Ocena ekspozycji na podstawie histogramu

Sztuka właściwego doboru ekspozycji nie jest sprawą banalną. W wielu sytuacjach będzie się to odbywać metodą prób i błędów. W ocenie wykonanego zdjęcia i doborze niezbędnych poprawek przy powtórce pomoże nam wyświetlany przez niektóre cyfrówki histogram.

Piotr Dębek

 

Niektórzy próbują oceniać, czy zdjęcie jest udane, patrząc na jego miniaturkę przedstawioną na ekranie LCD. Skuteczność tej metody jest bardzo złudna - jasność wyświetlaczy jest bardzo różna. Można ją regulować, co sprawia, że i jasność miniaturki się zmienia, a do tego im jaśniej na dworze, tym obraz na wyświetlaczu wydaje się ciemniejszy. Ocena poprawności naświetlenia zdjęcia w ten sposób będzie loterią. Nawet jeśli aparat ma funkcję, zaznaczającą miganiem obszary całkowicie prześwietlone, nie daje nam to dostatecznej informacji - nie ostrzega przed wypaleniem jednego kanału (tzw. clippingiem). Istnieje jednak bardziej użyteczne narzędzie.
Wszystkie lustrzanki, większość zaawansowanych kompaktów, a nawet niektóre proste cyfrówki potrafią po wykonaniu zdjęcia przedstawić na wyświetlaczu jego histogram. Jedno spojrzenie na ten wykres pozwala ocenić, czy naświetlenie ujęcia było prawidłowe. Tylko na co patrzeć?

Typowy widoczek i jego histogram - taki sięgający od lewej do prawej krawędzi,
lecz nie dotykający ich wykres jasności jest często określany jako idealny. Tak
naprawdę jest on idealny dla tego typu sceny, jednak z pewnością mamy tu
histogram „bezpieczny” - nie ma prześwietleń ani niedoświetleń, więc są
wszystkie informacje o obrazie.

Co to jest histogram

Wyobraźmy sobie zdjęcie, które zawiera zarówno bardzo jasne obszary, bardzo ciemne oraz takie, których jasność znajduje się pomiędzy tymi skrajnościami. Jeśli zechcemy jasność tego zdjęcia przedstawić na wykresie słupkowym, po lewej stronie będziemy mieli kreskę przedstawiającą czarne miejsca, po prawej - całkowicie białe, a pomiędzy nimi będą pionowe kreski odpowiadające za udział poszczególnych obszarów o różnej jasności mieszczącej się między tymi skrajnościami. Im dłuższa kreska, tym więcej punktów o tej jasności jest na zdjęciu. To właśnie jest histogram. Teraz wystarczy nauczyć się odczytywać przedstawione na nim informacje.

Jak czytać histogram

Podstawy analizy informacji wyświetlonej na histogramie są proste: na wykresie słupek tuż przy prawej krawędzi prezentuje najjaśniejsze obszary - w praktyce całkowicie prześwietlone. Słupek przy lewej krawędzi, to obszary teoretycznie całkowicie czarne - wprawdzie w większości przypadków da się stamtąd wyciągnąć detale podczas obróbki na komputerze, ale uznajmy te obszary za niedoświetlone. Jeśli zdjęcie mieści się między tymi skrajnościami, a wykres nie dotyka żadnej krawędzi, to bardzo dobrze. Nie znaczy to wprawdzie, że ujęcie zostało optymalnie naświetlone, ale w zasadzie nie zawiera obszarów zbyt jasnych ani zbyt ciemnych, by nie dało się tego później poprawić np. za pomocą Photoshopa. Dlaczego tylko "w zasadzie" piszę poniżej, na razie przyjmijmy, że utrzymanie jasności w środku wykresu jest bezpieczną taktyką. Bezpieczną, ale nie zawsze optymalną.

Jak wygląda poprawny histogram

Nie ma odpowiedzi na powyższe pytanie, podobnie jak nie ma jednego tylko wzorca idealnego zdjęcia. Czasem za idealny wykres jasności uznaje się taki, który sięga od krawędzi do krawędzi, ale ich nie dotyka. To jest dość częsta sytuacja, typowa np. dla ujęć krajobrazowych. Jednak tak naprawdę wykres jasności musi być dopasowany do tematyki zdjęcia, jego nastroju, pory dnia i wreszcie efektu, jaki chcemy osiągnąć. Są sytuacje, gdy poprawny będzie całkiem inny rozkład jasności niż wyrównany "murek" od lewej do prawej, np. w technice low-key lub zdjęciach nocnych dominować będą tony ciemne, czyli wykres powinien mieć "górkę" przy lewej krawędzi. Z kolei hi-key czy fotografie na śniegu będą miały dużo tonów jasnych, więc prawidłowy histogram będzie mocno ciążył w prawą stronę.

