直方图基础教程（一）一、直方图的含义 随着数码相机(以下简称DC)图像处理技术的不断发展，越来越多的相机内置了直方图的功能虽然直方图对初学者来说，还很陌生但它却早已存在于我们的生活、工作中如在著名的图像处理软件Photoshop里面，对应直方图的命令就是Histogram(中文版为“直方图”) 直方图也叫柱状图，它以坐标轴上波形图的形式显示照片的曝光精度，其横轴表示亮度等级，从左侧0（暗色调）到右侧255（亮色调），将照片的亮度等级分为256级，而纵轴则表示每个亮度等级下的像素个数，峰值越高说明该明暗值的像素数量越多，在画面中所占的面积也就越大，将纵轴上这些像数值点连接起来，就形成了连续的直方图波形通过直方图的横轴和纵轴我们可以理性地判断曝光是否合适，影像的层次是否丰富，是否超出了数码相机的动态范围等等在Photoshop中，依次单击“图像→调整→色阶(快捷键:Ctrl+L)”即可打开色阶调整框，对图像的直方图进行调整，以此控制图像的明暗变化当然，要想使用直方图，首先得学会如何解读“直方图以一般的正确曝光的要求来看，一幅照片需要有丰富的层次，无论是高光部分还是阴影部分，细节层次越多越好。
这样的照片通过直方图来显示时，则从左到右都有曲线分布，同时直方图的两侧不会有像素溢出二、直方图详解典型的直方图形状有以下5种，分别对应不同的曝光状况（由于数码相机与Photoshop的直方图显示方式相仿，故以Photoshop上的直方图显示为例，以便于直观了解）： 1. 平滑型—曝光正确图1 正确曝光照片的亮度色调分布应该是比较平均的，表现在直方图上其曲线形状看上起平滑饱满，由左端0位置开始，渐进变化，平滑过渡到右端255这个位置，在各亮度等级上均有像数表现，并且在左端（最暗处）和右端（最亮处）没有溢出现象，保留着各亮度的细节层次如图1所示，图1的直方图中没有断档和溢出，说明这是一幅曝光准确的照片，亮部和暗部都保留了丰富的层次和细节图2而图2虽然过渡并不平滑，但亮度和暗部均没有溢出，中间也没有断档，所以也是一幅曝光准确的照片2. 右坡型—曝光不足 曝光不足照片的直方图曲线波形偏重于左侧，多数的像素集中在左侧，波形图的右侧有较明显的下降，并且其右侧到255（最亮处）位置处有一段空白，很少甚至没有像素这种照片看上去过于暗淡，暗的部位较多，亮调不足，可通过增加曝光补偿、增大光圈或降低快门速度来调整。
在用Photoshop进行后期处理时，可以点击“图像→调整→暗调/高光”，拖动“暗调”项滑杆来修正曝光不足图3 如图3所示，直方图左边暗部看不见末端，且峰值有溢出现象，表明该幅照片的暗部细节没有被数码相机完全记录下来，溢出部分在照片里表现为“死黑”，这些像素的记录值为0，而右边亮部的峰值很低，且所占比例很小，说明这幅照片曝光不足，画面偏暗，需要增加曝光3. 左坡型—曝光过度 过曝照片的直方图与曝光不足照片的直方图刚好相反，像素集中于右侧，而左侧的像素很少，从0（最暗处）到曲线波形的起始处有一段空白，很少甚至没有像素，照片的色调很亮，或有大面积的反光源拍摄时可通过减少曝光补偿、缩小光圈或提高快门速度来调整曝光设置在用Photoshop进行后期处理时，可以点击“图像→调整→暗调/高光”，拖动“高光”项滑杆来修正过曝现象图4 以图4为例，右边亮部的曲线溢出，溢出的部分在照片里表现为“死白”，左边曲线很低，说明画面亮部曝光过度，亮部细节有明显损失4. 中凸型—反差过低 直方图上的像素集中在曲线的中间部位，波形在中间凸起，两边下降，靠近0和255位置没有像素，缺少暗调和亮调，对比度不足，照片看上去模糊、灰蒙蒙。
