Percebo que um histograma de imagem é uma exibição gráfica de uma distribuição tonal de imagens (ou seja, escuridão horizontal para luzes, distribuição vertical de pixels), mas como alguém realmente o usa e por quê? Quero dizer, você não pode determinar tudo o que precisa apenas olhando a imagem?

Embora possa não haver uma resposta "correta" para esta pergunta, há respostas "corretas". Um histograma é uma ferramenta poderosa e, quando você entende como usá-lo efetivamente, pode ajudar bastante sua fotografia.

Como você mencionou, um histograma é uma representação do intervalo e distribuição de tons em uma foto. A mecânica básica é a seguinte:

1. Um histograma representa o intervalo tonal da esquerda para a direita, com pretos e tons para a esquerda, progredindo pelos tons médios no meio, até os realces à direita.
2. O "volume" de qualquer tom é representado pela altura da linha vertical que representa esse tom.
   • Uma linha vertical na extremidade esquerda indica o volume total de tons pretos
   • Uma linha vertical na extremidade direita indica o volume do total de tons de destaque
   • Uma linha vertical no centro é indicativa do volume de 18% de tons de cinza
3. Os tons de uma imagem são obtidos a partir da intensidade de cada pixel (croma ou matiz é ignorado e apenas o brilho / luminosidade / luminosidade é medido)
   • O número total de tons em uma imagem depende da profundidade de bits da imagem
   • Uma imagem de 8 bpp (24 bits) possui um total de 256 tons distintos
   • Uma imagem RAW de 12 bpp (36 bits) possui um total de 4.096 tons distintos
   • Uma imagem RAW de 14 bpp (42 bits) possui um total de 16.384 tons distintos
   • Uma imagem RAW de 16 bpp (48 bits) possui um total de 65.536 tons distintos
   • Uma imagem HDR de 32 bpp (96 bits) pode efetivamente representar um intervalo tonal infinito
4. Não há limite técnico para a altura de um histograma.
5. A menos que você tenha uma imagem de bits muito baixos, um único histograma geralmente é incapaz de representar cada tom individual de uma imagem, de modo que cada linha vertical tende a representar um pequeno intervalo de tons semelhantes.
6. Um histograma de cores pode representar uma faixa de informações muito maior do que um histograma de tons puros no mesmo espaço.

(Como um número real (flutuante), os valores de uma imagem HDR de 32 bpp variam de 1,0 x 10 ^ -37 a 1,0 x 10 ^ 38. Em números do mundo real, a variação de tons de preto e a luz das estrelas muito fraca (0,00001 ), através da iluminação interna (1-10), da parte externa iluminada pelo sol (1.000.000), até o brilho do próprio sol (100.000.000) e muito além. Todos esses valores podem ser representados em uma única imagem HDR.)

Dados esses fatos sobre um histograma, há uma grande variedade de informações que você pode obter de um:

Contraste

O contraste é a medida da diferença entre os tons mais brilhantes e os mais escuros. Quanto maior o alcance de um histograma entre as bordas esquerda e direita, maior o contraste de uma imagem:

• Baixo contraste:
  

• Alto contraste:
  

Chave e Exposição

Key é a medida aproximada de brilho em uma imagem, com a tecla alta sendo mais brilhante e a tecla baixa sendo mais escura.

• Se o histograma estiver agrupado nos destaques, você terá uma imagem alta :

• Se o histograma estiver agrupado nas sombras e nas sombras, você terá uma imagem discreta :

• Obviamente, se o histograma é distribuído uniformemente, você obtém uma exposição equilibrada:

(Um histograma subindo no lado direito do histograma provavelmente indica superexposição - destaques cortados. Um histograma subindo no lado esquerdo do histograma provavelmente indica subexposição - sombras bloqueadas.)

Balanço de Branco

Ao usar um histograma colorido, a convergência de picos vermelho, verde e azul é uma indicação do balanço de brancos. Em particular, o deslocamento dos principais picos azuis pode ser um forte indicador do calor ou da frieza de uma foto:

• Os picos azuis deslocados para a direita indicam uma imagem de tom mais fria
• Picos azuis deslocados para a esquerda indicam uma imagem de tom mais quente
• Picos azuis próximos dos picos vermelho e amarelo indicam uma imagem ligeiramente quente

Em uma imagem equilibrada em branco, o azul geralmente é um pouco à direita dos picos vermelho e amarelo.

