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看不懂直方圖?用單反的你趕緊學起來

看不懂直方圖?用單反的你趕緊學起來

直方圖有兩個主要用途,一是在前期指導我們最優化的記錄下原始信息,二是在後期幫助我們重新平衡相片各區域的亮度分佈。

今天要為大家講述的,正是直方圖的前期應用,如何參考直方圖拍攝一張曝光合理,而且能最多、最好地記錄下原始信息的照片。

1.直方圖是什麼

對照片執行去色操作后,你會得到一張黑白圖片,記錄的只是當時環境的亮度分佈:

畫面的亮度由兩個因素決定,一是物體本身的亮度,反射陽光的積雪很亮,而深色的絨帽就很暗;二是我們所控制的曝光參數。

而直方圖正是一種不受色彩干擾,只顯示畫面明暗分佈信息的,幫助我們合理調整曝光參數的輔助工具。

2.直方圖的含義

在習慣上,人們把照片的亮度分為0到255,共256個數值。

其中0代表純黑色的最暗區域,255表示最亮的純白色,而中間的數字就是不同亮度的灰色。

這256個數值,從暗到亮又大致可以歸入黑色-陰影-曝光度-高光-白色5個區域:

其中曝光度(中間調)是照片的中間亮度區,這塊區域里影調非常的豐富和細膩,大量細節都在這種適中的亮度下表現了出來;

兩邊的陰影和高光分別對應了照片的較暗和較亮區域,雖然他們細節沒有曝光度區域那麼細膩,但是仍然儲存了大量的信息。

我們經常說提高陰影,降低高光可以找回照片的細節,就是把這兩部分區域的亮度接近中間調,從而讓和過渡和層次變得細膩起來;

最靠外的黑色是照片中最暗的區域,白色是照片中最亮的區域,這些區域里基本沒有任何細節,但黑色和白色區域的像素給照片製造了對比和反差。

當我們用橫軸代表0-255的亮度數值,豎軸代表照片中對應亮度的像素數量,這個函數圖像就被稱為亮度直方圖。

一般的數碼相機,都可以在拍攝前的顯示屏取景預覽窗口,或者拍攝完成後的照片瀏覽窗口中,設置直方圖的查看選項,可以參考相機的說明書進行設置。

說完了直方圖的含義,接下來該說說直方圖的具體應用了。

直方圖的作用主要有三個:發現照片中的過曝和欠曝區域;提示環境亮度反差是否超過了相機的寬容度;幫助我們向右曝光。

3.1 發現過曝和欠曝區域

我們拍攝照片的時候,相機就通過快門曝光,把現場環境的實際亮度映射到了0到255的照片記錄區間上。

一張最理想的曝光應該如下圖,直方圖如同正態分佈曲線一樣:

在白色和黑色部分有少許的記錄,一些像素分佈在了陰影和高光區域,但更多的像素還是在直方圖中部的中間調範圍。

一旦我們曝光參數設置不對,照片就會欠曝或者過曝,體現在直方圖上就是一側有大量空白,另一側卻像素溢出被直方圖的邊緣切斷。

一張嚴重過曝的照片直方圖會像下圖這樣,直方圖右側被直接切斷,255的純白亮度值那含有非常多的像素:

這意味著天空中紅圈裡亮度很高的部分,由於相機寬容度的原因,只能以純白色的形式記錄在照片里,細節全部丟失了;

同時,照片的暗部也沒有多少像素,說明我們並沒有完全利用照片記錄信息的空間。

這個時候就需要通過降低曝光補償,縮小光圈,降低ISO,加快快門速度的方式來減小曝光。

類似的,一張欠曝的圖片,最右側0值的純黑區域也有大量的像素存在,嚴重欠曝時像素會溢出並被直方圖的邊緣切斷。

3.2 提示環境光比是否超過相機寬容度

如果直方圖的白色和黑色區域並不是空白,又同時出現過曝和欠曝現象,則意味著環境的光比太大,超過了相機寬容度。

這時候,無論你怎麼調整曝光參數,相機都無法記錄所有畫面信息,你需要使用漸變灰濾鏡或者包圍曝光法等手段,來平衡光比。

例如,這張馬六甲清真寺的照片,如果想記錄下暗部區域的枯木細節,則亮部的太陽周圍天空全部過曝溢出,一片死白:

如果要表現亮部的細節,超出相機寬容度的暗部又全部以0值的死黑色記錄了下來,丟失掉所有的細節:

結合直方圖與畫面的實際狀況,我判定環境光的亮度差已經超過了相機寬容度,光調整曝光參數已經無濟於事,必須降低光比。

於是我使用包圍曝光法,同時拍下上面的兩張圖片,這樣圖片亮部和暗部被分別記錄在了兩幅圖裡;

再在後期環節用蒙板將兩張圖片進行合成,這樣亮暗部信息都被反映在了新的圖像中:

3.3 「向右曝光」的最佳標尺

相機記錄信息的時候會產生噪點。在較亮區域,因為記錄下的光線多,所以噪點並不明顯。而在較暗區域,相機記錄的光線信號很少,噪點就會一下子突顯出來。

特別是如果後期再對暗部提亮,噪點就會更加明顯。這種情況我們稱之為「信噪比」(晶元收到的光線信號與晶元本身噪點數量的比值)太低。

為了提高照片的「信噪比」,2003年攝影師 Michael Reichmann提出了「向右曝光」的概念,被專業攝影師廣為推崇。它的大致意思是:

在照片亮部不溢出的情況下,讓照片中的像素盡量的記錄在更亮的區域內。也就是直方圖盡量的靠右,讓白色區域總是存在一些像素。

普通曝光(左)與向右曝光(右)

用通俗地語言說,向右曝光就是在照片不過曝的前提下,把它拍亮些——因為噪點在高亮的照片中很不明顯。

只需要在後期環節把這張看起來有些亮的照片調回正常的亮度,你就會發現,它的噪點要比正常曝光的照片少,畫質也更好。

我們來看個例子。這是一張「正常曝光」的照片,像素主要是分佈在直方圖的中間,體現晨霧的朦朧。

但拍攝的時候,我使用了向右曝光。原圖的直方圖有點「偏右」,我強制讓直方圖最右側部分進入了白色區域:

從肉眼上看,這張圖是過曝了;但我從直方圖上可以判斷出它的白色部分並沒有溢出,畫面信息並沒有丟失,後期壓暗就行。

從這個例子可以看出,由於人眼對高光比較敏感,很多實際上並沒有過曝的照片,人眼看起來卻是過曝的。

而直方圖可以幫助我們準確判斷「看起來過曝」的照片是不是「真的過曝了」,這對我們使用向右曝光技巧十分有幫助。

只要你的直方圖最右側沒有堆積大部分像素,基本上可以判定,這並不是那種嚴重到沒法後期挽回細節的過曝。

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