Mechatronika, Optika és Mûszertechnika Tanszék A Hisztogram használata a digitális képszerkesztésben Tárgy: Fotó és Készítette: Curávy Tamás képszerkesztési technikák B1Y6IV Elõadó: Antal Á kos Budapest, 2005.05.14
1. Definíciója Matematikai leírása: (ezt a fogalmat a valószínûség számítás terén használják) A gyakorisági eloszlás egyik ábrázolási módja. Az adatok nagyság szerinti csoportosításával kapott minden osztály fölé olyan téglalapot emelünk, melynek területe arányos a megfelelo osztályba eso adatok számával vagy relatív gyakoriságával. (idézve) Fotótechnikai megfogalmazása: A hisztogram a frekvencia-eloszlás grafikai ábrázolása, ahol az érintkezõ függõleges oszlopok szélességei arányosak a változó osztályszélességeivel, az oszlopok magassága pedig arányos az osztály frekvenciájával. (idézve) 2. Felépítése és értelmezése Koordinátarendszerünk vízszintes tengelyén balról jobbra haladva felvesszük a teljes szürkeskálát. Az origóban a legsötétebb szürkét, a feketét találjuk, ennek neve feketepont (angolul gyakran: blk point), skála a fehérpontnál (wht point) véget ér. Közben a teljes szürkeskálát megtaláljuk, a fotósok kedvenc középszürkéjét természetesen pontosan középen. A függõleges tengelyen láthatjuk az adott szürkeárnyalat elõfordulásának gyakoriságát. Ha nagyon sok pixel képviseli az adott szürketónust, akkor ott kiemelkedõ csúcsot látunk a hisztogramban. Ha kevés pixel felel meg az adott szürkének, akkor a hisztogram ott alacsony oszlopokat mutat. Ha épp nincs olyan szürkénk, a hisztogram meg is szakadhat azon a helyen. Photoshop hisztogramja A szürke tartomány
3. A hisztogram fajtái Leggyakrabban használt hisztogram a fotózásban a szürkére konvertált képé, mert a kép fényességeloszlásáról tájékoztat. Az expozíciót ennek alapján szinte mûszeres precizitással állíthatjuk be. Ugyanakkor értelmezhetõ az egyes RGB (vörös-zöld-kék) alapszínekre vonatkoztatott hisztogram is. Ilyenkor az egyes színcsatornák torzulásai is láthatóvá válnak. Ez egyfelõl a felvételi szûrõzésre ad segítséget, jelzi, ha rosszul állítottuk be a fehéregyensúlyt, valamint a képszerkesztõ programokban a színszûrést ezeken a csatornákon végezhetjük el. 4. Használatuk Egy jól exponált kép szürkére konvertált hisztogramja olyan eloszlást mutat, melynek az origóban kevés, majd egyre több képpont kerül a középszürke tartományba és a fehér ponthoz közeledve ez kevesebb lesz. Ha erre egy burkológörbét fektetünk, annak eleje és vége a nullához simuló, középen éri el a maximumát (ideális esetben). A helyesen exponált kép A kép hisztogramja Az ábrán érzékelhetõ a jelentõs középszürke tartomány túlsúlya.
Ebben az esetben használtuk ki a filmünk ill. az érzékelõnk teljes szürke tartományát, vagyis a teljes felbontóképességet. Ekkor kapjuk egyébként általában a legjobb árnyalatú képet,átlagos megvilágítás esetén. Alul exponált kép A kép hisztogramjának világosszürke tartományba szinte semmilyen részlete sem esik és látható, hogy a hisztogram el van csúszva a sötét tartomány felé. Túlexponált kép A túlexponált kép hisztogramján pedig túlsúlyban van az olyan képrészlet, ami a világos tartományba esik, sõt a teljesen világos tartományba. Ezt a jelenséget lehet hívni kiégésnek ha túl sok a világos, vagy akár a teljesen fehér rész, itt semmilyen részletet nem tudunk visszaadni, vagyis részlethiány a kép.
5. Az esetleges hibák javítása Hibát javítani mindig nehéz, különösen fényképen, ezért fontos a helyes expozíció. Manapság a digitális gépek legtöbbjén megtalálható a hisztogram funkció és a drágább gépekben már a fénymérés egyik elem is lehet, képes kijelezni az épp komponálandó kép szürke (vagyis fényerõ) hisztogramját. Viszont ha nem sikerült helyesen exponálni, akkor utólag módosíthajuk a képet a digitális technika elõnyeként. Alulexponált kép Mivel a túlexponált képen a fehér részre került részekben információ veszik el, ezért ezt már nem tudjuk pótolni. Lehetõségünk van a fotózásnál automatikus üzemmódban (P, Av, Tv, A, S és egyebek) az expozíciókorrekciót negatív irányban alkalmazni egészen addig, míg a kép valódi fehérpontja a helyére kerül. Túlexponált kép Mivel a feketepontnál nincsen sötétebb árnyalat, az elméletben tõle balra kerülõk is maradnak a feketepontban. A megoldás: automatikus üzemmódban (P, Av, Tv, A, S és egyebek) az expozíciókorrekciót pozitív irányban alkalmazzuk.
Egészen addig, míg a kép valódi feketepontja a helyére kerül. A hisztogramot szemlélve ez könnyû mûvelet. Manuális üzemmódban nyissunk a rekeszen (kisebb rekeszszámok) vagy hosszabbítsuk meg az expozíciós idõt. Digitális javítás Egy másik módon is javíthatjuk elrontott fényképünket. Ezt egy képszerkesztõ szoftverrel tehetjük meg, általánosan elterjedt az Adobe Photoshop program, mellyel könnyedén próbálkozhatunk. Példa A példa egy megoldást nyújt egy erõsen túlexponált kép javítására, persze tökéletes képet nem kaphatunk vissza. Látható, hogy a hisztogram eltolódott a világos felé. Ekkor a hisztogram alatt levõ nyilakat mozgatva levághatjuk úgymond a fényt, vagyis eltoljuk az ábrát. Így a képrõl eltûnik a túlzott fehér fátyol, de sajnos a teljesen fehér részekre nem sikerül sohasem visszcsalni némi részletgazdagságot.
Az új kép eredménye: Látható, hogy a széthúzás olyan módon történik, hogy átlagosan beszúr olyan képpontokat a képbe, amik köztes szürkék helyén nullát adnak, vagyis kevesebb fényt kapunk vissza eredményül. A példa saját próbálgatásom és tapasztalatom, nem tökéletes, de tökéletes megoldás nincs semmilyen hiba javítására. Ezért nagyon fontos a pontos és jól megmért, helyes expozíció. Curávy Tamás (2005) Felhasznált irodalom:? A Foto Art Magazin digitális fotósulija az internetrõl? Több angol nyelvû Photoshop Tutorial, szintén az internetrõl? A képeket az interneten találtam? A példa képeit magam készítettem