© Makláry Zoltán 2017 .... 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 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 a fényképezéskor és a képfeldolgozás során 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 kép hisztogramját:

Lánchíd fotók

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 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.

Mivel minden egyes fénykép hisztogramja más, egy valós felvétel hisztogramja meglehetősen összetett, a hisztogram tulajdonságait bevezetésként néhány rajzolt kép segítségével mutatom be.

hisztogram

Az első kép egy üres fehér felület. Alatta látható a hisztogramja, mely az ábra jobb oldalán egy egyszerű tüske.

A második kockánál a fehér alapra már egy középtónusú szürke kört rajzoltam. Itt a fehér háttérhez tartozó jobb oldali tüske továbbra is megvan, de a hisztogram közepén megjelenik egy másik tüske, amely a szürke kör képpontjait jellemzi.

A harmadik képnél a fehér hátteret kicseréltem világos szürkére. A hisztogramon pedig követhető, hogy a hátteret jellemző tüske már nem a hisztogram jobb szélén a fehér tónusnál van, hanem kissé balra tolódott a világosszürke értékhez.

A negyedik kép szintén világosszürke hátterű, de a kört már egy tónusátmenettel töltöttem ki. Az egy tónusú, homogén hátteret továbbra is egy a háttér világosság értékéhez tartozó tüske jellemzi. A berajzolt körhöz tartozó kiszélesedett hisztogram viszont mutatja, hogy itt már több tónusértékről van szó, és mivel az egy-egy tónushoz tartozó képpontok száma alacsonyabb, a hisztogram magassága is lecsökken.

Nézzük a következő képeket 5-8-ig:

hisztogram

Az ötödik képen látjuk, hogy két átmenetes kör van, mindkettőhöz tartozik egy-egy hisztogramrész. A kisebb, sötétebb kör hisztogram összetevője a bal oldalon, a sötétebb tónusoknál látható és alacsonyabb értékeket vesz fel, mert a sötétebb kör mérete kisebb. A világosabb kör tónustartománya szélesebb, ezért a hozzátartozó görbe is szélesebb, és magasabban is fut, mert ez a kör nagyobb, több képpontot tartalmaz.

A hatodik képen még egy sötétebb kört berajzoltam, ezzel a sötét képpontok viszonylagos száma megnövekedett, ez pedig a hisztogramon a sötét képrészekhez tartozó függvényérték megnövekedését okozta.

A hetedik kép egy monitor ellenőrző tábla, amely a fehértől a feketéig egy tónuslépcsőt mutat. A hisztogramja pedig egy tüskehalmaz, minden tónushoz tartozik egy tüske.

A nyolcadik kép a hetedik képből jött létre úgy, hogy egy világos tónusátmenetű kört rajzoltam bele. Láthatjuk, hogy a hisztogramon meg is jelenik a körnek megfelelő tónustartomány.

Akkor következzen a 9-12 kép:

hisztogram

A kilencedik kép nem sok újat mutat, középen láthatjuk a középszürke háttérnek megfelelő tüskét. A hisztogram bal oldalán pedig a sötétebb tónusú körnek megfelelő összetevő mutatkozik.

A tizedik képen megnöveltem a sötét kép átmérőjét, ezzel a sötét képpontok számát is. Látszik hogy a hisztogram függvény is magasabb értéket mutat.

A tizenegyedik kép egy egyszerű átmenet a fehértől a feketéig. Hisztogramja is szinte folyamatos, minden tónusértékhez kapcsolódóan felvesz függvényértéket.

Az utolsó kocka pedig egy világosszürke tartományú átmenetes kép. A hisztogramja mutatja, hogy csak a világos tartományban vannak függvényértékek.

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:

Szent István Bazilika

 

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 tehát. Hogy ha egy kép hisztogramjának súlypontja a baloldalon van, az még nem minden esetben jelenti azt, hogy a kép alulexponált.

fotótanfolyam Dórinak

hisztogram

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.

Vegyünk egy következő példát:

Parlament fotók

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.

Fényképezés közben a fényképezőgépünk hátsó kijelzőjén ellenőrizhetjük az elkészült képet, és annak hisztogramját is. A fényképezőgép az általa generált JPG kép hisztogramját mutatja és ez nem feltétlenül pontosan azonos azzal a hisztogrammal, amelyet majd a képfeldolgozás során láthatunk. Viszont ha a képfeldolgozás során kiismertük a a hisztogram tulajdonságait, akkor már a felvétel elkészítése során úgy tudjuk változtatni az expozíciós és a fehéregyensúly paramétereket, hogy minél kevesebb utófeldolgozásra legyen szükség.