Что представлено на гистограмме
Что представлено на гистограмме
Гистограмма — полезный, но часто неправильно понимаемый инструмент, который ваша камера предоставляет, чтобы помочь вам получить правильную экспозицию на ваших изображениях.
В этой статье я расскажу, как её читать и использовать в своих интересах. Получение наилучшей экспозиции (не существует такого понятия, как «правильная» экспозиция, поскольку всё это субъективно) должно быть вашей целью каждый раз, когда вы нажимаете кнопку спуска затвора. С помощью этих советов, вы сможете увеличить свои шансы получить нужное вам изображение.
Что такое гистограмма
Определение из википедии: — способ представления табличных данных в графическом виде — в виде столбчатой диаграммы.
Количественные соотношения некоторого показателя представлены в виде прямоугольников, площади которых пропорциональны. Чаще всего для удобства восприятия ширину прямоугольников берут одинаковую, при этом их высота определяет соотношения отображаемого параметра.
Вам все понятно?! Но давайте посмотрим на это чуть проще.
Как читать гистограмму
Гистограмма — это графическое представление пикселей, отображаемых на вашем изображении. Левая часть графика представляет черные тона или тени, правая часть представляет светлые или белые тона, а средняя часть — средние тона. Высота пиков соответствует количеству пикселей в этом конкретном тоне. Каждый тон от 0 до 255 (o — черный, 255 — белый) имеет ширину в один пиксель на графике, поэтому представьте график в виде гистограммы, сплющенной вместе без пробелов между каждой полосой. Взгляните на диаграммы ниже:
Что мы можем узнать из этой гистограммы
Есть много вещей, которые мы можем узнать об изображении, просто взглянув на гистограмму.
Мы можем сказать, что изображение хорошо экспонировано, если оно полностью проходит от края до края без пробелов с одной стороны графика и не поднимается сильно вверх с одной или другой стороны. В идеальном мире он должен касаться только левого и правого краев, а не выступать по сторонам, с красивой аркой в центре. Однако это не всегда применимо в каждой ситуации, для каждой сцены. Вот несколько примеров:
Когда гистограмма говорит вам отрегулировать экспозицию
Пробелы на обоих концах указывают на то, что вам не хватает информации, и экспозицию можно сместить без потери деталей. Когда ваш график слишком сильно смещен в одном или другом направлении, так что он даже не касается другого края — это означает, что вы можете смело сместить экспозицию, чтобы охватить больший диапазон тонов. Давайте смотреть!
Что означают скачки по бокам
Скачки вверх по левому или правому краю указывают на «обрезку» этого тона и потерю деталей в этой области. Обрезанные области часто невозможно восстановить, но обычно рекомендуется выставлять так, чтобы график касался только правого края и сохранял детали выделения. Обычно легче восстановить некоторые детали в тенях и сохранить приличное изображение, чем пытаться создать детали в светлых тонах, которых нет в файле.
Однако в некоторых сценах невозможно сохранить гистограмму в приемлемом диапазоне. Например, если вы фотографируете сцену с резким контрастом, например: закат; яркий солнечный свет и глубокие тени; или внутри здания, где в кадр попадают светлые окна. Во всех этих случаях вы не сможете удержаться от обрезки ни черных, ни белых тонов.
На этом графике показано изображение с экстремальной контрастностью, большим количеством черного, всплеском белого и небольшой просадкой посередине.
Это неправильно? Вы можете исправить это?
Нет, это не так. Вы не можете «исправить» это, но вам нужно принять решение, когда вы видите что-то вроде этого. Вы сдвигаете график влево и сохраняете детализацию светлых участков или сдвигаете его вправо, сохраняя детализацию теней?
Здесь нет правильного или неправильного, это то, как вы интерпретируете сцену перед вами. Если сомневаетесь, снимайте в обоих и решайте позже. График выше взят из изображения ниже, поэтому, как вы можете видеть, это вообще не неправильная экспозиция.
В этой сцене нет полутонов.
Вот еще один пример сцены, которая потенциально может выйти за пределы графика с обоих концов.