Najbardziej niebezpieczne dla zdjęcia są prześwietlenia, bo matryce aparatów cyfrowych dobrze rejestrują nawet bardzo ciemne obszary, natomiast w zbyt jasnych informacja szybko ulega utracie. Jednak nie znaczy to, że za wszelką cenę trzeba unikać kreski tuż przy prawej krawędzi histogramu. Wprawdzie zwiastuje ona obszary przepalone, ale niekiedy lepiej się z tym pogodzić, zamiast za wszelką cenę się bronić. Przykładem takich sytuacji, gdy prześwietlenia są nie do uniknięcia, jest ujęcie, na którym znajduje się tarcza słoneczna, a także np. nocne zdjęcie miasta z zapalonymi latarniami ulicznymi. Jeśli zechcemy uniknąć wypalenia źródeł światła za pomocą korekcji ekspozycji, uzyskamy bardzo mocno niedoświetlone zdjęcie, gdzie większość lub wręcz prawie cały kadr będzie całkiem czarny.

Teoretycznie taka górka przy prawe krawędzi wykresu
jasności zdjęcia powinna niepokoić, bo może wskazywać
na prześwietlenie. W tym jednak przypadku ten szczyt
blisko granicy wypalenia to po prostu biała ściana na
zdjęciu, która powinna być tak jasna. Ten histogram
jest jak najbardziej poprawny, a zdjęcie
- właściwie naświetlone.

Sprawne korzystanie z histogramu wymaga nauczenia się, jaką jasność będą miały na zdjęciu poszczególne składowe fotografowanej sceny. Jeśli na histogramie zobaczymy wykres przypominający "dwa garby wielbłąda", musimy wiedzieć, które obszary sceny przedstawia każdy z garbów. Szczególnie istotne jest oczywiście pilnowanie prawej krawędzi - by wykres w tym miejscu nie miał ostrej górki. Niekiedy jednak, jak wspomniałem wyżej, ten sposób oceny nie wystarcza i zdjęcie może się okazać zepsute, pomimo że wykres jasności kończy się przed prawą krawędzią.

Co daje histogram RGB

Większość aparatów wyświetla histogram jasności (luminancji) punktów składających się na zdjęcie. Taka prezentacja jest jednak prawdziwa tylko dla zdjęć wykonanych jako czarno-białe. Tymczasem tak naprawdę każdy punkt obrazu kolorowego tworzony jest z trzech informacji - o natężeniu składowej czerwonej (ang. Red), zielonej (ang. Green) oraz niebieskiej (ang. Blue). Kolorowe ujęcie zarejestrowane przez matrycę aparatu tworzone jest z trzech obrazów monochromatycznych (kanałów RGB) - czerwonego, niebieskiego i zielonego. Dopiero ich złożenie daje fotografię barwną. Dlaczego to jest istotne przy korzystaniu z histogramu? Otóż bardzo rzadko kanały R, G i B pokrywają się ze sobą - mamy wówczas właśnie zdjęcie w odcieniach szarości. W znakomitej większości sytuacji te kanały - a co za tym idzie ich histogramy - będą się różniły między sobą. Czerwony będzie miał dołek tam, gdzie zielony górkę, a niebieski jest jakiś mały i schowany przy lewej krawędzi wykresu - taka sytuacja jest całkiem normalna. Jednak często jeden z kanałów jest bardziej przesunięty w prawo, co oznacza, że jego punkty są jaśniejsze niż pozostałych kanałów. Jeśli pozostałe dwa będą znacznie ciemniejsze, histogram jasności będzie przekłamany. Wykres luminancji pokazuje uśrednioną jasność składowych RGB i możemy być przekonani, że wszystko się mieści w zakresie, który zdolny jest zarejestrować aparat. Tymczasem jeden kanał - przeważnie czerwony - "wystaje" poza prawą krawędź wykresu, czyli jest prześwietlony. W efekcie na pewnych obszarach zdjęcia występuje zjawisko zwane po angielsku clippingiem - kolory są tam nienaturalne i często zamiast tekstury mamy nienaturalnie gładkie powierzchnie. Jest to efektem składania tych fragmentów obrazu z dwóch tylko kanałów, bez użytecznych informacji o trzecim kolorze podstawowym.
Tego typu zagrożenia pojawiają się praktycznie zawsze, przy fotografowaniu czerwonych kwiatów, ale także przy ujęciach wykonywanych późnym popołudniem, tuż przed zachodem słońca, gdy światło jest bardzo ciepłe. Jak sobie z tym radzić? Jeśli nasz aparat potrafi wyświetlać tylko wykres luminancji, w problematycznych sytuacjach należy naświetlać tak, aby wykres był odsunięty od prawej krawędzi bardziej niż wydawałoby się konieczne. Najlepiej jednak, gdy dysponujemy aparatem, potrafiącym wyświetlać histogram RGB, czyli dla każdego kanału z osobna. W tę funkcję wyposażonych jest relatywnie niewiele aparatów, przeważnie są to lustrzanki, a i to nie wszystkie.

