Fotografujeme s DSLR (9) - Histogram

Měření expozice a kompenzace expozice – obojí nám pomáhá kontrolovat expoziční stránku snímku a zároveň nám umožňuje adekvátně reagovat v různých světelných situacích. A když je řeč o měření i vyrovnávání (kompenzaci) expozice, nelze opomenout ještě další klíčovou věc – a tou je histogram! Jedná se o graf, sloužící ke zpětné kontrole správně/nesprávně exponované fotografie.
Moderní digitální zrcadlovky (bezzrcadlovky i některé kompaktní fotoaparáty) mají většinou hned dva typy histogramů – jasový a barevný (RGB) histogram. Prvně jmenovaný je pro nás klíčový (z hlediska kontroly správné expozice). RGB histogram nás zajímá hlavně co se týče barevnosti – možných přepalů v jednotlivých barevných kanálech (červený, zelený, modrý).

A začneme bezproblémovým, jasově dobře vyváženým snímkem: všimněte si, jak se nám histogram krásně vejde do grafu, nikam nám „neutíká“. Nějak takto by tedy mohla vypadat jasově i barevně rozumně vyvážená fotografie.
histogramy: vlevo/dole = barevný / RGB; vpravo/dole = jasový / greyscale – „šedá škála“
(šedý-jasový histogram je vlastně součtem barevného-RGB histogramu).

Co je histogram a jak pracuje

Jedná se o grafické znázornění odstínů šedé na snímku. V běžném 8-bitovém zpracování je digitální snímač schopen zaznamenat 256 odstínů šedé, což – upřímně – není mnoho! Jasový histogram pracuje pouze s „černobílým záznamem“ snímku, barvy ignoruje. Jas každého obrazového bodu je vlastně součtem jednotlivých kanálů (R + G + B). Umíte-li v histogramu číst, máte vysokou pravděpodobnost, že dokážete také správně exponovat – bez zbytečných přepalů i podpalů. Podle výsledného grafu můžete zároveň snadno odhadnout, jak snímek případně expozičně „doladit“ (proto je velice praktická kombinace histogramu a expoziční kompenzace).

„Čtení“ v histogramu není nic těžkého:
vlevo je černá (0), vpravo je bílá (255), uprostřed šedá (128)
Horní snímek: jak vidíte, je hodně jasově kontrastní – převládají v něm černé odstíny (cca 2/3 – levá část histogramu) ale najdeme tam i spoutu bílé (cca 1/3 – pravá část histogramu) – pro svatební fotografie nic neobvyklého.
Dolní snímek: jasově vcelu dobře vyvážený, avšak zde naopak převládají odstíny šedé! Černé je tam také hodně a zde už to jde lehce do podexpozice (nicméně lze to ještě snadno „dohnat“ – buď kompenzací expozice přímo na místě a nebo dodatečnou úpravou v PC)

Kompletní eKniha (rozšířené vydání), kde najdete vše o focení digitální zrcadlovkou:

245 stran, 340 fotografií, 26 kapitol (autor: Martin Hájek)

Martin Hájek (autor, foto a text)

A jak by měl vlastně histogram správně vypadat?

To je relativní! Ideální histogran je mýtus (takový prostě neexistuje). Vždy musíme brát v úvahu konkrétní histogram, vztahující se ke konkrétní scéně.

Jinak bude vypadat histogram blondýnky na sněhu – kde převládají jasy, histogram bude situován hodně vpravo.
Zcela jiný bude histogram černocha v tunelu – převládají stíny, histogram bude situován převážně vlevo.
Jiný bude histogram potoka v mlžném ranním oparu – histogram uprostřed, s převahou šedých odstínů (snímek bude mdlý, nekontrastní, s nízkým dynamickým rozsahem)

Nahoře: Portrétní fotografie ve světelně dobře vyvážené scéně! Máme problém? Nikoli! Nejlepším důkazem je histogram (nižší kontrast, měkké světlo převládají šedé tóny ale vyvážení je dobré)…
Dole: (auto)portrét ale situace diametrálně odlišná! Výrazně dramatická scéna – záměrně podexponovaná, s jasnou převahou černých tónů (obrovský kontrast, tvrdé, bodové světlo)

Histogram náhledový vs živý?

DSLR disponují standardně histogramem „zpětným“ (lze kontrolovat histogram jen u pořízených snímků), nicméně dnes se již zcela běžně setkáme s tzv. živým histogramem – součástí živého náhledu (LiveView), kde lze zobrazit histogram i přímo v průběhu fotografování, tedy nejen při prohlížení snímků.
Kompaktní fotoaparáty, CSC – systémové kompakty (Nezrcadlovky) a dnes také většina moderních digitálních zrcadlovek je vybavena „online“ histogramem, zobrazujícím aktuální náhled právě snímané scény.

