Histogram – mocný nástroj digitální fotografie

23. prosince 2005
TWEET SDÍLET
Histogram – mocný nástroj digitální fotografie
Digitální fotografie nám přinesla mimo jiné i funkci „histogram“. Toto poněkud abstraktní slovo bychom mohli nahradit výrazem sloupkový diagram jasu. Je to jediná globální informace o obrázku. Jeho pochopení a správné využití je zásadní pro posouzení kvality expozice a jasového charakteru snímku. Poslouží i při dodatečné editaci fotografie.

Histogram je grafické zobrazení velikosti plochy (počtu bodů) jednotlivých stupňů jasu od bílé (R,G,B=255) po černou (R,G,B=0). Na vodorovné ose je 256 bodů (0-255), které odpovídají počtu odstínů od černé vlevo po bílou vpravo. Na svislé ose je znázorněn počet pixelů příslušného jasu v obrázku (není zde stupnice). Výška sloupců v histogramu znázorňuje, jakou plochu v obrázku jednotlivé odstíny zabírají. Není to tedy přesný počet obrazových bodů daného odstínu, spíše kolik plochy odstín zabere ve srovnání s jinými částmi (odstíny) obrázku.



Max. velikost Max. velikost

V levé části jako by chtěl histogram pokračovat dál ve světlých tónech, ale už mimo dynamický rozsah fotoaparátu. Na fotografii je patrná ztráta kresby v nejsvětlejších tónech.

Histogram je garfické zobrazení poměrového zastoupení jasů všech obrazových bodů. Pro 8 bitové zobarzení má každý kanál 256 odstínů červené (R), 256 zelené (G), 256 modré (B). Jejich kombinací získáme 256x256x256 = 16 777 216 barev (viz článek Co je rastrový obrázek z digitálního fofoaparátu). Celkový jasový histogram je složen ze tří histogramů jednotlivých RGB barev, které ukazují rozložení příslušné barvy v obraze.

Platí vztah: celkový jas = 0,299R + 0,587G + 0,114B

Jednotlivým barevným složkám je přiřazen různý vliv na jasovou hodnotu. Součinitele jsou zjištěny empiricky podle citlivosti lidského oka na barvy. Barva s větší zelenou složkou bude pro lidské oko světlejší než s modrou. Tomuto způsobu výpočtu jasu se říká také světlost nebo luminace.
Např. barva RGB (85,159,53) celkový jas = (85x0,3+159x0,59+53x0,11) = 125 barva RGB (53,56,159) celkový jas = (53x0,3+56x0,59+159x0,11) = 66 v prvním případě do celkového jasu hodně „přispěla“ zelená a v druhém případě do celkového jasu málo „přispěla“ modrá.

Někdy se používá méně sofistikovaný způsob určení celkového jasu: jas = 1/3R+1/3G+1/3B Celkový jas se určí jako prostý aritmetický průměr jasů jednotlivých barevných složek.



Max. velikost Max. velikost

Na celkovém jasovém histogramu není patrné, že fotografie postrádá kresbu v červených tónech. To lze vyčíst z histogramu červeného kanálu (R).

Druhy histogramů

Rozeznáváme dva druhy histogramů. Lepší přístroje zobrazují i histogramy jednotlivých RGB kanálů.

  1. Reálný histogram daného obrázku se zobrazí na dispeji fotoaparátu před expozicí snímku. Tento typ histogramu podporují kompakty vyšší třídy a EVF zrcadlovky.
  2. Náhledový histogram daného obrázku se zobrazí na dispeji fotoaparátu při prohlížení pořízeného snímku. Tento typ histogramu podporují kompakty střední třídy, EVF elektronické zrcadlovky a DSLR zrcadlovky, které nemohou vzhledem ke své konstrukci zobrazovat reálný histogram. Samozřejmě histogram obrázku uloženého v PC zobrazený editorem je také náhledový.

Existuje jakási aplikace části histogramu kdy se na displeji fotoaparátu zabrazí přímo v daném obrázku jeho přeexponovaná místa (např. blikají černě) a podexponovaná místa (např. blikají bíle) buď u reálného nebo náhledového obrázku. U histogramů, které generují editory, někdy bývá pod vodorovnou osou proužek s gradientem znázorňující příslušné jasy a další číselné statistické údaje.

Správně exponovaná fotka



Max. velikost Max. velikost

Histogram je roztažen na celé ose. Nechybí světlé ani tmavé tóny. Na obou stranách je histogram pozvolna ukončen. Jasové hodnoty se „vešly“ do dynamického rozsahu snímače fotoaparátu.

