HISTOGRAM i fotografija

 

ˈhistəˌɡram/
A diagram consisting of rectangles whose area is proportional to the frequency of a variable and whose width is equal to the class interval.


 

Sta je to histogram ? cemu sluzi histogram ? zasto je histogram bitan ?
- istogram u fotografiji -

 

Histogramu se ne pridaje neki znacaj uzevsi u obzir svu digitaliju koja dans radi skoro sve za tebe. Ali jednom kada pozelis da se levelujes i krenes TI da diktiras toj masinici sta ce da radi a ne sta ona misli da bi ti hteo, histogram pocinje da igra ulogu konekcije izmedju tebe i pomenute masinice.
Ne pominjem znacaj u postprodukciji…jer to je tek druga dimenzija.
Zbog svega ovoga je super znati kako,zasto on bas tako radi ;)

Vrlo je prosto i logicno. Ne razumem zasto se u ogromnoj vecini slucajeva spominje ili na vrlo zamrsen i polu tajnovit nacin koji samo retki mogu da shvate ili se banalizuje - od strane ljudi koji definitivno ne razumeju kako histogram i svetlo funkcionisu.
Treca kategorija su komentari fotografa medju kojima ima i veoma poznatih koji se drze teorije da histogram mora da bude idealan brdasce …blablabla…bulshit !

Pre nego sto pocnem o histogramu u fotografiji potrebno znati sta je zapravo taj histogram uopste. 

Histogram je graficki prikaz neke, uglavnom, ucestalosti i ima veoma siroku primenu.
TIP: Drzi se, necu otici predaleko u tehnikalije… samo nastavi dalje… ;)
Bukvalno se u koristi u svim sferama. Od gradjevinarstva, preko statistike sve do umetnosti, matematike itd...

Recimo histogram jedne voznje od Beograda do Ulma u  Nemackoj bi izgledao NA PRIMER ovako:

 
 

Ovakav nacin prikaaza nam je svima poznat i lako se moze videti da je neko veoma jurcao izmedju drugog i treceg sata voznje nakon cega je naglo smanjio brzinu zbog nekih radova na putu u cetvrtom satu, a onda opet nagazio gas na autobanu oko sestog sata. I vozio tako sledecih dva sata, kada je u osmom satu poceo drasticno da smanjuje. 
Uz probijanje kroz spic i guzvu napokon nakon 12 sati stigao na odrediste. HUH !

OK ? 

Histogram se koristi za graficko prikazivanje raspodele frekvencija, raspodele relativnih frekvencija i procentualne raspodele. - Citaj dalje, jasno je da ovo moze da zvuci po malo...votafak...

Jos jedno objasnjenje koje sam davno procitao negde: 
Histogram je dijagram koji se sastoji od niza spojenih pravougaonika cije su osnovice grupni intervali naneti na x-osu, a visine su frekvencije grupnog intervala (ili relativne frekvencije ili procentualna ucesca) nanete na y-osu. 

I ako se ovakvo graficko prikazivanje po svom "fizickom" izgledu deli na poligone, strukturni krug poznatiji kao pita i histograme, sve se svodi na vrlo slicnu stvar. 
Histogrami mogu biti svih moguci oblika, boja, sara, pitice, grafikoni itd, ali svrha im je vrlo slicna. Oni prikazuju skupove nekih prikupljenih, neuredjenih a nama bitnih podataka pomocu grafikona koji su  tako laksi za analizu, lakse sagledivi i samim tim nama mnogo upotrebljiviji. 
Mnogo je lakse gledati u grafikon i shvatiti sta se desava nego niz gomile cifara.

Gotv deo koji sam bas bas izbegavao jer pre njegovog kraja ljudi zapale bez da daju sansu ;)

ako izdrzis samo da procitas do kraja garantujem da ces na kraju biti apsolutno siguran sta i kako histogram radi. Samo nastavi da citas… ;)

  • primeri razlicith histograma, prikaza podataka kroz tabele:

 
 

HISTOGRAM U FOTOGRAFIJI

 

Posto se ovde fokusiram na histogram u fotografiji odmah na pocetku moram da pomenem da ne postoji idealan izgled histograma. Fotografi cesto kazu da histogram ne valja, sto pocetnicima moze da bude stepenik u nazad misleci da oblik histograma utice na ekspoziciju, pokusavajuci da im histogram bude, dopadljiv, vizuelno lep, simetrican sta god.
Cesto se daju i primeri idealnog histograma. #%$^#@!!  rekao sam da necu vise psovati, kolega mi skrenuo paznju u jednom od postova. :S

Realnost je potpuno suprotna.