Используя передовые методы, такие как слияние/смешивание изображений, HDR и обработка в Lightroom (или PS), вы можете сжимать диапазон контрастности сцены, чтобы он соответствовал гистограмме и, следовательно, имел детали во всех областях.
На изображении выше я использовал 4 изображения в брекетах (снятых через 2 стопа друг от друга) и использовал HDR, чтобы снизить динамический диапазон сцены в пределах диапазона печати.
Еще одна удобная вещь в вашей камере — «мигалки»
Чтобы помочь вам определить, насколько далеко нужно зайти в направлении повышения яркости изображения, большинство зеркальных фотоаппаратов имеют настройку, называемую «предупреждение о засветке». При предварительном просмотре изображений на экране камеры любые передержанные участки будут «мигать».
Чтобы сделать это на Nikon, просмотрите изображение и нажимайте кнопки «Вверх» или «Вниз» (рядом с кнопкой «ОК»), пока не увидите, что выделенные участки мигают или обводятся контуром. Это «highlight mode». Если вы выберете этот параметр, камера запомнит ваши настройки для следующего изображения, которое вы просматриваете. Возможно, вам сначала потребуется активировать эту функцию «highlight warnings» в меню настроек.
Чтобы сделать это с помощью Canon, нажмите кнопку “Display” или “Info” (в зависимости от вашей модели), пока они не появятся на экране при предварительном просмотре изображений. Вам также может потребоваться включить эту функцию в настройках меню. Обратитесь к руководству по эксплуатации камеры, если не знаете, где его найти.
Резюме
Используя инструменты, которые предоставляет вам камера, легче увидеть, как настроить экспозицию изображения. О гистограмме нужно знать гораздо больше, и вы также можете использовать ее при обработке изображений в Photoshop или Lightroom. Имейте в виду, что если вы снимаете в формате JPG, точная экспозиция в камере еще более важна. Если вы снимаете в формате RAW, у вас есть некоторая свобода действий, чтобы внести изменения позже, но все же лучше сначала сделать это правильно. Если вы все еще не уверены в съемке в формате RAW, возможно, эта статья поможет вам решить: «RAW или JPEG — какой формат изображений лучше и почему».
Гистограмма
Гистограмма, это способ представления статистических данных в графическом виде – в виде столбчатой диаграммы. Она отображает распределение отдельных измерений параметров изделия или процесса. Иногда ее называют частотным распределением, так как гистограмма показывает частоту появления измеренных значений параметров объекта.
Высота каждого столбца указывает на частоту появления значений параметров в выбранном диапазоне, а количество столбцов – на число выбранных диапазонов.
Важное преимущество гистограммы заключается в том, что она позволяет наглядно представить тенденции изменения измеряемых параметров качества объекта и зрительно оценить закон их распределения. Кроме того, гистограмма дает возможность быстро определить центр, разброс и форму распределения случайной величины. Строится гистограмма, как правило, для интервального изменения значений измеряемого параметра.
Порядок построения гистограммы следующий:
1. Собираются статистические данные – результаты измерений параметра объекта. Для того, чтобы гистограмма позволяла оценить вид распределения случайной величины предпочтительно иметь не менее тридцати результатов измерений.
2. Выявляется наибольшее и наименьшее значение показателя среди полученных результатов измерений.
3. Определяется ширина диапазона значений показателя – из наибольшего значения показателя вычитается наименьшее значение.
4. Выбирается надлежащее число интервалов в пределах которых необходимо сгруппировать результаты измерений.
5. Устанавливаются границы интервалов. Границы интервалов необходимо установить так, чтобы значения данных не попадали ни на одну из границ интервала. Например, если были выбраны интервалы с границами от 0,5 до 5,5 от 5,5 до 10,5 и т.д. то значение данных 5,5 будет попадать как в первый, так и во второй интервал. Чтобы избежать этой проблемы можно изменить интервалы от 0,51 до 5,50 от 5,51 до 10,50 и так далее, таким образом ни одно значение данных не попадет на границу интервала.
6. Подсчитывается число попаданий значений результатов измерений в каждый из интервалов.
