圖文並茂:僅需一篇文章深度了解直方圖,為曝光做「最佳規劃」

瘋攝     2020年11月13日

數位相機的出現與發展,可以說是攝影領域的一場革新。除了賦予我們圖像一些特殊效果之外,也讓我們高效便捷的拍攝變成了理所當然。對於早期的膠片攝影師來說,想要獲得精準的曝光遠比我們想像的要復雜得多。不管是硬體還是軟體,現代數位相機已經普及的功能都是之前無法想像的。

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在這次技術的革新中,直方圖成為了相機中最有用的工具之一。直方圖給了我們一個易於閱讀的曝光視覺表現,幫助我們快速確立圖像中光的分布。使我們能夠非常巧妙地控制我們的曝光,並給予我們對光線創造性控制。

雖然直方圖有助於評估曝光,但是卻成為了拍攝中最不被理解和使用的工具,一直以來大多數人都對直方圖都存在一定的誤解,在本文我們將系統了解直方圖,並澄清它們。雖然這個概念似乎有點複雜,但是如果你想成為一個更好的攝影師,你需要深入學習直方圖的運用,以確保你的曝光「正確」。

什麼是直方圖

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從數碼攝影發展至今,絕大部分攝影師都沒跳出一個誤區。我們通常認為使用相機LCD和EVF進行預覽照片時,我們可以根據「所見即所得」的理解來評估曝光。但是,這並非完全正確,我們相機的LCD和EVF的亮度都是可以進行調節的。此外,我們也會在白天或夜晚不同的環境中預覽圖像,就像在工作時看電腦螢幕或在家裡看電視一樣,環境光和螢幕亮度以及其他因素都會影響你所看到的圖像。

在預覽時,LCD和EVF對照片的評估僅和景深,銳度,運動模糊有關。當然,如果曝光完全是錯誤的,我們可能會看到一個非常明亮或黑暗的圖像。在對這一誤區的理解中我們也產生了一個問題,如果我們不能相信我們眼睛所看到的東西,那麼我們該如何調整曝光呢?其實數位相機製造商早已認識到了這一問題,所以幾乎市面上所有的相機都為我們提供了直方圖,用來更精確地評估數碼攝影的曝光。

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大多數現代數位相機都有四個直方圖。主要的一個是亮度直方圖,它顯示一個場景的整體亮度,這個直方圖通常是單色的,要麼是黑色圖表上的白色數據,要麼是白色圖表上的黑色數據。另外三個直方圖統稱為色彩直方圖(RGB直方圖),表示傳感器上的紅、綠、藍的敏感像素,這些直方圖通常以各自的顏色顯示。(當您閱讀本文時,可以打開相機的直方圖進行比較,這樣會更容易理解。)

如何閱讀直方圖

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直方圖是圖像中曝光像素的圖表形式,在直方圖中水平(X)軸顯示了圖像的整體亮度,從圖左邊的純黑色到右邊的純白色。如果是8位採樣則有255種灰度,0-255 (0為黑色,255為白色)的每種灰度在圖上都代表一種像素的色調。垂直(Y)軸表示特定色調下的像素數量。

也就是說,圖的左側表示黑色或陰影區域,右側表示高光或明亮區域,中間部分為中間色調(或中灰)。圖表中產生的峰值達到的高度,表示特定色調中的像素數量。

直方圖中左右邊緣的峰值表示該區域細節的丟失,這通常是不可恢復的,特別是在高亮區域。然而,在某些場景中,可能無法將圖形保持在可接受的範圍內。例如,如果你正在拍攝一個具有大光比的場景,這甚至會出現左右兩邊邊緣都出現峰值的情況。

為了有效地使用直方圖,我們需要知道三件事:

如何通過直方圖獲取信息。

你需要意識到你所拍攝的場景的色調範圍。

你的目標是什麼?「恰當」的曝光還是「正確」的曝光。

讓我們把這三件事稍微擴展一下。

如何通過直方圖獲取信息

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通過查看直方圖,我們可以了解到很多關於圖像的信息。

假設您拍了一張照片,並看到圖表主體的大部分向右,這意味著您拍攝了一個「亮色調」的圖像,如果右面邊緣的峰值存在溢出,意味著出現了曝光過度。相反,如果數據大多顯示在直方圖的左邊,說明這是一個「暗色調」的圖像,如果左面邊緣的峰值存在溢出,說明圖像出現了曝光不足。如果您拍攝了一個高對比度場景(同時包括了非常暗和亮的區域),您可能會看到一個U形直方圖。在直方圖上有幾乎無限種組合,不過我們可以拿出一些常見案例進行了解。