Zapravo ekspozicija diktira histogram, a histogram samo graficki prikazuje podatke - kolicinu piksela odredjenog tona.
Histogram prikazuje samo koliko ima kojih tonova na fotografiji. On prikazuje rezultat neke ekspozicije i nista vise. 
Moze da ne valja ekspozicija a histogram je savrseno u redu jer apsolutno tacno prikazuje tu ekspoziciju, kakva god ona bila. 
Svaka scena se moze eksponirati na gomilu nacina a da li je to dobro, da li bas tako hocemo da li je dobra fotografija zavisi od zilion faktora. Sve to mr.histograma apsolutno ne zanima. 
Njega ne zanima ni da li je na fotografiji planina, dete, model ili macka. Da li je prelep plavi potok sa gomilom zelenila. Ili je neki opasno dobri fine art u pitanju...Narandzasti zalazak sunca sa predivnom stenom...NISTA od TOGA ! 
On ne gleda STA je na fotografiji i kojih je boja. 
On samo vizuelno prikazuje raspodelu tonova po fotografiji.
Setite se grafikona !
 

Idemo dalje,

Histogram cine 256 podeoka, pojednostavljeno se deli na 3 dela: senke, srednje tonove i hajlajte. Otprilike 1/4, 2/4, 1/4. 
Poznato je da postoji Bela i Crna tj osvetljenje svakog piksela 0 i 1. Izmedju crne i bele postoji 254 nijansi sive. 
Ovo vizualizujte kao dimer na lampi. moze da se ukljuci sijalica i da se iskljuci ali izmedju moze lagano da se pojacava intenzitet svetla sve do pune snage.
Nula je CRNA a 256 je skroz BELA. (u 8bit sistemu - 2^8)
 

traka od crne do bele .jpg

Svaka od tri boje koje se koriste u digitalnom svetu RGB - crvena, zelena i plava mogu imati 256 nijansi intenziteta. 
Od nule, sto je ponovo crna jer nema svetla ni malo...mrak, nista...do 255 gde je svetlo toliko jako da ostaje samo bela. Sve izmedju su nijanse (razliciti tonovi) te boje.

Posto histogram ne zanimaju boje vec samo intenzitet osvetljenja, *CRNO\BELO, on boje ne uzima u obzir, vec samo intenzitet. 
Kada prikazane RGB boje pretvorimo u crno-belo vidimo da sve tri boje izgledaju potpuno identicno celim svojim spektrom. I zbog toga histogram prikazuje samo osvetljenje a ne i boju, oblik itd.

Primer toga mozete videti u slici ispod (povuci slajder levo desno za prikaz boja i crno belu konverziju)  

 
 
 

*postoje i histogrami koji prikazuju svaku od RGB boj, ali sada se folusiramo samo na intenzitet tona.

 

Nasi racunari imaju piksele koji mogu da budu crveni zeleni i plavi. svakog od njih mozemo videti u 256 stanja sto daje nesto vise od 16 miliona boja njihovim mesanjem. *256^3
OVDE MOZETE POGLEDATI VISE O BOJAMA _ LINK , ali ovde treba napomenuti da se mesanjem te tri boje piksela odredjenog intenziteta dobijaju kombinacije koje mi vidimo kao sve ostale boje. Tj sve ostale boje se dobijaju mesanjem ove tri osnovne RGB.

 

primer: RGB MIX boja + kako se iz RGB-a dobija CMYK.  Tri izvora belog svetla sa 3 razlicita filtera. CRVENI, PLAVI I ZELENI.

primer: RGB MIX boja + kako se iz RGB-a dobija CMYK.
Tri izvora belog svetla sa 3 razlicita filtera. CRVENI, PLAVI I ZELENI.

RGB/CMYK Primer kako pikseli na nekom displeju jedan do drugog prave boje koje mi percepiramo kao OSTALE.

RGB/CMYK Primer kako pikseli na nekom displeju jedan do drugog prave boje koje mi percepiramo kao OSTALE.

 
16 miliona boja koje se mogu dobiti kombinacijom RGB piksela pixela i 256 razlicitih stanja.

16 miliona boja koje se mogu dobiti kombinacijom RGB piksela pixela i 256 razlicitih stanja.

 
 

Da se vratim na histogram...