Faixa de tons

O equilíbrio e a altura dos picos em um histograma são uma indicação do intervalo tonal e do equilíbrio tonal. Partes do histograma muito baixas (vales) indicam um volume muito baixo para esses tons. Partes do histograma muito altas (picos) indicam um volume muito alto para esses tons.

Volume de cor

Um histograma colorido básico geralmente mostra cinza, vermelho, azul e verde. Um histograma colorido mais avançado também pode mostrar amarelo, magenta, ciano.

Os picos coloridos são uma indicação do volume daquelas cores primárias, a posição horizontal de um pico colorido é uma indicação do tom das cores daquela primária ou primária particular.

Cinza indica um equilíbrio de cores primárias nesses tons. Os picos de cores não primárias (ou linhas de altura parcial), como amarelo, magenta e ciano, indicam uma mistura de duas cores primárias nesses tons.

EDITAR

Conforme mencionado por Jordan H., existe um truque chamado " expor para a direita " (ou ETTR ) que pode ser útil para obter os dados RAW ideais. Ao gravar uma cena, particularmente aquelas que possuem uma ampla faixa de contraste que pode estar na borda ou possivelmente um pouco além da faixa dinâmica de 5 a 6 pontos de uma câmera digital, pode ser difícil capturar uma faixa tonal suficiente nas sombras.

Isso se deve às limitações da maioria dos sensores digitais atuais e à forma como eles são mais sensíveis aos realces do que às sombras. "Expor para a direita", que é uma técnica na qual você expõe levemente suas fotos em 1/3 a 1/2 de uma parada (que, por sua vez, desloca seu histograma para a direita ... em direção aos destaques), pode ajudar a atenuar essas limitações.

Expor à direita também pode ajudar a aliviar problemas de ruído nas partes mais sombrias de suas imagens. Deve-se observar que a exposição à direita exige o uso do formato RAW, pois somente com o RAW você está salvando informações suficientes para corrigir sua superexposição durante o pós-processamento para trazer sua imagem de volta à faixa normal. O benefício dessa técnica é que ela permite capturar detalhes que de outra forma seriam perdidos, sem a necessidade de recorrer a filtros graduados ND ou outras medidas mais extremas.

Esta diretriz é apenas isso, uma diretriz. Com os novos sensores da câmera, o alcance dinâmico está melhorando, e é mais fácil capturar um maior intervalo de contraste em uma cena com uma única foto. No entanto, mesmo à medida que o alcance dinâmico do sensor digital melhora, sempre haverá momentos em que precisamos disparar "no limite" ou o que é possível, e truques como disparar para a direita sempre serão úteis.

Na antiga sala escura, tínhamos uma ferramenta chamada densitômetro. Ele mediu a densidade (quanta luz é bloqueada quando você passa uma luz) do negativo ou deslize. Era um dispositivo volumoso e caro e, é claro, exigia que o filme fosse desenvolvido, por isso não era muito prático para uso em campo. Mas poderíamos usá-lo em testes para determinar a exposição ideal e técnicas de desenvolvimento para uso pessoal.

Os fotógrafos de filmes estão preocupados principalmente com a falta de densidade. É possível que muita densidade possa ser queimada (aplique uma maior intensidade e / ou duração da luz a uma área local) para recuperar detalhes na impressão. A falta de densidade (sombras com negs, realces com slides) não pode ser corrigida, pois significa que os detalhes / informações não estão disponíveis para recuperação.