Noční fotografie: Logicky převažují tmavé tóny. Ale díky světlům vzniká opět scéna s obrovským dynamickým rozsahem (neboli velkým rozdílem mezi nejsvětlejší a nejtmavší částí obrazu) – sahající až za hranice možností digitálních snímačů! Histogram to potvrzuje: hodně černé (alespoň 1/2), minimum šedé (max 1/4) a zároveň i něco jasů (též max 1/4). Snímky tohoto typu nutno silně podexponovávat (např. Kompenzací expozice) či fotografovat přímo v manuálním režimu. Posléze většinou též nutné výraznější PC úpravy!

Světla vs. Stíny

Přepálená bílá, stejně tak i podpálená černá jsou limitní hodnoty, při jejichž dosažení již digitální snímač fotoaparátu nic nezobrazuje (nezaznamenává žádnou kresbu). Proto jsou zde výsledkem přepaly (čistě bílá – pravá strana histogramu) nebo podpaly (levá strana histogramu – černá).

Přepal – histogram „nacpaný“ úplně vpravo = neboli místo bez jakékoliv kresby (v RGB reprezentaci se značí: 255, 255, 255).

Podpaly nejsou většinou tak „dramatizovány“ jako přepaly ale výsledek je stejný. Obecně však platí, že lidské vnímání reaguje dráždivěji na bílé přepaly než na podexponovaná místa. Jako typický příklad uveďme přepaly oblohy, které jsou nepěkné a často znehodnotí jinak třeba i povedenou fotografii. Většina fotoaparátů však už dokáže vizuálně signalizovat přepaly (některé fotoaparáty i podpaly) přímo na displeji (blikáním přeexponovaných, resp. podexponovaných oblastí ve snímku).

Důležité !!
Přepaly ani podpaly nejsou samy od sebe vyloženě špatně. Naopak někdy nám mohou paradoxně pomoci – přidat na atmosféře. Záměrná pře/pod-expozice tedy může být stejně tak dobře silným výrazově-kreativním prvkem!

Problém silně kontrastních scén nehrozí jen u nočních (či jinak expozičně extrémních) snímků! Také v běžné každodenní krajince se s tím tu a tam můžeme setkat (typicky východy a západy slunce ale někdy i běžná, denní scenérie). Digitální snímač má omezený dynamický rozsah, a občas zkrátka není schopen zachytit všechny jasy i stíny ve fotografované scéně. Řešením jsou fotografické filtry (přechodový cirkulární), funkce “HDR” (kterou disponují některé DSLR – např. Sony Alfa), a nebo PC (série snímků s rozdílnou expozicí a jejich následné “složení v jednu fotografii”)…

Střed histogramu = střední šedá

Střední šedá nám odráží 18 % dopadajícího světla. V 8-bitové RGB reprezentaci je vyjádřena jako „128 – 128 – 128“. Střední se ji říká proto, že zkrátka leží ve středu stupnice mezi černou a bílou.

Přepal lze většinou eliminovat přímo na scéně posunem expoziční kompenzace do záporných hodnot (viz histogram – celý se nám posune vlevo).
Pakliže se nám to nepovede nebo na to zapomeneme, ještě není vše ztraceno. Přepal lze opravit také až dodatečně v PC (snímáme-li do RAWu, tak to jde snadno a beze ztrát; v JPG formátu jsou možnosti značně omezené a je to vždy víceméně na úkor kvality, tedy se ztrátami). Proto se vyplatí průběžně sledovat histogram a reagovat změnou kompenzace expozice.

Kompletní eKniha (rozšířené vydání), kde najdete vše o focení digitální zrcadlovkou:

245 stran, 340 fotografií, 26 kapitol (autor: Martin Hájek)

RGB histogram

Problémem jasového histogramu je, že nám vlastně ukazuje vždy jen součet jednotlivých barevných kanálů: červený + zelený + modrý = R G B. Snadno tak může dojít ke „schovanému“ přepalu v některé ze tří základních barev (RGB). Nejčastěji se tak děje hlavně v červeném kanálu, neboť je náchylný, navíc rudé barvy je všude dost (v přírodě i v lidské tváři – pleťovce).
Pokud je některý z kanálů (např již ona rudá barva) tzv „na hraně“ – RGB = 255 + 200 + 50, máme v červené barvě přepal, na jasovém histogramu ho ale nepoznáme, neboť z pohledu jasového histogramu (z jeho „černobílého pohledu“) je součet (průměr všech tří barev) v pořádku.
Přepal v libovolném barevném kanále se projeví stejně jako u černé nebo bílé – daná barva (zde tedy červená) prostě „dojde“ a tím ztrácí jakoukoli kresbu a detaily.

Doplnění:
Často s tím bojuji v makrofotografii při focení například květin: růží, vlčích máků, chryzantém atd., kde povrch květin není – vlivem přepalu v „rudé barvě“ – strukturovaný, ale vypadá spíš jakoby „z umělé hmoty“.