7. Строится гистограмма – на оси абсцисс (горизонтальной оси) отмечаются интервалы, а на оси ординат (вертикальной оси) отмечается частота попаданий результатов измерений в каждый интервал. Интервалы можно устанавливать в натуральных единицах (если позволяет масштаб), т.е. в тех единицах, в которых проводились измерения, либо каждому интервалу можно присвоить порядковый номер и отмечать на оси абсцисс номера интервалов. В результате получается столбчатая диаграмма, представленная на рисунке ниже.
Если на контролируемый параметр существует поле допуска, то гистограмма может содержать верхнюю и нижнюю границы поля допуска. Это позволяет увидеть в какую сторону и как смещается значение контролируемого показателя относительно поля допуска. Границы наносятся по оси абсцисс.
Гистограмма, представленная на рисунке выше имеет форму нормального распределения, что говорит о стабильности процесса, но часто бывает, что форма распределения отклоняется от нормального. Это свидетельствует о нарушениях в процессе и необходимости применения управляющих воздействий.
Некоторые, часто встречающие отклонения и их причины представлены ниже.
Гистограмма смещена влево (асимметрия влево):
Может вызываться смещением процесса к верхней границе допуска, либо из множества измерений отсортированы результаты, которые выпадают за пределы верхней границы допуска, либо природа процесса физически запрещает любые измерения больше чем максимальные значения допуска.
Гистограмма смещена вправо (асимметрия вправо):
Может вызываться смещением процесса к нижней границе допуска, либо из множества измерений отсортированы результаты, которые выпадают за пределы нижней границы допуска, либо природа процесса физически запрещает любые измерения меньше чем минимальные значения допуска.
Гистограмма отображает два совмещенных процесса. Такая ситуация может произойти если результаты измерений получены от двух разных устройств, двух операторов, контролеров, разных измерительных инструментов, или с разных точек измерения.
Распределение не является нормальным т.к. нет постепенного снижения частоты результатов измерений от центра к границам допуска. Такой вид гистограммы возникает если процесс не способен удовлетворять спецификациям и часть измерений отсортирована с двух сторон при приближении к границам допуска, либо потеряны чересчур малые значения результатов измерений.
Гистограмма не имеет центра:
Центр распределения был отсортирован из набора данных результатов измерений. Такая ситуация может возникнуть из-за недостаточных требований в инженерной спецификации.
Гистограмма содержит выступы на границах:
Часть измерений на удаленных от центра сторонах распределения была изменена, чтобы привести характеристики процесса в соответствие с установленным полем допуска или измерения, выходящие за пределы поля допуска были записаны как входящие в поле допуска.
Сильные стороны гистограммы, как инструмента контроля качества, заключаются в ее наглядности, простоте, возможности быстро представить вид распределения большого числа данных. Также гистограмма показывает взаимосвязь изменения контролируемых параметров по отношению к инженерным спецификациям.
К недостаткам можно отнести – отсутствие возможности количественно оценить стабильность процесса, отсутствие привязки ко времени, необходимость большого числа данных для точной оценки структуры распределения, возможность различного толкования результатов, некоторая субъективность в представлении формы распределения.
Инструмент «гистограмма» входит в состав сборника «Семь инструментов качества». Сборник можно приобрести в интернет-магазине «Менеджмент качества».
Семь инструментов качества
Семь инструментов качества
Брошюра «Семь инструментов качества» содержит справочную информацию об основных инструментах менеджмента качества. В брошюре представлено описание и даны примеры применения следующих инструментов менеджмента качества:
Примеры гистограмм
Введение в примеры гистограмм
Примеры графиков гистограмм
Есть много примеров гистограммы. Некоторые из них:-
1) Бимодальная гистограмма
Когда гистограмма имеет два пика, она называется бимодальной гистограммой. У него есть два значения, которые чаще всего появляются в наборе данных.
Пример 1
Как и во многих ресторанах, около 14:00 и 19:00 можно ожидать гораздо больше посетителей, чем в любое другое время дня и ночи. Это делает график гистограммы бимодальным, поскольку в течение всего дня существует два отдельных периода времени, которые соответствуют двум пиковым временам подачи для ресторана.
