一篇文章徹底看懂通道直方圖
昨天寫了一篇回答：這種照片的色調是如何調出來的？ - 葉明的回答
有不少人說沒太看懂，因此我覺得有必要就通道直方圖專門寫一篇文章介紹一下。
首先，我們知道色光的三原色是紅綠藍，而顯示器就是通過發出不同強度的紅綠藍這三種光線來展現豐富的色彩的。
一般的顯示器可以讓紅綠藍分別發出256個亮度等級，例如現在有一種顏色：R50，G150，B250，那就意味著顯示器將發出50強度的紅色，150強度的綠色，250強度的藍色來表現這種顏色。
那麼通道直方圖是怎麼繪製的呢？我們假設一張圖片現在有六個像素：
R G B
0 56 78
11 34 67
4 77 34
5 3 8
5 56 112
9 33 55
那麼紅色通道因為有1個0,1個11,1個4,2個5,1個9
所以紅色通道直方圖會有五個凸起，其中在5這個亮度等級上的凸起最高，為其他的兩倍。
同理，綠色通道直方圖也會有五個凸起，其中在56這個亮度等級上的凸起最高。
藍色通道直方圖會有6個凸起，這六個凸起的高度一致。
也就是說：如果通道直方圖在某個亮度上沒有凸起，那就意味著它沒有發出這個亮度等級的光。如果在0上沒有凸起，那就意味著它在所有像素中都發光了！
例如在下面這個綠色通道直方圖裡面，它就意味著綠色沒有發出0-43這個強度區間的光線，但這不意味著綠色沒發光！綠色發出的最弱的光線都是44這個亮度等級的。
因此，大家看到上面這樣的直方圖的時候，千萬不要以為陰影部分只有紅色發光，綠色和藍色都不發光，實際上是畫面中最暗的區域是紅色不發光（0對應的柱越高，就在越多的像素中不發光），綠色和藍色才發光。
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如果還不明白，舉一個類似的例子。
我們可以把通道直方圖當成一個班的成績統計圖，就相當於成績滿分是255分，最低分是0分。我們把紅色當成語文、綠色當成數學、藍色當成英語。
上面這個直方圖的意思就是：
語文成績從0分到255分的都有，並且考0分（不發光）的還不少。
上面這個直方圖的意思就是：
沒有一個人的數學成績是在0-43分，成績最差的都考了44分。
上面這個直方圖的意思就是：
沒有一個人的英語成績是在0-54分，成績最差的都考了55分。
我們不可能會在看到這個直方圖之後這樣說吧：你們班的數學和英語成績不行啊，好多同學都考了零分（不發光）。
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通道直方圖的意義十分重大，例如我們經常看到這樣的攝影風格：
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題外話：
RGB直方圖最左端有像素，並不意味著畫面中就有純黑色，因為RGB直方圖就是通道直方圖的疊加，RGB直方圖最左端有像素只意味著紅色、綠色、藍色三個通道中至少有一個通道的分量值為0，並不意味著所有的都為0（所有都為0才是純黑色）。
如果明度直方圖最左端有像素，那麼畫面中就一定存在純黑色，也就是說必定有一個像素的R、G、B三個分量值都為0，這是由明度直方圖的計算方法決定的。
它們三者之間的關係是：
RGB直方圖最左端有像素→nR、G、B通道直方圖至少有一個最左端有像素→n明度直方圖最左端不一定有像素
RGB直方圖最左端沒有像素→ R、G、B通道直方圖所有最左端都必定沒有像素→ 明度直方圖最左端必定沒有像素
明度直方圖最左端有像素→ R、G、B通道直方圖最左端必定都有像素→ RGB直方圖最左端必定有像素
明度直方圖最左端沒有像素→ R、G、B通道直方圖最左端必定不是都有像素→ RGB直方圖最左端也許會有像素
如果暫時不明白它們之間的相互關係也沒問題，這都可以推導出來的，下次再詳細講一下這三個直方圖之間的原理。
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