这种直方图很常见，主要时拍摄时天气等环境因素影响造成，比如有雾、沙尘、太阳光太强等，可使用偏震镜等设备加于调节在用Photoshop进行后期处理时，可以点击“图像→调整→色阶”，将两端黑白场滑杆分别移动到直方图两侧起始点稍稍向里一点的位置，可使照片的影调得到一定的调整图5 图5的直方图的峰值集中在中间，左边暗部和右边亮部都缺失，说明图片反差过低，在阴雨天或者光线不足的条件下拍摄很容易出现反差过低的情况，这张照片就是在阴天拍摄的5. 中凹型—反差过大 这种照片的直方图曲线波形是两边高、中间凹陷，像素主要集中在左右两侧，中间很少，照片有明显的暗调和亮调部分，但中间中等亮度部分比较缺少，明暗反差大这种直方图除了特意进行剪影或高反差创作外，主要是没有掌握好测光部位及测光方式，可以将测光点定位在明暗交接部位等方法进行调节在用Photoshop进行后期处理时，可以点击“图像→调整→暗调/高光”，分别拖动“暗调”和“高光”项的滑杆来修正图6 从图6的直方图可以看出，两侧峰值都有溢出，说明画面反差过大，亮度和暗部细节都有所损失，拍摄时最好用中灰减光镜减小反差，或者根据需要以亮部或者暗部为基准曝光，以此图为例，刻意突出松树的质感，而忽略云层的细节。
尽管直方图上看上去反差过大，但仍达到了笔者想要的结果三、实战直方图图7 图7是一张正常曝光的建筑物照片及其对应的直方图我们可以看到，在直方图中比较靠左的位置，波峰比较高而且比较密集，这是因为建筑物的背影有较多的暗部区域，而直方图中左侧的位置正是反映暗部区域的分布情况的在直方图中央偏右的位置，我们又可以看到一个较高的波峰，这是因为图像中大片的黄色区域所对应的亮度正在这里在直方图的最右端，我们可以看到一个较小且突出的波峰，对应在图像中，代表的就是建筑物上圆柱体的强烈反光，由于亮度太大，超出了直方图所能表示的范围，所以便体现在最右端形成了一个波峰根据直方图所表达的内容，这张图片的亮度基本都在其所能表现的范围内，并没有太多的溢出部分更为关键的是，这张图片中各个物体的亮度，是符合我们的一般认识的，可以认为，这张图片的曝光是比较准确的 图8 需要指出的是，并不是直方图中波峰居中且比较均匀的图像才是曝光合适的，判断一张图像的曝光是否准确，关键还是看它是否准确地体现出拍摄者的意图比如通常的夜景图片，在直方图中就是暗部区域的波峰居多以图8为例，直方图中的大片黑色都集中在左侧区域，说明图像中的暗影部分很多，这也符合人们对夜景的一般概念。
还有一个比较小的波峰出现在直方图的右端，对应在图像中就是灯光造成的高亮部分虽然这张直方图中的图线并没有均匀地分布在中央的位置，但是由于拍摄的景物特殊，因此也是曝光正确的一个例子这种情况在日常生活照片中比较少见，但是相信对于大家理解直方图的概念会有很大的帮助 为了得到曝光合适的摄影作品，我们可以运用各种方法来改变曝光参数，直到直方图显示的图像的色阶分布达到我们的拍摄目的下面将通过三个例子来给大家演示如何运用不同的拍摄技术达到准确曝光的目的(注:为更清晰地表现直方图，本文例子将用Photoshop中的直方图进行表示)方法一:利用曝光补偿功能，直接调整曝光量图9 图10图11 图9是香港铜锣湾热闹的夜市灯光，整个画面以各种灯箱招牌、霓虹灯为主直方图的两个曲线波峰分别集中在两侧并溢出，这说明照片的明暗反差过高，画面中的亮部、暗部画面的细节都将会产生不可逆转的损失通过分析当时的情况，很容易看出很多景物都被“隐藏”在直方图的暗部区域中，没有得到表现这时，我们通过增加0.3～0.7个曝光补偿(+EV)即可得到图8的效果可以看到，刚才漆黑一片的景像已经增加了很多细节，而整个图像的表现也比较接近肉眼的感觉了。