Пример 2
В Индии люди, как правило, занимаются уборкой по выходным. Итак, если мы изобразим гистограмму для всех 7 дней посещения людей в салонах и салонах, субботы и воскресенья будут двумя крайностями. Распределение данных будет выглядеть примерно так:
2) Симметричная унимодальная гистограмма
Гистограмма унимодальна, если есть только один горб. Это означает, что частота возникновения события распространяется таким образом, чтобы не было крайностей.
Пример 1
Профессор Брук хотел посмотреть и посчитать часы, потраченные его учениками на предстоящий тест. Он придумал следующие числа: 1, 3, 2, 1, 5, 1, 4, 3, 2, 1, 1, где каждое число представляет количество часов, потраченных каждым студентом на учебу. Эти же данные представлены на гистограмме, и мы можем видеть справедливый баланс между левым и правым хвостами.
3) Перекошенная правая гистограмма
Это гистограмма, где очень мало больших значений справа и большая часть данных находится слева, такие данные, как говорят, искажены вправо. Они также известны как положительно перекошенные распределения.
Пример 1
В трудных экзаменах всегда трудно получить хорошие оценки, чтобы сказать больше, чем 90%. Однако многим студентам удается получить справедливые оценки.
Пример 2
Обычно между богатыми, средними и бедными существует очень большая разница. Богатство людей в стране сосредоточено в нескольких руках, а остальное население живет в нехватке денег. У него есть естественная граница на нуле. График в обоих случаях будет выглядеть примерно так:
4) Перекошенная левая гистограмма
Это гистограмма, где очень мало больших значений находятся слева, а большая часть данных находится справа, такие данные, как говорят, смещены влево. Они также известны как отрицательно перекошенные распределения. Это потому, что есть длинный удлиненный хвост в отрицательном направлении.
Пример 1
В любом общем офисе сотрудники, как правило, пьют меньше чая или кофе, но по мере приближения часа усталость возрастает, и они, как правило, пьют больше чая и кофе. Такие данные могут быть представлены левой гистограммой перекоса, как показано на графике ниже.
Пример 2
В компании много сотрудников с должностями высшего, среднего и операционного уровня.
Там зарплата тоже меняется одинаково. График для тех же данных будет немного похож на гистограмму ниже:
5) Мультимодальная гистограмма
На гистограмме, где мультимодальное распределение показано как непрерывное распределение вероятностей с двумя или более модами. В мультимодальной гистограмме мы узнаем, что выборка или данные не являются однородными, а наблюдение или вывод представляют собой перекрывающееся распределение.
Пример 1
Предположим, что опрос проводится среди 50 молодых людей тысячелетнего поколения относительно того, что они следуют в настоящее время среди GOT, Marvels, DC, IPL, предстоящего чемпионата мира, ответ может быть крайним из двух или более.
Пример 2
Хорхе в качестве менеджера филиала решил работать в то время, когда любой клиент будет ждать выполнения своей работы в банках. После опроса 10 клиентов он получил результат 5, 8, 20, 10, 3, 6, 12, 25, 9, 11 (в мин). Графическое распределение для тех же данных будет примерно таким, как показано ниже гистограммы:
6) Симметричная гистограмма
Пример 1
Если мы проводим опрос среди 25 мужчин для измерения их веса и высоты, данные часто следуют модели симметричного распределения. Данные большинства людей попадают в определенное количество типичного значения с небольшими крайностями в любом направлении.
Пример 2
Гистограмма обеспечивает визуальную интерпретацию числовых данных. Это делается путем показа количества точек данных, попадающих в указанный диапазон значений, который известен как ячейки. Итак, мы видим, что может быть бесчисленное множество примеров гистограммы из нашей повседневной жизни. Может быть много гистограмм из одного и того же набора данных с различными целями и ситуациями. Гистограмма является очень полезным инструментом для интерпретации базы данных.
Гистограмма очень важна, поскольку она отображает большой объем данных и частоту значений данных. Кроме того, медиана и распределение данных могут быть определены гистограммой. Помимо этого, он может показать выбросы или пробелы в данных, если таковые имеются. Гистограммные диаграммы передают информацию о наборе данных быстрее, чем таблицы.
