Гистограмма в фотографии

Современные цифровые технологии предоставляют фотографам эффективные и удобные инструменты для контроля и анализа результатов съемки. Для этого производители фототехники оснащают свои модели цифровых фотокамер не только дисплеем для предварительной оценки снимка, но и функцией просмотра гистограммы или графиком распределения тонов в изображении, который можно оценить еще в процессе визирования. Казалось бы, зачем нужна гистограмма, если у фотографа и так есть прекрасная возможность оценить готовый результат на экране дисплея? Однако, на самом деле точно сделать выводы о качестве экспозиции очень трудно, ведь даже возможности самых современных дисплеев, используемых в цифровой фототехнике, не позволяют в полной мере отобразить разницу между почти белым и абсолютно белым (или почти черным и абсолютно черным).

В тоже время правильный выбор экспозиции, то есть выдержки и диафрагмы, является одним из ключевых факторов получения качественных фотографий и правильного фиксирования камерой снимаемого сюжета. Поэтому гистограмма приобретает особую важность для любого фотографа, ведь только с помощью нее можно легко удостовериться в верной экспозиции независимо от условий съемки и при необходимости улучшить настройки камеры для будущего кадра. Возможность оценки фотоснимков с помощью гистограммы предоставляют не только современные модели цифровых фотокамер, но и любые графические редакторы, посредством которых можно исправить выявленные недостатки изображения.

Гистограмма в общем виде представляет собой стандартный график, визуально отображающий определенный массив данных. В фотографии гистограмма является столбчатой диаграммой с графическим отображением распределения полутонов в изображении. По горизонтали такого графика располагается шкала яркости от абсолютно черного (0) до абсолютно белого (255), а по вертикали – относительное количество пикселей с конкретной яркостью. Диапазон оттенков каждого изображения представлен на гистограмме в виде последовательных вертикальных линий, растянутых слева направо –  от самого темного до самого светлого. Соответственно, высота каждой линии дает фотографу возможность понять, сколько точек определенного оттенка имеется в данном изображении. Для полностью черного снимка гистограмма будет выглядеть как вертикальный столбик слева, для полностью белого – столбик справа, для снимка с полностью серым оттенком – столбик строго посередине. Для реальной же фотографии гистограмма будет представлена в виде некой кривой. Таким образом, в качестве массива данных здесь выступает само изображение, где каждый отдельный пиксел передает свое значение света, полученное от каждого светового канала. Эти усредненные значения и видит фотограф на дисплее цифровой камеры в виде графика, который позволяет определить тоновые особенности кадра, его общую тональность и уровень яркости.

Как пользоваться гистограммой? Если на снимке будут потеряны либо светлые, либо темные тона, то гистограмма будет соответственно уходить вправо или влево (см. примеры). Сопоставляя изображение на дисплее цифровой фотокамеры с гистограммой можно легко понять, какие конкретно области изображения являются причиной возникновения полос на гистограмме. Если столбики на гистограмме располагаются примерно симметрично по отношению к ее центру, то изображение характеризуется хорошим световым балансом.

Если же подъемы графика смещены относительно центра гистограммы влево или вправо, то фотография отличается слишком темными или засвеченными участками. При этом нужно понимать, что слишком светлое или слишком темное изображение не всегда свидетельствует о потенциально неудачном снимке или не точной оценке экспозиции. Такие особенности гистограммы могут быть вызваны конкретными объективными элементами композиции или особенностями снимаемого объекта. Например, гистограмма зимнего пейзажа

будет по понятным причинам смещена вправо, что не является следствием ошибок в экспозиции кадра. Таким образом, из того, что гистограмма показывает широкие и высокие пики в левой части графика, отнюдь не следует, что изображение необходимо осветлять и наоборот. Фотограф должен самостоятельно определить истинную тональность снимка в зависимости от снимаемого сюжета и данных гистограммы. Тем самым, можно сказать, что не существует «правильной» гистограммы – все зависит от специфики изображаемого объекта или сюжета. Однако, в идеале гистограмма снимаемого изображения должна плавно спадать к краям тонового диапазона, не имея явных разрывов. Главное, в чем должен удостовериться фотограф, наблюдая гистограмму будущего кадра на дисплее цифровой камеры, – это эффективное использование изображением всего тонового диапазона, без срезов и вылетов по краям. Бывают ситуации, когда гистограмма имеет массивные всплески в обеих своих частях, что свидетельствует о более высокой контрастности изображения, то есть о наличии в кадре контрастных по отношению друг к другу, максимально светлых и максимально темных участках. Такие изображения характеризуются ярко выраженной игрой света и тени, что в некоторых сюжетах является только положительным эффектом.

Анализ гистограммы позволяет фотографу выявить определенные недостатки в съемочном процессе и своевременно их исправить. Острые выступы или случайные полосы на гистограмме могут говорить о помехах на матрице камеры, а также, возможно, о том, что какой-то оттенок в снимаемом изображении имеет слишком большую силу. В этих случаях следует внести экспокоррекцию: для смещения гистограммы влево изменения должны быть отрицательными, а для смещения вправо – положительными. Экспокоррекция делается за счет изменения значения выдержки фотокамеры, что повлечет за собой, в свою очередь, изменение глубины изображаемого пространства. Гистограмма предоставляет фотографу возможность увидеть ошибку в экспозиции, передержку или недодержку снимка, тем более что даже в современных моделях фотокамер замер экспозиции может быть не всегда точным, особенно в сложных условиях съемки, а изображение на дисплее слишком мало, чтобы детально оценить отснятый кадр. Контроль и анализ гистограммы в качестве опции фотокамеры полезен в том случае, если фотограф может еще раз повторить кадр, внеся соответствующие коррективы в экспозицию. Это, в частности, портретная, студийная, ночная или предметная съемка, где гистограмма аккуратно покажет все детали будущего кадра, а условия съемки позволят сделать еще один кадр с внесенными поправками. Кроме того, гистограмма помогает и при последующей обработке отснятых изображений в графических редакторах, например, в фотошопе. Не секрет, что порой в погоне за максимально широким диапазоном оттенков фотографу приходится отчасти жертвовать реалистичностью снимаемого изображения, немного искажая световой баланс. Последующая обработка в графическом редакторе с просмотром и анализом гистограммы отснятого кадра позволяет выправить эту ситуацию, точно изменив световой баланс изображения или общую контрастность снимка  за счет добавления темных и светлых областей.

Гистограмма является превосходным инструментом для оценки качества фотографии в целом во время съемки или при последующей обработке в графических редакторах. Гистограмма предоставляет уникальную возможность фотографу избавиться от определенных ошибок в экспозиции и настройках камеры, практически сведя их к минимуму. За счет правильного анализа гистограммы изображения фотограф получает необходимое средство для создания по-настоящему качественных и реалистичных фотографий с определенным тоновым характером изображения, который будет в полной мере отвечать ожидаемой тональности снимаемого сюжета.