不懂它，何談曝光？直方圖的前期應用

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不懂它，何談曝光？直方圖的前期應用2016-05-26 00:00:00就像骨科醫生需要X光片來精確的診斷傷情一樣，攝影師也有工具來排除相機、顯示器以及環境的干擾，客觀的解讀一張照片的明度分布。而這個「攝影師的X光片」就是直方圖。直方圖在攝影中有兩個作用，一是在前期指導我們最優化的記錄下原始信息，二是在後期幫助我們重新平衡相片各區域的亮度分布。本文將主要談談如何參考直方圖，在前期拍攝一張曝光合理，而且能最多最好的記錄下原始信息的raw文件。

直方圖是什麼？當我們去掉照片的彩色信息，剩下的這張黑白圖片就只記錄了當時環境的亮度分布。圖片中的亮度是由兩個因素決定的，一是原來物體的亮度，例如陽光下的積雪很亮，而黑色的抓絨帽就會比較暗，二是由我們的相機曝光決定的，不同的參數可以獲得不同的曝光效果。

ADVERTISEMENT人們把照片的亮度分為0到255共256個數值，其中0代表純黑色的最暗區域，255表示最亮的純白色，而中間的數字就是不同亮度的灰色。

如果我們進一步把亮度分成5個區域。其中曝光度(中間調)是照片的中間亮度區域，這塊區域裡影調非常的豐富和細膩，大量細節都在這種適中的亮度下表現了出來。兩邊的陰影和高光分別對應了照片的較暗和較亮區域，雖然他們細節沒有曝光度區域那麼細膩，但是仍然儲存了大量的信息。我們經常說提高陰影，降低高光可以找回照片的細節，就是指的把這兩部分區域的亮度往中間的曝光度區域靠，從而讓和過渡和層次變得細膩起來。最後黑色是照片中最暗的區域，白色是照片中最亮的區域，這些區域裡基本沒有任何細節，但黑色和白色區域的像素給照片製造了對比和反差。ADVERTISEMENT當我們用橫軸代表0-255的亮度數值，豎軸代表照片中對應亮度的像素數量，這個函數圖像就被稱為亮度直方圖。

一般的數位相機，都可以在拍攝前的顯示屏取景預覽窗口，或者拍攝完成後的照片瀏覽窗口中，設置直方圖的查看選項，可以參考相機的說明書進行設置。直方圖在攝影的前期有3個參考作用：(1) 發現照片中的過曝和欠曝區域(2) 提示環境亮度反差是否超過了相機能記錄下來的寬容度(3) 幫助我們準確的向右曝光，獲得質量更高的信息記錄1.發現照片中的過曝和欠曝區域我們拍攝照片的時候，相機就通過快門曝光，把現場環境的實際亮度映射到了0到255的照片記錄區間上。一張最理想的曝光應該如下圖，直方圖如同正態分布曲線一樣，在白色和黑色部分有少許的記錄，一些像素分布在了陰影和高光區域，但更多的像素還是在直方圖中部的中間調範圍。

一旦我們曝光參數設置不對，照片就會欠曝或者過曝，體現在直方圖上就是一側有大量空白，另一側卻像素溢出被直方圖的邊緣切斷。一張嚴重過曝的照片直方圖會像下圖這樣，直方圖右側被直接切斷，255的純白亮度值那含有非常多的像素。這意味著天空中紅圈裡亮度很高的部分，由於相機寬容度的原因，只能以純白色的形式記錄在照片里，細節全部丟失了。同時照片的暗部並沒有多少像素，說明我們並沒有完全利用照片記錄信息的空間。這個時候就需要通過降低曝光補償，縮小光圈，降低ISO，加快快門速度的方式來減小曝光。

類似的，一張欠曝的圖片，最右側0值的純黑區域也有大量的像素存在。2.提示環境亮度反差是否超過了相機的寬容度如果直方圖的白色和黑色區域並不是空白，又同時出現上面說的過曝和欠曝現象，則意味著環境裡的亮度差別太大，相機已經難以記錄下全部信息了。這個時候直方圖提醒我們，需要使用漸變灰濾鏡或者包圍曝光再後期合成的辦法，來平衡光比了。例如這張馬六甲清真寺的照片，如果想記錄下暗部區域的枯木細節，則亮部的太陽周圍天空全部過曝溢出，一片死白。

如果要表現亮部的細節，超出相機寬容度的暗部又全部以0值的死黑色記錄了下來，丟失掉所有的細節。

這個時候我只能包圍曝光的辦法同時拍下上面的兩張圖片，這樣圖片亮部和暗部被分別記錄在了兩幅圖裡。後期再用蒙板合成兩張圖片，這樣亮暗部信息都被反映在了新的圖像中。

3.幫助我們向右曝光相機記錄信息的時候會同時產生噪點。在較亮區域，因為記錄下的光線多，所以噪點並不明顯。而在較暗區域，相機記錄的光線信號很少，噪點就會一下子突顯出來。特別是如果後期再對暗部提亮，噪點就會更加明顯。這種情況我們稱之為「信噪比」(晶片收到的光線信號與晶片本身噪點數量的比值)太低。為了提高照片的「信噪比」，2003年攝影師 Michael Reichmann提出了「向右曝光」的概念。即在照片亮部不溢出的情況下，讓照片中的像素儘量的記錄在更亮的區域內。也就是直方圖儘量的靠右，讓白色區域總是存在一些像素。比如這是一張蒲甘照片的最終成品，像素主要是分布在直方圖的中間，體現晨霧的朦朧。

但拍攝的時候，我使用了向右曝光。原圖的直方圖有點「偏右」，我強制讓直方圖最右側部分進入了白色區域。肉眼看起來原圖是有點輕微過曝的，但後期壓暗後我卻獲得了噪點數量更少的優質照片。

因為相機顯示屏的效果局限，以及人眼對亮部的特別敏感。一般向右曝光的照片直接看起來都是過曝的，很難與1中提到的難以挽救的嚴重過曝區分開來。此時只有直方圖才能幫助我們準確的掌握曝光信息，只要直方圖最右側純白色的位置沒有堆積大量像素，照片就是「向右曝光」，而不是難以挽回細節的嚴重過曝。