Учимся читать и понимать гистограммы в Photoshop

Одним из ценнейших инструментов для редактирования фотографий в Photoshop можно назвать гистограмму! На самом деле, гистограммы настолько важны, что их применение не ограничивается только Photoshop. Они есть в большинстве фоторедакторов, включая Adobe Lightroom, Photoshop Elements, и даже в Camera Raw в Photoshop.

Гистограмма – график, который показывает текущий тональный диапазон изображения, что позволяет оценить его и, если потребуется, подкорректировать. Под тональным диапазоном я подразумеваю уровни яркости на снимке/изображении. Гистограмма показывает, какая часть изображения максимально черная, а какая – максимально белая, а также все то, что находится между этими цветами.

Гистограммы отлично помогают и при работе с цветными снимками. Даже если мы не воспринимаем цвет как нечто большее, чем просто цвет, у каждого из них в изображении есть собственный уровень яркости. Например, желтые оттенки обычно очень светлые, синие гораздо темней. Эта разница в яркости сильно влияет на тональный диапазон всего снимка.

Как же тональный диапазон снимка может помочь нам? К примеру, доводилось ли вам когда-нибудь смотреть на фотографию с мыслями о том, что она какая-то «неполная»? Тема снимка интересна, композиция хорошая, но в целом он ничем не цепляет. И все потому, что на снимке недостает контраста. Светлые области слегка блеклые, а тени недостаточно темные.

Сейчас может казаться, что подобные недочеты можно разглядеть и невооруженным глазом, но не всегда можно полагаться на собственное зрение. Визуально легко сравнивать два расположенных рядом снимка, но если всматриваться в одно изображение, то зрение может с легкостью обмануть вас.

Также стоит учитывать, что монитор не всегда способен показывать цвета такими, какие они есть. Если настроить яркость экрана на полную, то на нем снимок будет выглядеть прекрасно, но вы будете разочарованы, распечатав его. Гистограмма поможет избежать подобных ситуаций, потому что она получает информацию прямо с изображения, всегда показывая точные данные о тональном диапазоне, и помогает выявить проблемы с контрастом.

Еще одна распространенная проблема при редактировании изображений – ограниченность теней и светлых областей. То есть, тени настолько темные, что превращаются в сплошное черное полотно без какой-либо информации, а светлые области настолько яркие, что просто заменяются белой заливкой. Вам наверняка доводилось слышать термины вроде «пересвеченный снимок». Это когда светлые области на фотографии представляют собой просто белый цвет без информации, который невозможно исправить программными методами.

Как и в случае с низкой контрастностью, не всегда можно выявить проблемы такого типа визуально. Наши глаза просто недостаточно чувствительны к таким вещам, и монитор также может отображать нам не совсем точную картину. Но гистограмма всегда дает точные данные, особенно когда в процессе редактирования кто-то переусердствовал с настройками и случайно испортил цвета на снимке.

Либо, если нам предстоит восстанавливать очень старый снимок, то гистограмма позволит определить недостающие детали, и укажет, откуда следует начать работу. В конце концов, если вы часто обрабатываете фотографии, и при этом не умеете работать с гистограммой, то ничего хорошего в этом нет.

Просмотр гистограммы в Photoshop

Посмотреть гистограмму в Photoshop можно несколькими способами, включая всем известную панель «Гистограмма» (Histogram). Однако чтобы лучше всего понять, как именно работает гистограмма, советуем вам воспользоваться панелью «Уровни» (Levels).

Ранее я уже упоминал о том, что гистограммы работают одинаково хорошо как с черно-белыми снимками, так и с цветными. Но чтобы информация легче воспринималась, давайте начнем с черно-белого снимка:

black-and-white-portrait
Черно-белое портретное фото

Чтобы перейти на панель «Уровни» (Levels), нужно открыть меню «Изображение» (Image) в самом верху экрана, затем раздел «Коррекция» (Adjustments), а потом «Уровни»:

choose-levels

Меню Изображение > Коррекция > Уровни

Перед вами откроется окно «Уровни». Но давайте оставим тему использования уровней при корректировке изображений для следующего руководства. Сейчас мы просто используем это окно, чтобы оценить работу гистограммы:

photoshop-levels-dialog-box

Окно «Уровни»

Гистограмма – это черная фигура в центре окна, напоминающая силуэт гор. У каждой картинки своя уникальная гистограмма, и сейчас вы поймете почему:

photoshop-histogram

Гистограмма в центре окна «Уровни»

Если посмотреть чуть ниже гистограммы, можно увидеть полоску градиента. Слева он начинается с черного цвета и постепенно переходит к белому цвету справа:

histogram-gradient-bar

Черно-белый градиент под гистограммой

Как мы уже выяснили, гистограмма показывает текущий диапазон уровней яркости изображения, а эти уровни точно соответствуют градиенту, расположенному ниже. Гистограммы начинаются черным слева — как и градиент — а заканчиваются белым справа. К тому же уровень яркости увеличивается слева направо, как и у градиента!

gradient-match

Уровни яркости гистограммы соответствуют расположенному под ней градиенту

Так почему же гистограмма напоминает горы? Потому что она показывает текущие уровни яркости или тональные значения на изображении. Другими словами, она показывает, какая часть изображения находится на определенном уровне яркости в сравнении с остальными уровнями яркости. Поэтому некоторые элементы гистограммы длиннее других.

