教你如何通過(guò)直方圖識(shí)別照片的曝光是否(4)

談到曝光，我想，我必須得講直方圖了。首先，我們來(lái)了解一下直方圖。

有的人可能會(huì)說(shuō)：什么？直方圖？我打接觸相機(jī)的時(shí)候就會(huì)用了，這個(gè)有什么可講的？好吧，等我講完了你再講這番話也不遲。

以這幅圖片為例：

先介紹一下直方圖最基礎(chǔ)的知識(shí)吧。

直方圖的橫軸從左到右表示亮度的越高，縱軸從下到上表示像素越多。亮度從0—255。 ? ? ? ? ? 0表示黑，255表示白，如果某個(gè)地方的峰越高，表示在這個(gè)亮度下的像素越多。

拿這個(gè)直方圖來(lái)說(shuō)，它的分布是非常均勻的，說(shuō)明各個(gè)亮度區(qū)間的像素分布是很均勻的。

弄懂了上面這幾句話，你對(duì)直方圖就有了一個(gè)最基本的了解了，但實(shí)際上直方圖的東西還有很多很多。我問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：兩個(gè)直方圖完全一樣的圖片，兩幅圖片的畫面就一定是一樣的嗎？

答案當(dāng)然是NO，因?yàn)橹狈綀D它記錄的是像素的亮度信息，換言之，我們把上面所有的像素都不改變，只是改變它們的相對(duì)位置，直方圖一點(diǎn)兒都不會(huì)改變，但畫面內(nèi)容可能就脫胎換骨了。

理解上面這一點(diǎn)很重要，對(duì)于我們理解直方圖的本質(zhì)有很大幫助。

好吧，上面的都是一些人盡皆知的知識(shí)，下面的才是我要講的。

回到這幅圖。這幅圖右邊有?色階，數(shù)量，百分比?這幾個(gè)參數(shù)，它們的含義是什么呢？

大家打開直方圖，把你的鼠標(biāo)放在直方圖的某個(gè)位置，就會(huì)出現(xiàn)這三個(gè)參數(shù)，它們分別代表：

色階：指針?biāo)诘胤降牧炼�，即從�?mdash;２５５的某個(gè)值。數(shù)量：在這個(gè)亮度下的像素值，比如上面這幅圖的意思就是在１３８這個(gè)色階下，有１９１５個(gè)像素。百分比：當(dāng)前色階在整個(gè)色階中的位置。

好吧，上面這個(gè)還有進(jìn)階的知識(shí)。

當(dāng)你按住鼠標(biāo)左鍵往右拉的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們有變化。

色階：你選取的色階的范圍，比如上面這個(gè)就是從１１５到２１６這個(gè)范圍的色階。

數(shù)量：在這個(gè)范圍下的像素總數(shù)。等等，有人會(huì)說(shuō)，這個(gè)照片的像素總數(shù)才２０７２８４，怎么這個(gè)范圍下的像素就有２２７７２８呢？這不是自相矛盾嗎？

非常好的觀察力，因?yàn)槲沂沁x的ＲＧＢ通道，像素總數(shù)是要乘以三的，后面我會(huì)專門講到各個(gè)通道的。

百分比：這里的百分比就不是位置的百分比了，而是你選取的范圍的像素在整個(gè)像素中的百分比。

好吧，經(jīng)過(guò)上面的學(xué)習(xí)，你又進(jìn)一步了解了直方圖了，但還不夠，還有更復(fù)雜的。

繼續(xù)拿出這幅圖，左邊還有幾個(gè)參數(shù)，平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，中間值，像素。

這幾個(gè)參數(shù)的含義是什么呢？

平均值：平均值越高，照片整體就越偏亮，以128為中間值。

它的算法是：圖像的亮度總值÷圖像像素總數(shù)。拿上面這幅圖為例，它的平均值是１１７，離１２８很近是吧，所以曝光屬于正常型的。

標(biāo)準(zhǔn)偏差：標(biāo)準(zhǔn)偏差是統(tǒng)計(jì)學(xué)名詞。一種量度數(shù)據(jù)分布的分散程度之標(biāo)準(zhǔn)，用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，這些值偏離平均值就越少，反之亦然。標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均值的倍率關(guān)系來(lái)衡量。

標(biāo)準(zhǔn)偏差公式：樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差S = Sqrt[(∑(xi-x拔)^2) /（N-1）]，公式中∑代表總和，x拔代表所采用的樣本x的均值，^2代表二次方，Sqrt代表平方根。

