Histogram – mocný nástroj digitální fotografie

Histogram je grafické zobrazení velikosti plochy (počtu bodů) jednotlivých stupňů jasu od bílé (R,G,B=255) po černou (R,G,B=0). Na vodorovné ose je 256 bodů (0-255), které odpovídají počtu odstínů od černé vlevo po bílou vpravo. Na svislé ose je znázorněn počet pixelů příslušného jasu v obrázku (není zde stupnice). Výška sloupců v histogramu znázorňuje, jakou plochu v obrázku jednotlivé odstíny zabírají. Není to tedy přesný počet obrazových bodů daného odstínu, spíše kolik plochy odstín zabere ve srovnání s jinými částmi (odstíny) obrázku.

Histogram je garfické zobrazení poměrového zastoupení jasů všech obrazových bodů. Pro 8 bitové zobarzení má každý kanál 256 odstínů červené (R), 256 zelené (G), 256 modré (B). Jejich kombinací získáme 256x256x256 = 16 777 216 barev (viz článek Co je rastrový obrázek z digitálního fofoaparátu). Celkový jasový histogram je složen ze tří histogramů jednotlivých RGB barev, které ukazují rozložení příslušné barvy v obraze.

Platí vztah: celkový jas = 0,299R + 0,587G + 0,114B

Jednotlivým barevným složkám je přiřazen různý vliv na jasovou hodnotu. Součinitele jsou zjištěny empiricky podle citlivosti lidského oka na barvy. Barva s větší zelenou složkou bude pro lidské oko světlejší než s modrou. Tomuto způsobu výpočtu jasu se říká také světlost nebo luminace.
Např. barva RGB (85,159,53) celkový jas = (85x0,3+159x0,59+53x0,11) = 125 barva RGB (53,56,159) celkový jas = (53x0,3+56x0,59+159x0,11) = 66 v prvním případě do celkového jasu hodně „přispěla“ zelená a v druhém případě do celkového jasu málo „přispěla“ modrá.

Někdy se používá méně sofistikovaný způsob určení celkového jasu: jas = 1/3R+1/3G+1/3B Celkový jas se určí jako prostý aritmetický průměr jasů jednotlivých barevných složek.

Druhy histogramů

Rozeznáváme dva druhy histogramů. Lepší přístroje zobrazují i histogramy jednotlivých RGB kanálů.

1. Reálný histogram daného obrázku se zobrazí na dispeji fotoaparátu před expozicí snímku. Tento typ histogramu podporují kompakty vyšší třídy a EVF zrcadlovky.
2. Náhledový histogram daného obrázku se zobrazí na dispeji fotoaparátu při prohlížení pořízeného snímku. Tento typ histogramu podporují kompakty střední třídy, EVF elektronické zrcadlovky a DSLR zrcadlovky, které nemohou vzhledem ke své konstrukci zobrazovat reálný histogram. Samozřejmě histogram obrázku uloženého v PC zobrazený editorem je také náhledový.

Existuje jakási aplikace části histogramu kdy se na displeji fotoaparátu zabrazí přímo v daném obrázku jeho přeexponovaná místa (např. blikají černě) a podexponovaná místa (např. blikají bíle) buď u reálného nebo náhledového obrázku. U histogramů, které generují editory, někdy bývá pod vodorovnou osou proužek s gradientem znázorňující příslušné jasy a další číselné statistické údaje.

Statistické údaje (Photoshop CS):

• Střední hodnota (Mean) – průměrná hodnota jasu ve všech bodech. Tato hodnota může být od 0 do 255. Pokud je menší, než 128, převládají v obrázku tmavé tóny a pokud je větší, než 128, převládají tóny světlejší.
• Odchylka (Std Dev) – udává rozptyl intenzit od střední hodnoty v obrázku. Čím je tato hodnota větší, tím je obrázek bohatší na různé stupně jasu. Čím je tato hodnota menší, tím na obrázku převládají plochy stejného jasu.
• Median (Median) – je téměř shodný s Mean. Bere v úvahu pouze ty hodnoty jasu, kde se vyskytuje nenulové množství obrazových bodů. Čím se více blíží Median a Mean, tím je histogram vyváženější.
• Obr. bodů (pixels) – celkový počet všech bodů zahrnutých do histogramu
• Úroveň (Level) – úroveň jasu na který je v histogramu umístěn kurzor
• Počet (Count) – počet obrazových bodů o daném jasu nebo jasů. Jedná se o úroveň jasu, na který je v histogramu umístěn kurzor, prípadně jasů, kde kurzorem v histogramu označíme při zmáčnutí levého tlačítka myši jasové úrovně. Hodnota ukazuje počet obrazových bodů v obrázku těchto jsových úrovní.
• Percentil (Percentil) – počet obrazových bodů v % od jasu 0 do jasu, kde je umístěn kurzor. Při zmáčknutí levého tlačítka myši je možné označit část histogramu a pak je to počet obrazových bodů v % všech označených jasů.
• Počet úrovní (Cach level) - udává, zda je histogram vypočítáván z reálných obrazových bodů (hodnota 1) nebo z údajů ve vyrovnávací paměti Photoshopu (hodnota větší než 1). Výpočet z reálných bodů je přesnější, ale pomalejší.

U Photoshopu CS se při editaci fotografie (např. úprava světla-stíny, úrovně, křivky aj.) původní histogram zobrazí světleji než nový histogram po editaci. Je to velmi praktické řešení, protože můžeme srovnávat foto před a po editaci.