Чем выше «столбик» гистограммы на определенном уровне яркости, тем больше пикселей изображения находятся на этом уровне. Более короткие столбики гистограммы указывают на те уровни яркости, где находится меньше всего пикселей. А если в определенной области градиента столбик вообще не отображается, это значит, что на этом участке изображения нет пикселей, которые охватывают этот уровень яркости.

Важно знать, что гистограмма не показывает нам конкретное количество пикселей. Это связано с тем, что большинство современных фотокамер способны делать снимки в разрешении 10-20 мегапикселей при одном и том же размере изображения.

Чтобы вместить все эти пиксели в гистограмму, понадобится несколько огромных мониторов! Поэтому вместо этого гистограмма дает нам лишь общее представление о тональном диапазоне изображения, распределенное на светлые участки, полутона и тени, а также показывает полностью черные или белые области.

Гистограмма хорошо экспонированного кадра будет показывать весь диапазон уровней яркости от черного до белого цвета, и пример такого изображения приведен ниже. Левая часть гистограммы начинается от левого края, над самым черным оттенком градиента (это самые темные оттенки, которые могут быть):

pure-black

Левая сторона гистограммы начинается от самого края, с чистого черного цвета

С другой стороны гистограммы мы видим, что она простирается до самого правого края, охватывая и всевозможные света. Маленький столбик в самом конце гистограммы говорит нам о том, что на снимке есть максимально белые цвета. То есть, можно с уверенностью сказать, что наш черно-белый снимок выглядит правильно:

pure-white

Правая сторона гистограммы заканчивается на чистом белом цвете

Обычно гистограмма читается слева направо (от темного к светлому). Если начать слева и продвигаться в правую сторону, то можно увидеть, что на снимке преобладают темные цвета, а затем, при приближении к полутонам, идет резкий спад количества пикселей. Затем снова идет стремительное увеличение, после которого резкий обрыв до полного отсутствия пикселей:

histogram-in-detail

Самые высокие столбики гистограммы приходятся на светлые области и тени; меньше всего пикселей в области полутонов

Так как большая часть пикселей приходится на светлые области, можно сделать вывод о том, что изображение будет светлым. У нас также есть достаточное количество темных оттенков, и это отображают высокие столбики, приходящиеся на темную часть градиента. И, наконец, небольшая высота столбиков в полутонах говорит нам о том, что такие области на изображении все же есть, но их меньше, чем светлых или темных.

Давайте снова взглянем на снимок и убедимся, что его большая часть действительно светлая (кожа девушки, глазные яблоки, одежда, фон). У нас также достаточно темных областей (волосы, брови, глаза, и некоторая часть фона), но мало полутонов. Они есть, но их не так много, как других уровней яркости, что дает больший контраст. Можно с уверенностью утверждать, что гистограмма отлично рассказала нам о тональном диапазоне на фотографии:

black-and-white-portrait

Фотография и гистограмма соответствуют друг другу

Теперь давайте взглянем на полноценный цветной фотоснимок:

happy-couple

Полноценная цветная фотография

Давайте еще раз откроем окно «Уровни» и посмотрим на гистограмму. Но на этот раз я воспользуюсь сочетанием клавиш Ctrl+L (Win) / Command+L (Mac). Открывается одно и то же окно, только с использованием горячих клавиш все происходит быстрее:

image-2-levels

Окно «Уровни» с гистограммой второго изображения

Давайте посмотрим, о чем нам говорит эта гистограмма. Здесь мы снова видим, что снимок хорошо экспонирован. С левой стороны гистограмма начинается с черного цвета, а правая часть заканчивается полностью белым, а это значит, что тональный диапазон охватывает обе границы:

histogram-2-black-white

Гистограмма начинается с черного цвета, а заканчивается белым

Начиная изучение гистограммы слева направо, можно увидеть, что количество пикселей резко возрастает практически с самого начала, на темных областях, но, в отличие от предыдущего примера, их количество не падает на полутонах. Вплоть до светлых областей количество пикселей остается примерно одинаковым, но после достижения этого диапазона на градиенте, высота столбиков на гистограмме стремительно увеличивается. После чего идет резкий спад на белых областях:

histogram-2-highlights

Гистограмма второго изображения показывает, что здесь гораздо больше полутонов, чем в прошлом примере

Это говорит о том, что изображение достаточно детализировано во всех трех диапазонах (тенях, полутонах и светлых участках), и о том, что белых областей здесь больше, чем остальных. Давайте снова взглянем на изображение. Белая рубашка жениха и платье невесты составляют большую часть кадра, и это объясняет, почему на гистограмме в светлом диапазоне гораздо больше пикселей:

happy-couple

Фотография и гистограмма снова соответствуют друг другу

Применяем гистограмму для выявления проблем

До сих пор мы рассматривали гистограммы фотографий с правильной экспозицией, но ведь гистограмма также позволяет выявлять проблемные места. К примеру, что может означать этот высокий «пик» в начале правой части гистограммы?