Straszny problem! Ta fotografia jest jednocześnie prześwietlona (co pokazuje mała
górka przy prawej krawędzi) i bliska niedoświetlenia (o czym świadczy wysoki
„szczyt” z lewej strony). Jednak bez paniki! Wszystko jest tu w porządku - wypalone
są światła latarni, a zdjęcie jest ogólnie ciemne, bo przedstawia widok nocny, w tym
spory fragment granatowego nieba. Bezwzględne pilnowanie, by żaden fragment
obrazu nie uległ prześwietleniu, to pułapka - uniknięcie wypalenia latarni
wymagałoby bardzo silnego niedoświetlenia reszty kadru, ruinując ujęcie.

Aparat cyfrowy - tylko z histogramem!

Histogram jest najbardziej użytecznym narzędziem do oceny poprawności naświetlenia, jaki fotografujący mają do dyspozycji. Jest znacznie łatwiejszy do stosowania niż pomiar punktowy, który w czasach aparatów analogowych był jedyną metodą uzyskania precyzyjnej kontroli nad ekspozycją. Kupując aparat, szukajmy modelu, który pozwala wyświetlać histogram po wykonaniu zdjęcia - najlepiej, jeśli będzie to wykres prezentujący kanały RGB. Jeśli już mamy cyfrówkę, sprawdźmy, czy można włączyć wyświetlanie tej funkcji. Niektóre prostsze kompakty udostępniają to narzędzie tylko w bardziej zaawansowanych trybach - priorytecie przysłony, czasu, trybie manualnym lub programie P, natomiast nie oferują jej w programach tematycznych.
Gdy nauczymy się korzystać z histogramu, zerknięcie na wyświetlacz LCD aparatu po wykonaniu zdjęcia stanie się drugą naturą. Nie będziemy tego robić po to, aby ocenić kompozycję (bo to robimy na etapie kadrowania) czy podziwiać kolory (wyświetlacze są tu mało wiarygodne), ale by sprawdzić poprawność naświetlenia. Wystarczy trochę praktyki, by w mig ocenić, o ile trzeba skorygować ekspozycję i pstryknąć zdjęcie ponownie - tym razem z idealnym naświetleniem.

Problemy z czerwonym kwiatkiem

Czerwony kwiatek to spore wyzwanie dla aparatów cyfrowych i jedna z tych sytuacji, gdy "zwykły" histogram luminancji to za mało. Zobaczmy, gdzie leży problem.
Przeważnie na zdjęciu kolory czerwonej rośliny są nienaturalne. Część obszarów czerwonych płatków nie mają prawie tekstury, lecz stanowią gładką, pozbawioną detali powierzchnię - tak jak w lewej górnej części zdjęcia poniżej. Czyżby problemem było prześwietlenie? Sprawdzamy więc histogram...

Zerknijmy jeszcze na wykres jasności poszczególnych kanałów. Prawda, że wszystko staje się jasne?
Czerwony kanał jest w sporej części wypalony, ale dość ciemny kanał zielony i prawie nieistniejący
kanał niebieski zafałszowują histogram luminancji, utrudniając zauważenie problemu. Tak właśnie
wygląda clipping.

...wykres jasności wygląda na bardzo
prawidłowy - nie widać, aby piksele
zbliżały się do prawej krawędzi. Jeśli
nie prześwietlenie, to
co jest problemem?

---