Os fotógrafos digitais precisam se preocupar nas duas extremidades. Quando o intervalo de tons ultrapassa as bordas da escala do histograma, significa que não há nada nessas áreas, exceto branco ou preto. Você pode clarear ou escurecer, mas está criando apenas tons de cinza sólidos sem a recuperação de detalhes possível. Eu uso a exibição do histograma como um densitômetro de campo. Ele mostra se tenho áreas da minha foto em que os detalhes não serão recuperáveis, independentemente dos truques do Photoshop que eu conheça. Como eu uso ETTR (expor à direita), não espero que meus arquivos saiam da câmera parecendo a foto finalizada, assim como não esperava que meus negativos parecessem com minhas fotos prontas. O histograma me ajuda a avaliar a exposição, mesmo que o que está no LCD não pareça certo.

Como mencionado nos comentários, a exibição do histograma é criada a partir de um jpeg processado de acordo com os parâmetros do software da câmera, mesmo se você estiver gravando em bruto. Raw é como filme exposto, mas não desenvolvido. Existe uma imagem em potencial lá, mas não podemos vê-la até que seja processada. Os dados brutos precisam ser processados ​​para que um histograma seja gerado. Eu mantenho minhas câmeras definidas com os parâmetros de processamento mais neutros disponíveis para obter um histograma mais preciso. Ainda não é o mesmo que o histograma que verei no Adobe Camera Raw quando abro os arquivos lá. O processamento padrão na câmera padrão, entre outros "Estilos de imagem" ou o que a sua marca os chama, geralmente é maior contraste e maior saturação. Ambos podem fazer com que um histograma de um jpeg na câmera exiba o histograma caindo do lado dos destaques (lado direito), quando não for o caso dos dados brutos reais, e a imagem potencial se processada com outro software ou técnica . Somente a prática e a experiência ensinarão como interpretar o histograma para suas técnicas de processamento e quanto dos blinkies você pode ignorar.

Não sou fotógrafo técnico e nunca fiz muito uso dos histogramas que tenho visto nos últimos 5 ou 6 anos, até este verão. Fui a Israel com a família neste verão e, como o objetivo do grupo era ver muitos locais, não estar em vários lugares com iluminação fotográfica ideal, tirei muitas fotos ao sol do meio-dia. Para tornar as coisas mais difíceis, muitos dos locais históricos em Israel consistem em ruínas construídas em pedra de cor clara. Pedra de cor clara, sol do meio-dia: você obtém a imagem (ou não, conforme o caso).

Demorou muito pós-processamento para que as fotos parecessem qualquer coisa que eu estivesse disposta a mostrar a alguém e, enquanto brincava com as várias configurações de contraste e luz em Picassa, notei que, quando eu levei a foto para onde eu Como eu queria, fiz algumas alterações no histograma: espalhei-o por ser agrupado à direita para espalhar essa curva por toda a extensão e, então, o cenário parecia muito bom. Como alternativa, quando eu estava atirando em pessoas no contexto de pedras brancas, a maneira de conseguir essas fotos era pegar o solavanco no lado esquerdo e espalhá-lo por toda a área (superexpor o fundo, mas conseguir bom contraste nos rostos). Durante o processamento de cerca de 1000 fotos, comecei a entender o histograma e como usá-lo como ferramenta, mesmo em situações menos extremas.

Sei que não sou tão tecnicamente competente quanto muitos de vocês, mas foi assim que eu, como amador, lidei com o histograma.

Para adicionar à excelente resposta de jrista, um histograma é enviado por Deus em situações brilhantes em que seu LCD é muito difícil de ler (por exemplo: ao meio-dia em um campo de neve, por exemplo).

A coisa básica para a qual eu uso é dizer rapidamente se há luz suficiente. Se o histograma estiver todo à esquerda, está muito escuro e, na melhor das hipóteses, você precisará fazer alguns ajustes de pós-processamento para obter uma foto utilizável. Se estiver tudo certo, provavelmente será lavado.

Observe que você pode recuperar um pouco de ambos no pós-processamento, mas quase certamente terá perdido alguns detalhes.

Quando você olha para uma foto, pode ser difícil dizer exatamente o quão bem as sombras e os destaques preenchem o intervalo, especialmente se você estiver olhando a foto na tela da câmera. O histograma fornece uma medida exata de como a imagem é exposta.

Um histograma é útil em duas áreas gerais:

• Ao tirar uma fotografia, pode-se usá-la para avaliar a exposição e o alcance dinâmico .
• Ao avaliar uma foto processada, pode-se usá-la para ajudar a deduzir algumas informações sobre técnicas comuns de pós-processamento .