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由於在這張圖中有一部分過曝,您可以看到在右邊的直方圖中有一個峰值,並且該峰值頂端溢出直方圖,這表示高光部分為純白,圖像中該區域不包含任何細節。

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正如您在這張圖中所看到的,有一些區域是完全黑色的。因此,直方圖在最左邊產生了明顯的峰值,並且該峰值頂端也溢出了直方圖,這表示陰影部分為純黑。但這也是攝影師想要的,因為它是一張剪影。

注意:如果場景主要為黑色區域,那麼你不應該擔心直方圖會碰到圖的左端,同樣的,如果畫面中有很多白色區域,直方圖也會碰到圖的右端。

此外,為了易於理解,我我們也準備了圖像正確曝光、曝光不足和曝光過度時直方圖的變化。並使用同一的圖像進行比較!

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圖像正確曝光,您可以看到高光區域中的色調值因陰影而異,因為有一些白雲和雪。

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曝光不足的圖像,您可以看到直方圖已經向較暗(陰影)端重疊。

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過度曝光的圖像,直方圖向高光的一端移動,並產生一定的高光溢出。

通過直方圖了解場景中的明暗對比

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色調範圍在不同的圖像之間可能有很大的差異,因此世界上也不會有完美的直方圖讓我們去模仿,直方圖僅僅代表場景中的色調範圍以及攝影師希望傳達的內容。

上面的圖片是一個包含非常廣泛色調範圍的示例,用標記來說明場景中區域在直方圖上的亮度級別。這個海岸場景中只有很少的中間色調,但是在圖像的左邊和右邊都分別有著豐富的陰影和高光區域。當轉化為直方圖時我們也可以看到,直方圖的兩邊都有較高的峰值。

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通常情況下,光線條件並不會像上一個例子那樣極端。在普通甚至均勻的光照條件下,當與適當曝光的對象相結合時,通常會產生一個位於中心的直方圖,在陰影和高光處逐漸變細。除了直接的陽光反射的建築和一些窗口,右邊的船被相當均勻地照亮。

直方圖與「亮色調」和「暗色調」圖像

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雖然大多數相機在自動曝光模式下會產生以中間色調為中心的直方圖,但直方圖中峰值的分布也取決於主題的色調範圍。正如之前我們所提到的,大多數色調出現在陰影範圍的圖像稱為「暗色調」,而「亮色調」圖像中的大多數色調位於高光處。

在照片拍攝之前,評估你的主題是否符合亮或暗的基調是很有用的。由於相機測量的是反射光而不是入射光,所以它們無法評估拍攝對象的絕對亮度。因此,許多相機附加了很多複雜的算法,試圖繞過這一限制。然而這些算法僅在平均亮度的情況下有效,在亮和暗的關鍵場景經常需要攝影師手動調整曝光。如果我們使用相機的自動曝光設置,就會得到下面這組照片。注意平均像素數是接近中間色調的。

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大多數數位相機更擅長再現暗色調場景,因為曝光不足通常比過度曝光更容易被接受(儘管這會降低你的信噪比)。當一個區域過度曝光以至於變成純白時,細節永遠無法恢復。

直方圖是一個很好的工具,可以幫助您了解圖像是否出現了死黑和死白。在一些區域,如鏡面反射的水或金屬,當太陽被包含在畫面中時,一些死黑和死白是可以被接受的。最終這一切取決於攝影師想要傳達的內容。

直方圖與「對比」

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直方圖還可以描述對比度的大小。對比度是對場景中亮區和暗區亮度差異的度量。較寬的直方圖反映的是具有顯著對比度的場景,而窄直方圖反映的對比度較低。在霧中拍攝的照片往往具有較低的對比度,而在強光下拍攝的照片對比度通常較高。對比可以通過強調紋理對圖像產生顯著的視覺影響。如上圖所示,高對比度的水有更深的陰影和更明顯的高光。

「恰當」還是「正確」的曝光

對曝光「恰當」一詞的看法,許多文章都有說。特定的直方圖顯示了適當的曝光量。「適當」是主觀的,但攝影是藝術。如果你的藝術視野是一張曝光過度或曝光不足的照片,而你有意為你的照片造成這種效果,那麼「適當」就是你所取得的成就。

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