Рекомендуемые статьи
Что представлено на гистограмме
Практически на всех современных цифровых фотокамерах, даже на простых мыльницах, есть так называемая гистограмма. К сожалению, далеко не все фотолюбители умеют пользоваться столь полезной функцией, чаще всего просто игнорируя её, или даже преднамеренно отключая её отображение.
Показ гистограммы предусмотрен или при просмотре уже отснятого снимка, или, в некоторых камерах, на экран выводится «живая» гистограмма (гистограмма реального времени). В обоих случаях гистограмма может помочь фотографу оперативно вмешаться в процесс съёмки и получить нормально экспонированный снимок. Но «живая» гистограмма позволяет сделать выводы до нажатия на кнопку спуска или, иными словами, до получения снимка, что увеличивает оперативность съёмки и количество качественных фотографий.
В зависимости от того, в какой части гистограммы будет находиться больше всего пикселей, фотография будет тёмной:
Разумеется, вышеупомянутые области тонов могут одновременно присутствовать на гистограмме:
Невозможно сказать, какая форма гистограмма является правильной для хорошего снимка. Она может выглядеть как холм:
или как нечто большое и бесформенное:
Тоновый диапазон снимаемой сцены может быть как очень узким (например, облака или горы в тумане):
так и очень широким, не помещающемся в динамический диапазон светочувствительной матрицы (съёмка ярким днём или ночью, восходы или закаты):
И наоборот, если правая граница гистограммы представляет собой пик, то снимок является переэкспонированным, или, как говорят фотографы, в нём «выбиты света»:
Владельцам простеньких компактов можно выразить соболезнования, но кроме созерцания по гистограмме ошибок экспозамера фотоаппарата у них нет инструмента корректировки (разве что попытаться выбрать иной автоматический режим). Во всех же просьюмерских и камерах со сменной оптикой есть кнопка «+/-» (или эта функция в меню камеры), удерживая которую необходимо для экспокоррекции одновременно поворачивать колесико управления.
Для того, чтобы сместить всю гистограмму вправо, нужно произвести положительную экспокоррекцию. Необходимо напомнить, что при положительной экспокоррекции происходит увеличении экспозиции (в зависимости от установленного режима ЦФК происходит либо увеличение выдержки, либо раскрытие диафрагмы). В подавляющем большинстве случаев достаточно экспокоррекции в пределах от 1/3 до 1 EV, при этом начинают проявляться тени и усиливаться света, таким образом, увеличивается тоновый диапазон нашего фотоснимка. Если для недоэкспонированного снимка, представленного выше, применить экспокоррекцию +1/3 EV, то получится следующий результат.
Уже лучше, не правда ли? Левая граница «проваленных» теней перестала быть пикообразной, в то же время правая сторона гистограммы сместилась к области светов, что сделало более светлыми облака и небо. Но всё равно они остаются недостаточно светлыми (априори считаем, что самая светлая часть облаков должна быть ярко-белой). Для этого нужно произвести дополнительную экспокоррекцию, которая стала +1 EV, так что теперь правая часть гистограммы вплотную приблизилась к правой границе.
Таким образом, изображение стало занимать полный тоновый диапазон, и стало выглядеть вполне приемлемым.
На небе появились облака, а тени стали контрастными, так что фотографию можно использовать для печати или публикации в Интернете.
Вот мы и научились использовать экспокоррекцию для увеличения тонового диапазона или его смещения более тёмную или светлую область. Теперь мы поговорим об «эксповилке».
Экспозиционный брекетинг (эксповилка) – техника съемки, используемая, чтобы гарантировать правильную экспозицию фотоснимка, особенно при изменяющемся или нестандартном освещении.
Технически экспозиционный брекетинг (эксповилка) подразумевает съёмку одного и того же кадра с разными параметрами экспозиции. Если вы сделали снимок, но не уверенны, что установленная автоматически экспозиция даст гарантированно правильный результат, вы делаете ещё два кадра: один кадр с недодержкой от автоматически установленной экспозиции (-1/3) и ещё один кадр с передержкой от автоматически установленной экспозиции (+1/3).
Итак, подведём итоги.