Primeiro, um histórico rápido: um histograma é um tipo especial de gráfico de barras em que, para um conjunto de dados, valores semelhantes são agrupados em "compartimentos". Cada compartimento obtém uma coluna no gráfico e a altura desse gráfico representa o número de amostras distintas nesse compartimento. Fora da fotografia, é frequentemente usado para representar graficamente a ocorrência de algo pela faixa etária das pessoas com quem algo acontece.

Um "histograma de imagem" provavelmente deve ser chamado de histograma tonal ou histograma de tom de imagem , devido a todas as maneiras possíveis de agrupar aspectos de uma foto, é o que geralmente queremos dizer com esse termo: um histograma em que os compartimentos representam diferentes níveis de brilho. Convenientemente, o ato de digitalizar do mundo analógico para uma imagem JPEG de 8 bits é "binning" - o intervalo infinito e contínuo de escuro a claro é dividido em 256 valores digitais. Então, geralmente, os histogramas de imagem apenas mostram isso.

Ao tirar fotos

Essa é uma maneira rápida e realmente útil de avaliar a exposição - se o histograma tiver muitos valores acumulados no lado esquerdo (inferior), você provavelmente estará subexpondo (a ponto de não registrar os dados que estariam fora do gráfico) e se os valores estiverem agrupados à direita, você provavelmente estará superexpondo (e o mesmo acordo sobre não registrar todas as informações - chamamos esse caso de "estourado").

Também é útil para julgar o contraste - isto é, o intervalo geral de escuridão a brilho, para não ser confundido com microcontraste . Se o histograma se estender de uma borda para a outra, você terá alto contraste (e provavelmente terá uma cena com alto alcance dinâmico ). Se o histograma estiver agrupado e não alcançar nenhuma das extremidades, você terá um baixo contraste (e capturou toda a faixa dinâmica da cena).

Ao avaliar imagens existentes

Um histograma de tom de imagem também é super útil no pós-processamento de engenharia reversa. Veja estes exemplos desta pergunta e desta pergunta :

Em ambos os casos, podemos ver que não há muito nos negros extremos, mas no primeiro caso parece que a imagem foi intencionalmente exposta com brilho (ou processada de uma maneira que imita isso), enquanto no segundo fica claro que o o ponto preto (o preto mais escuro da imagem) foi intencionalmente aumentado (comum ao "visual da foto retrô") e os tons escuros foram esmagados, de modo que há muitos tons muito escuros (o que dá uma aparência contrastante de impressão de revista).

Para mais informações sobre os histogramas de imagem (tom) e sua relação com a aparência da imagem, consulte: Como o formato do histograma afeta a estética de uma imagem? .

Sobre a cor

Há uma variante disso que também é comum na fotografia: o histograma RGB. Isso faz a mesma coisa, mas exibe cada canal separadamente - como três gráficos separados lado a lado ou sobrepostos em um gráfico meio confuso e difícil de ler:

Como esses canais são um artefato de como as imagens digitais são gravadas e armazenadas e não são particularmente relacionadas à percepção humana da cor, isso é útil como uma ferramenta técnica para garantir que você não esteja exibindo um canal específico. (Veja este ótimo exemplo: As fotos de uma flor violeta escura aparecem em azul claro. Isso é um problema de lente ou técnica? ). Não é particularmente útil pensar nas cores reais de uma composição e, por esse motivo, embora às vezes você veja isso chamado de "histograma de cores", acho melhor reservar isso para histogramas que exibem cores de uma maneira diferente . Consulte Como interpreto cores individuais no histograma RGB? para alguma discussão sobre isso, incluindo uma tonalidadehistograma, que agrupa cores por essa dimensão em vez de valor . Para as imagens de exemplo acima, elas se parecem com:

Isso não é útil para a exposição, mas pode ser útil para pensar em cores e composição. Consulte Cor e tons nesta paisagem marinha? em parte na prática, juntamente com outras maneiras de visualizar tom e cor em uma fotografia.