好吧，上面這些都不重要，我們需要知道的是標(biāo)準(zhǔn)偏差與照片畫面的關(guān)系。

標(biāo)準(zhǔn)偏差越大，畫面對(duì)比越明顯，反之亦然。

中間值：將圖像所有像素的亮度值通過(guò)從從小到大排列后，位置在最中間的數(shù)值。即將數(shù)據(jù)分成兩部分，一部分大于該數(shù)值，一部分小于該數(shù)值。（如果有偶數(shù)個(gè)像素，就有兩個(gè)位于中間的數(shù)，取前面的一個(gè)）

中間值的意義在于從另一個(gè)側(cè)面來(lái)反映畫面的整體亮度，是否是過(guò)曝或欠曝。它與平均值互補(bǔ)，不過(guò)沒(méi)有平均值準(zhǔn)確，具體緣由自己體會(huì)。

像素：這個(gè)不多講了，大家都很熟悉的。

看完并理解上面這些，你對(duì)直方圖應(yīng)該是有一個(gè)比較全面的理解了，不過(guò)，想要真正理解直方圖還需要一些知識(shí)。

通道里面分為很多種：ＲＧＢ，紅，綠，藍(lán)，明度，顏色。首先，我們要明白直方圖里面的數(shù)量和像素不是同一個(gè)概念，當(dāng)我們選擇ＲＧＢ通道的時(shí)候，最大數(shù)量值＝像素值×３。而當(dāng)我們選擇其他通道時(shí)，最大數(shù)量值＝像素值

舉個(gè)例子：

在ＲＧＢ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為３１１９

在Ｒ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為９４５

在Ｇ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為１６１０

在Ｂ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為５６４

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，ＲＧＢ通道下的數(shù)量值為Ｒ＋Ｇ＋Ｂ得出來(lái)的。

也就是說(shuō)ＲＢＧ通道實(shí)際上是把Ｒ，Ｇ，Ｂ各個(gè)通道的數(shù)值相加得到的。

而像素是什么？我們是把ＲＧＢ三種顏色最后混合而成的顏色看成一個(gè)顏色，這就是我們所說(shuō)的像素，相信你可以理解為什么在單Ｒ，Ｇ，Ｂ通道下最大數(shù)量值＝像素值了。

同理，ＲＧＢ通道和明度通道也不一樣。

這是ＲＧＢ通道：

這是明度通道：

也許你會(huì)有疑問(wèn)，直方圖不就是反映亮度信息的嗎？為什么ＲＧＢ通道和明度通道下的直方圖還不一樣呢？這是計(jì)算方法導(dǎo)致的。
明度統(tǒng)計(jì)的是每個(gè)像素的復(fù)合值，而像素的亮度值的計(jì)算方法為：30%×R+59%×G+11%×B

這里又與前面的像素相對(duì)應(yīng)了，像素是一個(gè)復(fù)合值，看了前面這么多，相信各位也有些暈了…?堅(jiān)持住，關(guān)于直方圖還有最后一點(diǎn)兒內(nèi)容。

我以紅色通道的直方圖來(lái)講一下。

大家看到這個(gè)直方圖能想到什么？說(shuō)明紅色信息主要分布在中間和暗部，亮部分布不多，單個(gè)通道的直方圖信息對(duì)于我們調(diào)色和糾正色偏有很大的作用。

最后再講一下直方圖的高速緩存級(jí)別。這個(gè)是什么意思呢？先看一下圖吧。

這是緩存級(jí)別為３

這是緩存級(jí)別為１

我就不去講它的計(jì)算原理了，我就直白的講一下：

緩存級(jí)別越高，直方圖生成的越快，但越不準(zhǔn)確（簡(jiǎn)單講一下原理，緩存級(jí)別越高，它就不會(huì)去計(jì)算每一個(gè)像素的值，而是將幾個(gè)像素合并為一個(gè)像素計(jì)算）。如果你需要講緩存級(jí)別改為１，點(diǎn)擊右上角的三角形就行了。

直方圖對(duì)于我們理解曝光有很大的幫助！

比如：

這一幅明顯是過(guò)曝的照片。

這一幅明顯是欠曝的照片。

哇，這一幅曝光正好，高光低光皆有，是正確的曝光。

好吧，如果你信了我上面的話，說(shuō)明你還是沒(méi)有了解到直方圖的本質(zhì)。正如我前面所講的，直方圖它記錄的是像素的亮度信息，換言之，我們把上面所有的像素都不改變，只是改變它們的相對(duì)位置，直方圖一點(diǎn)兒都不會(huì)改變，但畫面內(nèi)容可能就脫胎換骨了。

一定要記住這句話：直方圖它記錄的是像素的亮度信息，其他什么都不代表。

曝光準(zhǔn)不準(zhǔn)確，與亮度分布是否均勻沒(méi)有必然聯(lián)系。

上面三幅直方圖對(duì)應(yīng)的圖片是：

上面這點(diǎn)就是直方圖的局限性，直方圖只反映亮度信息，其他什么都不代表，與曝光正確與否也沒(méi)有必然聯(lián)系。

前面提到了直方圖的局限性，我之所以要先講局限性，是要讓大家不要過(guò)于迷信直方圖，不要在頭腦中形成什么樣什么樣的直方圖才是曝光準(zhǔn)確的，什么樣的直方圖則不是曝光準(zhǔn)確的。

