出及处理)的工具。只要相机没出毛病,直方图就会忠实的传达给你一张片子的信息。直方图仅仅就是这样一种工具。怎么分直方图的好坏?要说有坏的直方图,只有一种情况,那就是相机出毛病了,直方图反映的有关信息和照片的本身的信息不一样不准了,那也不是直方图不好,而是该去修相机了。强调这一点,是这说法往往把人弄糊涂,进而为想弄明白,就试图从理论出发,拿来一些和直方图本无关系的理论,试图解释直方图,弄清所谓好坏直方图,结果不但弄不明白,反而把直方图弄得从简单变复杂,从易于掌握使用变成十分神秘不会使用了。所以,只要回归直方图原始定义及其原来的概念和使用功能,再来学习直方图,成为一名小有水准的摄影爱好者,对直方图了解和掌握使用是并不难的。

     下边就试举一例,简要说一下具体使用:

图12)为上例同时作为作业让同学做的一个练习,在银杏树下直对太阳拍极端逆光片(以相机全自动设置拍摄的此片定为曝光标准EV0):

12)EV0



器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


13)EV+1




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


14)EV+2




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


15)EV-1




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


16)EV-2




器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


      对以上5种曝光值所拍摄结果的直方图,按每个亮度值所对应的像素数进行分析(分别对RGB,R,G,B通道都要分析),得出若是想拍出中性调子(也就是正常调子),所需要调整的参数设置,(主要调了曝光,同时改变优化校准(是自建的用于逆光下的个人标准),还调了其它几个参数),(不说的原因,是希望坛友们都自己拿起自己的相机,按上边说过的做一遍,这对你掌握和使用好直方图有用。只要自己做一遍,你就也会调了)。

     图17)是调整参数后拍出的照片,从片子和直方图看,都基本符合拍摄所想达到的要求。

17)



器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


而对图16)片子和直方图分析,完全符合暗调的要求(从直方图看,分析各亮度坐标对应的像素数,拍摄参数设置作拍暗调片子和场景情况是基本合适的),结合知道改变色温对直方图的影响大小和作用(改变色温不会对同一亮度下的像素数有大影响),你就可以把色温从阳光直射(5200K)改为相当于白炽灯的色温(3000K),较有把握的在上午9点40分阳光直射时拍出模拟夜景的照片。

17)



器材:尼康 D700 [尼康数码相机]  镜头:尼康 AF-S Nikkor 24-70mm f/2.8G [尼康镜头]
时间:2010-11-03 09:39:55.55  快门:1/800  光圈:F/14.0  焦距:58毫米  感光度:200  


这个例子,若碰上动脑筋的坛友,可能就会联想到,为什么夜景照片往往并不是在真正的夜里拍,而是在傍晚拍,怎么拍了。

 

这说明:直方图在数码摄影当中的前期拍摄和后期处理过程中,极具实用价值。而直方图的使用范围大大超出一些人的想象。

套用一句前几年的流行话:使用数码相机摄影,“直方图不是万能的,可没有直方图是万万不行的!”

2010年马上就要过去了,仅以此帖作为送给各位坛友的新年礼物!恭祝全体坛友新年快乐!身体健康!阂家幸福!

 

为便于理解,以下与斗室老师个别交流一下(本想以短信交流,但字数受限):

     您在帖子中提出:“通过上面的分析可以看出,直方图的宽度是由现场光线的光比决定的,光比是指最亮与最暗之比,是比值的概念,不是某一亮度概念。”我个人认为,确实是在直方图定义和基本概念及使用上出了偏差。

    1)这个说法涉及三个内容:A:“通过上面的分析可以看出,直方图的宽度是由现场光线的光比决定的,”这个偏差容易看出,直方图不是测光表,不是用来测现场光的,只有在拍摄后,针对具体照片才会生成直方图;B:定直方图中最亮像素和最暗像素之间的宽度。我们假设现场光线成像后,照片最亮像素是X轴200处对应的像素,最暗处是X轴100处对应的像素。按直方图原始定义,最亮像素对应X轴200处那点,可以点出来;最暗像素对应X轴100处那点,也可以点出来。直方图的宽度就是X轴(亮度)100—200间的距离;C:若按“直方图的宽度是由现场光线的光比决定的,光比是指最亮与最暗之比,是比值的概念,不是某一亮度概念。”说法,在作直方图时,就不能以像素数做为一个变量,同时也不能以亮度做为另一变量在二维平面坐标系里作直方图了。按B举例子,要是按这说法定义做直方图,求宽度,情况如下:最亮和最暗的光比是200/100=2,这个比值是2,这个2代表的是直方图中的什么哪?意义又是什么哪?这个光比对应的是Y轴(像素数)的哪一点?又对应的是X轴(亮度)的哪一点?一个孤零零的2,只能代表一个数,在二维平面坐标系中连一个点都不代表,也就是说,在直方图中,仅仅用比值2这样一个数,连一个点都没法确定位置,无法画,更谈不到确定两点间的距离(宽度了)。

      2)这些混乱的概念和说法,是由于对直方图定义和基本概念理解的偏差造成的。把一些不同的东西,拉到一起,并试图用一个理论来解释几个不同的东西,是产生偏差的根源。结果就会造成,按偏差的说法,根本连直方图都作不出。