Histogram se u digitalnoj fotografiji moze sresti na samoj kameri kao i u raznim programima za obradu fotografije i manipulaciju. Cesto se koristi prilikom editovanja fotografije ili razvijanju RAW fajlova.
Na vecini digitalnih  kamera, danas postoji live view na kom moze da se vidi histogram na kom lako moze da se uoci pomeranje u odnosu na menjanje ekspozicije. Sto moze biti korisno u nekim situacijama.
 

Generalno se izbegava da na fotografiji postoje pikseli koji su skroz crni (0) ili skroz beli (255). Uglavnom se ti pikseli javljaju prilikom greske u eksponiranju. 
U fotografiji se zbegava takozvani "clipping". Zanci da se histogram rasirio vise od 256, sto znaci da na fotografiji ima delova koji nemaju informaciju u sebi. 
Na primer:  bela otisla isuvise desno. tj da bela nije na mestu 255 nego recimo 300. To znaci da svi tonovi od 255 - 300 ne postoje. Takodje moze da se desi da svi tonovi od recimo 50 budu na mestu nule. Sto znaci da tonovi izmedju 0 i 50 ne postoje. Dakle u hajlajtima i senkama ne postoje detalji.
Do ovoga moze da dodje iz dva razloga, greska fotografa ili TAKO SAM 'TEO. 

 

 

Primeri histograma u odnosu na ton

 

Svaka digitalna fotografija se sastoji iz gomile piksela koji se na ovom primeru mogu videti prilikom velikog uvecanja/zooma. 
Svaki piksel moze biti u 256 razlicitih tonova. I u zavisnosti od toga ce biti razvrstan u histogramu na svoju poziciju i biti racunat.

 
 

Kao sto sam vec pomenuo histogram belezi koliko kojih piksela ima na fotografiji. Tako da bi histogram skroz crne fotografije bio zalepljen u levu stranu. Jer bi pokazivao da ima samo crnih piksela.
Takodje skroz bela fotografija opaaasno preeksponirana bi bila zalepljena samo za desnu ivicu jer su tamo svetli tonovi. 
 

Primeri histograma skroz crne slike/fotografije i skroz bele. 

 
 
 
 

 

Nekoliko primera histograma u odnosu na "sliku" 

Sve gornje figure bi imale identican histogram. Zasto ? 
Zbog toga sto istu povrsinu zauzimaju pixeli bele i crne boje. Histogram SVIH grafika iznad bi izgledao ovako: 

skroz levo su crni i ima ih isto koliko i skroz desno belih. Histogram pokazuje dve linije na mestima crne i bele. Zapamtiti da histogram "gleda" samo BROJ piksela odredjenog intenziteta. 

 

 

Kod ovog primera vide se cetiri tona odnosno crna, dve nijanse sive i bela. Histogram bi izgledao kao u primeru. Jedna linija na mestu crne i jos tri linije na mestima gde su pikseli tog tona. 
Linije su identicnih visine obzirom da svaki ton ima isti broj piksela na ekranu. 

 
 

 

Dok u ovom primeru ostaju isti tonovi, ali je raspodela malo drugacija, odnosno svaki ton ima drugaciji broj piksela na ekranu i shodno tome histogram bi izgledao drugacije. Bele ima najmanje i linija na histogramu na mestu za belu (skroz desno je najmanja) itd. 

 

 

Ovde vidimo dva primera potpuno drugacijih histograma, ali sada je jasno zbog cega izgledaju ovako, i sta sve te linijice znace tako postavljene jedna do druge na histogramu. 
Setite se da je histogram podeljen na 256 podeoka po horizontali. Horizontalna linija histograma predstavlja ton a vertikalna osa predstavlja kolicinu. 
Kod primera iznad videli smo samo cetiri razlicita tona. I cetiri linije na histogramu. Dok u ovom primeru ima mnogo vise tonova tako da je i histogram poceo da bude slozeniji. Ali svodi se na isto. 

 

Ravna linija na histogramu pokazuje da tih tonova nema na fotografiji sto je u ovom primeru gomila tonova na levoj strani. 
Na pocetku histograma je mali pik sto su tamni pikseli na samoj ptici, ostalo nema nista sve do svetlijih tonova koji dominiraju "brdom" na desnoj strani histograma.

 
 

U ovom slucaju po fotografiji se vidi da ce gomila piksela biti na desnoj polovini histograma jer dominiraju tamni tonovi sa malim pikom na kraju gde se nalazi sunce na fotografiji - svetli delovi, skoro sve ostalo su senke i srednji tonovi.

 
 

Zbog cega je histogram bitan ?