那么直方圖到底該怎么用呢？

答案是結(jié)合拍攝環(huán)境用。

直方圖在攝影中的作用是顯而易見(jiàn)的，特別是在陽(yáng)光強(qiáng)烈看不清屏幕的情況下，你很難判斷曝光是否準(zhǔn)確，這時(shí)候結(jié)合直方圖就能對(duì)曝光作一個(gè)大概的判斷了。

對(duì)于結(jié)合拍攝環(huán)境使用的具體一點(diǎn)兒就是：比如你在拍雪景的時(shí)候，你硬要低光和中間調(diào)都有大量像素，一般情況下是不現(xiàn)實(shí)的。再比如，你在拍烏云的時(shí)候，你硬要高光部分有大量像素，一般情況下這也是不現(xiàn)實(shí)的。

你要結(jié)合你所處的拍攝環(huán)境對(duì)直方圖的形態(tài)有一個(gè)大概估計(jì)，而不是盲目的追求低光，中間調(diào)和高光都有像素，當(dāng)然這需要一定的攝影經(jīng)驗(yàn)的積累。一個(gè)常用的快速提高方法就是，看一些典型環(huán)境下的照片的直方圖。

對(duì)于以上這兩幅照片，大家能明顯感覺(jué)到不同，但不同之處在哪里呢？這時(shí)候我前面講的直方圖的知識(shí)就派上大用場(chǎng)了。

下面分別是兩幅圖片的直方圖：

平均值：第一幅略高。證明第一幅的平均亮度要高一點(diǎn)兒，不過(guò)這點(diǎn)兒差距基本上不太影響畫面效果。

標(biāo)準(zhǔn)偏差：第二幅明顯高，這意味這什么？意味著第二幅照片的畫面對(duì)比效果更強(qiáng)烈。

中間值：一樣的。

再觀察直方圖本身：第一幅的直方圖更窄，特別是陰影部分的像素明顯較第二幅更少，為了更加準(zhǔn)確的得到結(jié)果，我們對(duì)像素進(jìn)行計(jì)算。

大家可以看到：第一幅色階從0—70（低光）的數(shù)量為61701，百分比為6.01。而第二幅為92054，百分比未8.96，明顯第二幅低光部分的像素更多，且在畫面中所占比例更大，再看一下藍(lán)色通道：

明顯第二幅藍(lán)色通道的像素分布范圍更廣，無(wú)論是低光還是高光都比第一幅多，這也就是為什么第二幅的天空比第一幅藍(lán)的原因。

以上內(nèi)容是對(duì)我之前講的直方圖知識(shí)的一個(gè)運(yùn)用，如果熟練掌握了的話，對(duì)于調(diào)色和識(shí)圖（識(shí)別后期手段）是很有幫助的。那么怎么用直方圖來(lái)判斷曝光呢？

以這幅圖片為例，這是在白天拍的風(fēng)景，它的平均值為145，為正常范圍。直方圖是連續(xù)的沒(méi)有間斷，證明亮度變化平緩，符合白天風(fēng)景的特征。標(biāo)準(zhǔn)偏差正常，其實(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏差并沒(méi)有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，它可以作為你校對(duì)處理前后圖片的一個(gè)參考數(shù)據(jù)。低光，中間調(diào)，高光的百分比正常，符合白天風(fēng)景的特征。

藍(lán)色通道平均值為178，因?yàn)樗{(lán)色主要集中于天空，所以較整體水平偏高，也屬正常。

另：對(duì)于曝光這種東西本來(lái)就不適宜將其完全數(shù)據(jù)化，沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)的正確曝光值。不是說(shuō)平均值一定要為多少，百分比一定為多少，直方圖一定要怎樣才是曝光準(zhǔn)確，它只是一個(gè)參考，是一個(gè)工具。

曝光是否準(zhǔn)確還要結(jié)合你的拍攝意圖來(lái)判斷。比如你想拍LOMO，這時(shí)候你就不能用正常的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)衡量了，因?yàn)長(zhǎng)OMO的標(biāo)準(zhǔn)偏差普遍較高。比如你想拍日系，你也不能用正常的平均值來(lái)衡量，因?yàn)槿障档钠骄灯毡檩^高，因此，曝光是否準(zhǔn)確一定要結(jié)合你的拍攝意圖來(lái)進(jìn)行討論。

最后，多相信自己的眼睛，如果自己喜歡，哪怕在別人看來(lái)曝光可能不準(zhǔn)，也隨它去吧！

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