Statistické údaje (Photoshop CS):

  • Střední hodnota (Mean) – průměrná hodnota jasu ve všech bodech. Tato hodnota může být od 0 do 255. Pokud je menší, než 128, převládají v obrázku tmavé tóny a pokud je větší, než 128, převládají tóny světlejší.
  • Odchylka (Std Dev) – udává rozptyl intenzit od střední hodnoty v obrázku. Čím je tato hodnota větší, tím je obrázek bohatší na různé stupně jasu. Čím je tato hodnota menší, tím na obrázku převládají plochy stejného jasu.
  • Median (Median) – je téměř shodný s Mean. Bere v úvahu pouze ty hodnoty jasu, kde se vyskytuje nenulové množství obrazových bodů. Čím se více blíží Median a Mean, tím je histogram vyváženější.
  • Obr. bodů (pixels) – celkový počet všech bodů zahrnutých do histogramu
  • Úroveň (Level) – úroveň jasu na který je v histogramu umístěn kurzor
  • Počet (Count) – počet obrazových bodů o daném jasu nebo jasů. Jedná se o úroveň jasu, na který je v histogramu umístěn kurzor, prípadně jasů, kde kurzorem v histogramu označíme při zmáčnutí levého tlačítka myši jasové úrovně. Hodnota ukazuje počet obrazových bodů v obrázku těchto jsových úrovní.
  • Percentil (Percentil) – počet obrazových bodů v % od jasu 0 do jasu, kde je umístěn kurzor. Při zmáčknutí levého tlačítka myši je možné označit část histogramu a pak je to počet obrazových bodů v % všech označených jasů.
  • Počet úrovní (Cach level) - udává, zda je histogram vypočítáván z reálných obrazových bodů (hodnota 1) nebo z údajů ve vyrovnávací paměti Photoshopu (hodnota větší než 1). Výpočet z reálných bodů je přesnější, ale pomalejší.

U Photoshopu CS se při editaci fotografie (např. úprava světla-stíny, úrovně, křivky aj.) původní histogram zobrazí světleji než nový histogram po editaci. Je to velmi praktické řešení, protože můžeme srovnávat foto před a po editaci.

Velmi kontrastní snímek



Max. velikost Max. velikost

Snímač fotoaparátu nebyl schopen zaznamenat rozsah jasů fotografované scény.
V nejsvětlejších i nejtmavších partiích je obrázek bez kresby. Křivka histogramu není na obou krajích plynule zakončena u vodorovné osy

Témata článku: Technika, Technologie

Určitě si přečtěte

Deset bezzrcadlovek, které byste chtěli pod stromeček

Deset bezzrcadlovek, které byste chtěli pod stromeček

Bezzrcadlovky jsou skladné a výkonné fotoaparáty s možností výměny objektivu podle fotografické situace. Připravili jsme přehled nejlepších bezzrcadlovek, které stojí za zvážení.

35 Helena Vyplelová

Canon EF 70–200 mm F2,8L IS III USM – smysluplná evoluce (test)

Canon EF 70–200 mm F2,8L IS III USM – smysluplná evoluce (test)

Canon představil v loňském roce novou verzi teleobjektivu EF 70–200 mm. Sám Canon jej nazývá „moderní klasikou“. Jde o třetí generaci dobře známého a dlouho úřadujícího děla se světelností F2.,8 po celém rozsahu.

Jakub Jíra

9 jednoduchých fotografických triků, na doma i ven

9 jednoduchých fotografických triků, na doma i ven

Ani během pošmourných zimních dní nemusejí fotografové zahálet. Tradiční, osvědčené fotografické postupy si mohou zpestřit několika zajímavými experimenty, aniž by bylo nutné investovat do drahého studiového vybavení…

1 Helena Vyplelová

Ceny TIPA 2019 potvrdily nadvládu plnoformátových bezzrcadlovek

Ceny TIPA 2019 potvrdily nadvládu plnoformátových bezzrcadlovek

Redakce odborných fotografických titulů vyhodnotily nejlepší produkty, které během minulého roku obohatily fotografický trh. Vítězné kategorie potvrzují dočasný ústup digitálních zrcadlovek ve prospěch profesionálních plnoformátových bezzrcadlovek.

15 Helena Vyplelová

Lomogon 32 mm F2,5: kovové retro s dokonale kruhovým bokehem

Lomogon 32 mm F2,5: kovové retro s dokonale kruhovým bokehem

Lomography představuje prostřednictvím kampaně na Kickstarteru objektiv Lomogon s pevným ohniskem 32 mm a světelností F2,5. Od široké nabídky podobných objektivů se novinka odlišuje především netradičním systémem clonění pomocí disku.

5 Helena Vyplelová

Leica Q2 láká na vysoké rozlišení, 4K video a odolné provedení

Leica Q2 láká na vysoké rozlišení, 4K video a odolné provedení

Druhá generace plnoformátového kompaktu se světelným objektivem na sebe nechala čekat přes tři roky. Inovace však nejsou malé – takřka dvojnásobné rozlišení a možnost kvalitního záznamu videa

3 Petr Březina

Fotografie týdne: V mlžném lese

Fotografie týdne: V mlžném lese

Lesy mají od nepaměti své speciální kouzlo a magickou přitažlivost. Jsou pro nás spojené s fenoménem dostupné přírody, do které můžeme vyrazit z města, s jistým dobrodružstvím, ale také meditačním či estetickým zážitkem.

Michal Černý

Yongnuo YN450: další detaily k chystané chytré bezzrcadlovce s Androidem

Yongnuo YN450: další detaily k chystané chytré bezzrcadlovce s Androidem

Fotoaparát s funkcemi mobilu a možností výměny objektivů? S takovým konceptem se nyní snaží prorazit čínská společnost Yongnuo. Model YN450 je vybaven operačním systémem, 4/3 snímačem a bajonetem Canon EF.

7 Helena Vyplelová