histogram-overexposed

Высокий пик в правой части гистограммы

Обычно это указывает на то, что изображение переэкспонировано. Высокий подъем выходит за установленные пределы, потому что на фотографии слишком большая область превратилась в белый цвет без какой-либо информации. Чтобы увидеть это на изображении, давайте сравним рубашку жениха. Слева правильно экспонированное фото, на котором видны все детали. Справа размещено переэкспонированное (или пересвеченное) фото, где белые оттенки превратились в сплошное белое полотно.

Обратите внимание на то, сколько деталей рубашки утеряно:

shirt-detail

Превышение предельного уровня яркости приводит к потере деталей снимка

То же правило работает и в противоположной стороне гистограммы. Взгляните на самую левую часть гистограммы — там тоже есть высокий пик:

shadow-clipping

Высокий пик в левой части гистограммы

Это говорит о том, что снимок недоэкспонирован, и многие области стали сплошным черным полотном, потеряв детали. Чтобы рассмотреть дефект на фотографии, давайте сравним волосы жениха на двух снимках. Слева у нас снова снимок с хорошей экспозицией, на котором просматриваются все нужные детали. Справа многие детали теряются ввиду того, что многие области превратились в «полотно»:

hair-detail

Недостаточный уровень яркости темных областей приводит к потере деталей и делает их черными

Если в вашей фотокамере предусмотрена функция просмотра гистограммы или выделения слишком темных и светлых областей, то обязательно воспользуйтесь ей. При обнаружении подобных проблем, мы рекомендуем вам переснять кадр, изменив настройки экспозиции. Однако эти ошибки можно исправить при помощи «Уровней», «Кривых» или «Camera Raw» в Photoshop. Но сегодня мы говорим исключительно о гистограммах.

Сколько в гистограмме уровней яркости?

Теперь вы знаете, что гистограмма отображает тональный диапазон изображения от полностью черного до полностью белого цвета. Но сколько всего тонов в гистограмме? Гистограмма вмещает в себя 256 уровней яркости для каждого из этих «столбиков». Но бывает и так, что столбик вообще не отображается на гистограмме.

Если сильно приблизить график гистограммы, то можно увидеть, что на самом деле он неплавный, и состоит из отдельных столбиков. Каждый пик представляет собой вершину отдельного вертикального столбика. Если просматривать гистограмму с полным спектром в градации серого, то при подсчете столбиков вы получите именно число 256:

histogram-256-levels

В гистограмме для каждого из 256 уровней яркости используется отдельный столбик

Почему 256? Для людей требуется как минимум 200 уровней яркости, чтобы видеть картинку плавной. Если в самом начале градации будет резкий перепад, то переходы между тонами будут слишком заметными для нашего глаза. Это объясняет, почему уровней должно быть как минимум 200. Но почему 256?

Нам нужно, чтобы уровней было как минимум 200, но у компьютера должна быть возможность обрабатывать и хранить изображения в битах и байтах. Проще говоря, удобнее всего хранить изображения в 8-битных файлах (стандартный JPEG-формат – отличный пример 8-битного файла). 8-битное изображение содержит именно 256 возможных уровней яркости, чего вполне достаточно, чтобы картинка казалась плавной.

Все, что нам действительно важно знать, это что гистограмма отображает диапазон из 256 возможных уровней яркости от черного к белому. Вы даже можете посчитать их на градации под гистограммой в окне «Уровни». С левой стороны у нас 0, олицетворяющий чистый черный цвет. С правой стороны число 255, отвечающее за белый цвет. Но почему исчисление идет от 0 до 255, а не от 1 до 256? Потому что люди начинают счет от 1, а компьютеры – от 0.

histogram-numbers

Цифры под гистограммой отражают черный (0) и белый (255) цвета, а между ними еще 254 уровня

В сегодняшнем руководстве мы научились читать гистограммы и понимать разницу между переэкспонированным и недоэкспонированным изображением. Мы воспользовались окном «Уровни» в Photoshop для визуализации тонального диапазона на гистограмме, где слева отображается черный цвет, а справа – белый, а также градация от теней к полутонам и светлым тонам.

Мы также ознакомились с наглядным примером гистограммы снимка с правильной экспозицией, на котором присутствует вся градация уровней яркости. Однако это не всегда нужный результат, бывают случаи, когда нужно сделать акцент на тенях или на светлых областях, чтобы придать снимку определенное настроение.

В нашем следующем руководстве «Учимся понимать гистограммы: фотографии с низким и высоким ключом» мы рассмотрим примеры как раз таких случаев, а также постараемся объяснить, почему не существует «идеальной» или «универсальной» гистограммы.

Перевод статьи “How To Read And Understand Image Histograms In Photoshop” был подготовлен дружной командой проекта Сайтостроение от А до Я.