© Makláry Zoltán 2019. Kérem, hogy oldalam megtekintését a főoldalon kezdje! Telefon: 30-4088109 e-mail: maklaryz11@t-online.hu

7. fejezet: Hisztogram

Ha egy fényképet technikai szempontból szeretnénk értékelni, akkor könnyen elbizonytalanodhatunk. Sokszor még azt is nehéz eldönteni, hogy a kép világos vagy sötét, netán pont megfelelő tónusokkal rendelkezik. Amikor egy képet a monitoron értékelünk, a látásunk és az egyéb körülmények könnyen megtéveszthetnek minket. A tévedésünknek számos oka lehet, kalibrálatlan, vagy gyenge monitor, a monitor környezetének világítása, a környezeti tárgyak nem semleges színvilága, az emberi látás általános sajátosságai, saját látásunk tökéletlensége, vagy esetleg más tényezők. A képfeldolgozó programokkal tudjuk korrigálni a képeket, de ehhez nélkülözhetetlen a megbízható képértékelés. A leggyakoribb probléma, ha a szoba, ahol a képfeldolgozást végezzük, ablakokkal is rendelkezik, ez esetben másmilyennek látjuk a képet napos időben, borult időben, és megint másnak esti világításnál. Igényes képkorrekciót pedig csak azonos, állandó körülmények között lehet végezni.

De mit tehetünk, ha már a saját szemünknek se hihetünk? A képértékeléshez jó lenne valami olyan matematikai segítséget kapni amely a szubjektív tévedési lehetőségeket kizárja. Ez a segítség a hisztogram. Ha a hisztogram tulajdonságait megismerjük, akkor már a felvételkor is értékelni tudjuk az elkészült kép hisztogramját, és a fényképezőgép beállításait ennek megfelelően tudjuk korrigálni. Tehát a hisztogram nemcsak a képfeldolgozás során, hanem már a fényképezéskor is döntő segítséget nyújt.

A hisztogram egy statisztikai függvény, amely a képpontok relatív számának alakulását mutatja a világosságértékek függvényében.

A hisztogram sok-sok oszlopból áll, az oszlopok magassága pedig a az adott világosságértékez tartozó képpontok számával arányos.

Mivel a hisztogram lefutása a képet alkotó pontok világosságértékétől függ, minden egyes kép hisztogramja más.

A könnyebb megértéshez elsőként vegyünk egy fekete fehér képet, és nézzünk meg a hisztogramját:

A hisztogram vízszintes tengelyén a képpontok világossága van feltüntetve, a függőleges tengelyen a függvény magassága pedig az adott világosság értékhez tartozó képpontok számával arányos. Egy 8 bites színmélységű kép világosságtartománya 0-255 ig változhat. Ezért a hisztogram bal oldala a fekete, 0 értékkel indul, és a jobb oldalon a 255-ös fehér értékkel végződik.

Ezen hisztogram bal oldalán láthatjuk, hogy a fekete tónushoz tartozó képpontok száma nem sok de nem is elhanyagolható, vagyis a képen vannak fekete képrészek. A képet nézve pedig látjuk, ha nem is zavaró mennyiségben, de valóban előfordulnak részlettelen fekete képrészek.

A 64 – 128 tónustartományba esik a képet alkotó pontok egy jelentős része. Vagyis a képnek az égboltot nem tartalmazó része egy kicsit sötét tónusú. A képnek vannak világosabb részei is, ezt láthatjuk a hisztogram 192-es világosságértéke körül. A képen az égbolt nagy világos felülettel, sok képponttal van jelen. Ezt mutatja a hisztogram 235-245 értékek körüli kicsúcsosodása. A csúcspont magas értéke mutatja, hogy a képen sok ilyen világosságú pont van, vagyis a tónusszegény világos égbolt relatíve nagy felületű. A görbe jobb szélén, a 255-ös világosságérték körül látjuk, hogy a képen részlettelen fehér tónusok is vannak, de nem számottevő mértékben, vagyis a kiégett fehér képrészek területe nem zavaróan nagy.

Egy fénykép hisztogramja meglehetősen bonyolult, és a hisztogram lefutása minden egyes felvételnél másképpen alakul. A hisztogram létrejöttét és tulajdonságait ezért bevezetésként néhány rajzolt kép segítségével mutatom be.

1. Az első kép egy üres fehér felület. Alatta látható a hisztogramja, mely a jobb oldalon egy egyszerű tüske.

2. A második kép egy egyenletes világos tónusú szürke felület. Ennek a hisztogramja is egy egyszerű tüske, de már nem a jobb szélen a fehér tónusoknál van, hanem ettől kissé balra helyezkedik el, a világos szürke tónusnak megfelelően.

3. A harmadik képnél a fehér háttérre három, sötétszürke, középszürke, és egy világosszürke négyzetet rajzoltam. A hisztogramon első baloldali tüskéje a legsötétebb négyzet leképeződése. Ez a tüske alacsonyabb is a többinél, mert a sötét négyzet területe a legkisebb. A középszürke négyzethez tartozó hisztogramrész a második tüske. A balról harmadik tüske a legvilágosabb négyzethez tartózó összetevő. A jobb szélen levő tüske a fehér háttérhez tartozik, és a legnagyobb magasságával jelzi, hogy a fehér háttér képpontjaiból van a legtöbb.