Histogram je cesto bitan prilikom eksponiranja same fotografije. Naravno cesce se histogram ni ne gleda, pogotovu kod iskusnih fotografa, ali se desava da je po nekad vrlo bitan. 
Pogotovu kod nekih landscape fotografija gde pokusavamo da spakujemo celu scenu u okvir dinamickog opsega kako bi zapisali sto vise informacija i spakovali u fotografiju. Gde postoji velika razlika izmedju hajlajta i senki. 
Gde ne zelimo da imamo pomenuti clipping. I kada nam vreme dozvoljava da na tenane eksponiramo sto savrsenije. 
Pomocu histograma mozemo dovesti crne na desnu stranu tik do klipinga kao i bele tonove. Dakle pun dinacki opseg cemo iskoristiti lakse ako koristimo histogram kao alat za to. 

Takodje prilikom razvijanja RAW fajlova ili post produkcije cesto je histogram odlican alat za sagledavanje sta se desava sa fotografijom. Poznavanje kako histogram funkcionise i sta zapravo pokazuje nam moze pomoci prilikom obrade fotografije. 

Lightroom ili Photoshop imaju odlicne alate kao sto su CURVES i LEVELS koji nam bez poznavanje histograma ne znace puno i prakticno samo napamet mozemo pomerati klizace bez da zaista razumemo sta se desava i zasto. 

Cesto se desava da se obrada, postprodukcija radi napamet i random, pa ako nam se svidi super ako ne idemo dalje i drugacije. Ali se takodje cesto desava da tacno u glavi imamo sta zelimo da postignemo i tu histogram moze da pomogne, odnosno alati koji su direktno povezani sa histogramom. 

Postoji i nesto sto se zove HDR - high dynamic range. 
Uglavnom se pravi od 3 fotografije razlicito eksponirane koje se spajaju u jednu. Dakle ako zamislimo jednu fotografiju enterijera na kojoj imamo recimo dnevnu sobu sa velikim prozorom. Skoro je nemoguce eksponirati tako da unutrasnjost prostorije bude eksponirana kako valja i da ujedno i spoljasnost koja se vidi kroz taj prozor vidi kako treba. 

zasto ?  Zbog razlike u osvetljenju, Kamera moze da uhvati samo jedan deo osvetljenja i ako je razlika prevelika jedan deo fotografije ce biti izvan  tog opsega. 
Jer ako eksponiramo tako da unutrasnjost bude dobro eksponirana spoljasnost koja je daleko svetlija ce biti izvan 255 na histogramu i bice sprzena uglavnom. 

ako uradimo kontra i eksponiramo prema spoljasnosti, unutrasnjost ce biti suvise tamna. 

Tu stupa na scenu HDR fotografija gde se jedna fotografija na primer eksponira za spoljasnost jedna za unutrasnjost i kada se spoje i pravilno obrade dobijamo HDR fotografiju koja je daleko izvan dinamickog opsega vase kamere. Na taj nacin ce i spoljasnost i unutrasnjost biti pravilno eksponirana odnosno videce se detalji i napolju i unutra. 
HDR tehnika se uglavnom koristi u arhitekturi i kod landscape fotografije gde su velike razlike u osvetljenju, a potrebno je spakovati svaki detalj na fotografiju bez gubitka detalja u hajlajtima ili senkama.  
Danasnje DSLR kamere imaju poprilican dinamicki opseg ali i dalje je premalo kod velikih razlika u osvetljenju. 
Dinamicki opseg se takodje moze prosiriti  i bez sklapanja vise fotografija razlicite ekspozicije pomocu dodatnog osvetljenja, reflektora, ND filtera itd,
Ova tehnika moze da izgleda odlicno ako se uradi kako treba, Ali precesto se vidja "HDR" koji ne lici ninasta.


Primer za NE NIKAKO "HDR" 

Toliko o HRD fotografiji za sada a ivse pogledajte OVDE

I na kraju treba reci da se ne treba slepo drzati histograma i ne treba po svaku cenu izbegavati clipping, Histogram se moze upotrebiti kao nekakav guide, kao alat koji moze pomoci prilikom eksponiranja ali naravno da se prvenstveno treba oslanjati na fotografiju i sta zapravo zelimo, odnosno kako zelimo da fotografija izlgelda. Pa cesto i ako histogram vristi da fotografija nije dobro eksponirana - IGNORE. Jer ipak na kraju krajeva kamera pojma nema sta vi zelite. I potrebno je da sa druge strane kamere bude fotograf a ne jos jedna masina koja samo klikne na shutter.