此时，如果再增加0.3～0.7个曝光补偿(+EV)，就会得到像图9这样的效果:图像明亮了许多，但是暗部噪点明显增多，整个画面也全无夜景的氛围了因此，如果像图11这样曝光，暗部的细节确实可以得到很充分的体现，但是亮部过曝太多，图像效果反而不好，这就是过犹不及的道理因此，如果我们在直方图上看到了像图11这样的过曝所造成的亮部细节丢失严重的问题时，就可以通过减0.3～0.7个曝光补偿(-EV)来修正，以得到如图8的效果 方法二:灵活使用测光方式相机的曝光量是由其内置的测光程序在确定亮度等数据之后，结合机内的曝光数据计算得到的在通常情况下，默认的测光程序都是中央重点测光，这种测光模式在多数情况下都可以得到正确的曝光参数但是也有例外的情况，这时，我们就可以利用相机的点测光功能，并针对亮度为中性灰(近似于亮与暗的中间地带)的区域测光得到可以满足多数条件下合适的曝光参数类似的测光方法还有多点测光等，要根据相机的具体功能，并结合使用经验加以应用 方法三:直接调整曝光参数经验丰富的拍摄者则更可根据直方图的数据，大体估测出应该补偿的曝光量，手动对光圈、快门等曝光参数进行调整不仅可以得到合适的曝光量，而且还可以根据实际的情况，结合景深、曝光速度的考虑得到更为合理的曝光参数。
比如说图3的情况，数据量都集中在暗部，一般来说这种情况就是曝光不足，明显亮部的数据有缺失，这时就可以适当的放大光圈或者降低快门速度使得曲线右移，更加平均，或者适当增加EV值，也可以达到调整曲线的作用 另外，为了降低后期处理的难度，拍摄时也不能过去偏离自己的曝光要求拍摄时最好掌握以下两大曝光原则： 首先，就是尽量不要让直方图有数据溢出的情况，也就是尽量不要有顶出去的曲线，这种情况就表示这种色调超出了相机处理的能力，这种色调会有细节的缺失当拍摄场景的动态范围超过数码相机的动态范围时，至少要保证直方图亮部或暗部其中一项不溢出，这时最好的办法是用中灰减光镜降低反差，或者也可以根据你的拍摄需要以亮部或暗部为曝光基准，另外也可以将相机架在三脚架上用包围曝光拍摄几张照片，再在后期用Photoshop等图像处理软件叠加，以扩展照片的动态范围 其次，白加黑减原则具体的做法是：如果你拍摄的主体是黑色(或深色)，那么你需要减少曝光量，如果你拍摄的主体是白色(或浅色)，那么你需要增加曝光量白加黑减原则，还可以进一步进行推广：在较为阴暗的环境下，为了表现出阴暗的气氛，我们可以将阴暗场景看作是深色的环境，于是拍摄时需要减少曝光，反之亦然。
白加黑减”这一曝光法则不仅适用于传统相机，数码相机也同样适用在画面中亮度或暗部占据很大面积时，要适当增加或减少曝光，至于增加或减少多少曝光量，则根据拍摄场景中所占的比例而定深入贯彻落实科学发展观和党的十七届五中全会，及全国、省、市纪委工作会议精神，坚持以人为本、执政为民理念，坚持标本兼治、综合治理、惩防并举、注重预防的方针，弘扬理论联系实际的马克思主义学风actively carry out the law on civil air defense education, drawn out of the air defense in Pingliang city Building under easy fare, daily special inspection and regulation, overfulfilled the province upper and lower knots of up to 500,000 yuan fee collection tasks. 5, further standardize internal management, improve staff quality. Adhere to the9。