4. A negyedik kép szintén világosszürke hátterű, de rajzoltam bele egy kört, amit folyamatos tónusátmenettel töltöttem ki. A berajzolt körhöz tartozó domb szerű hisztogram szélessége mutatja, hogy itt már egy folyamatos tónustartományról van szó. A jobb oldalon pedig a szürke háttérnek megfelelő tüske látható.

Nézzük a további képeket:

5. Az ötödik képet egy tónusátmenet alkotja a sötét szürkétől a világos szürkéig. A hisztogramja is ennek megfelelő, mivel nincs a képen fekete, a hisztogram sem a bal oldali kezdőpontból indul. A világos jobb oldalon pedig nem éri el a fehér tónusnak megfelelő jobb oldali határt.

6. A hatodik kép ugyanaz, mint az ötödik kép, csak 90 fokkal elforgattam. Ezért a hisztogramja is teljesen azonos a előző kép hisztogramjával, hiszen a hisztogram nem ad semmi információt arról, hogy egy adott tónusú képponthalmaz a kép mely részén helyezkedik el.

7. A hetedik kép egy világosszürke tónusátmenetet mutat. A hisztogramja a világos tónustartományt mutató, jobbra eltolódott görbe. Ennek a hisztogramnak a bal oldala üres, mivel a képen nincsenek fekete, vagy sötét tónusok. A jobb szélen sincs összetevője, mert a képen nincsenek fehér vagy a fehérhez nagyon közeli tónusok.

8. A nyolcadik kép úgy keletkezett, hogy a hetedik képbe egy sötétebb tónusátmenetű ellipszist rajzoltam. A hisztogram bal oldalán megjelenik az új képelemnek megfelelő hisztogram rész.

Remélem a fenti képekkel sikerült érzékeltetnem, miként is jön létre egy valóságos kép hisztogramja.

Természetesen a színes képeknek is hasonlóképpen van hisztogramjuk, mert a hisztogram nem a színekről, hanem a képpontok világosságértékéről szól.

Mivel a színes kép vörös–sárga–kék RGB színösszetevőkből áll össze, és ha indokolt, a színösszetevők hisztogramját külön is megnézhetjük. Ennek szükségessége akkor merül fel, ha kétségünk van a színhelyességet illetően. A felvételkor a színes hisztogram összetevők értékelése segít minket e fehéregyensúly beállításában.

Ha már így megismertük a hisztogramot, nézzünk egy valós képet:

Szent István Bazilika - Budapest:

A hisztogram bal oldali szélén láthatjuk, hogy vannak fekete képpontok, sőt valószínű hogy részlettelen fekete képrészek is vannak.

A felvételen is látjuk, hogy a fák alatti képrészek meglehetősen sötétek. A hisztogram többi része kiegyensúlyozottnak tűnik, a kép tónusai jók.

A hisztogram jobb oldala szépen lecseng, nincsenek kiégett fehér képrészletek. A fotón is látszik, hogy a felhők nem égtek ki, szép tónusosak.

A következő kép főként sötét tónusokból áll. A hisztogramja is ezt tükrözi. Láthatjuk, ha egy kép hisztogramjának súlypontja a baloldalon van, az még nem minden esetben jelenti azt, hogy a kép alulexponált.

Érdemes megfigyelni, hogy a hisztogram bal széle nem vágott, hanem szinte lefut a nulla értékre.

Ez azt jelenti, hogy nincsenek részlettelen bebukott fekete képrészek, vagyis a sötét részek is átrajzoltak, tónusosak. A hisztogram jobb oldala szinte a nulla érték körül fut, jelezve, hogy a képen egy-két csillogó felületet leszámítva nincsenek világos tónusok.

Nézzük a következő képet:

A hisztogram kiegyensúlyozott, minden tónus szerepel rajta, sem a sötét oldal, sem a fehér oldal nincs vágva. A kép is tónusgazdag, sem a fekete képrészek nincsenek bebukva, sem a világos képrészek nem részlettelenek.

Azt érdemes ismételten megemlíteni, hogy a fényképezőgépen megjelenített hisztogram csak a beépített kis méretű, nézegető JPG kép hisztogramját tükrözi. Ha RAW formátumban dolgozunk, számottevő információ kerül rögzítésre a hisztogram görbén kívül is. Ha szakszerű képfeldolgozást végzünk, akkor nagyban javíthatók a sötét, részlettelennek tűnő feketék, és némileg javíthatóak a kiégettnek tűnő világos képrészek is. A sötét részek mintegy két-három fényértékkel, kiégett képrészek körülbelül egy fényértékkel (egy rekesszel) javíthatóak. Mivel a világos oldalon sokkal korlátozottabb a hibajavítási lehetőség, ezért a túlexpozicióra, illetve a világos képrészek kiégésére fokozott figyelmet kell fordítani.

Ha a képfeldolgozás során már kiismertük a hisztogram tulajdonságait, akkor már a felvételkor úgy tudjuk módosítani az expozíciós és a fehéregyensúly paramétereket, hogy később minél kevesebb utófeldolgozásra legyen szükség.