Hoe gebruik je een histogram?

Met een histogram kun je zowel op je camera als bij Adobe Photoshop zien of je foto goed belicht is. Maar wat geeft een histogram precies weer? Je leest het hier.

INHOUDSOPGAVE

    Dit artikel is half-af. Misschien zelfs niet eens half-af. Maar misschien is het toch al interessant genoeg om te lezen. Als je je snel ergert aan tikfouten, taalfouten en andere fouten, moet je iets anders gaan lezen. Maar als je dit nieuwe artikel wel leest, hoor ik graag welke aanvullingen je nog wilt zien. Ondertussen werk ik gewoon door aan dit artikel. Miriam.

    Heb ik een histogram nodig?

    Op het beeldscherm achter op mijn camera kan ik toch precies zien hoe de  foto in orde is? Nou… dat is dus niet zo. Die minischermpjes zijn helderder dan een monitor van een computer. Dat komt omdat je ook in daglicht nog wilt kunnen zien wat er op een foto staat. Maar daardoor zijn zowel de kleurweergave als het contrast niet erg betrouwbaar. Een vlak dat voor het oog heel helder is, kan daardoor in werkelijkheid behoorlijk donker  zijn. Maar zelfs als de helderheden en kleuren perfect zouden worden weergegeven is er nog een probleem: de onbetrouwbaarheid van je ogen. Daardoor is bij beeldbewerking zelfs het beste beeldscherm met de beste calibratie nutteloos als je geen histogram kunt gebruiken.

    Omdat zowel het beeldschermpje van je camera als je ogen geen betrouwbare informatie leveren, moet je andere informatie gebruiken. En die informatie wordt geleverd door een histogram.

    Bekijk de uitleg hieronder als je denkt dat jouw ogen wel helderheden goed kunnen inschatten.

    Verberg de uitlegToon de uitleg

    Blauwe vakken

    De blauwe vlakken 2 en 3 zijn zowel in kleur als in helderheid volkomen identiek.

    Koffka-ring

    De Ring van Koffka demonstreert de invloed van de achtergrond. Het is een subtiel effect, maar belangrijk omdat het aantoont dat je ogen de helderheid als een relatief gegeven ervaren.De helderheid van de halve ring A is gelijk aan die van de halve ring B. Maar je hersenen geloven dat pas als de beide helften van de ring tegen elkaar aan liggen.

    Optische illussie

    Het is misschien moeilijk te geloven maar vakje A en vakje B hebben precies dezelfde helderheid. ©1995 Edward H. Adelson, overgenomen met permissie.

    De schaakbordschaduw van Adelson laat zien dat je hersenen de werkelijkheid corrigeren op basis van onze ervaringen. Je ziet een schaakbord en uit ervaring ‘weet’ je dat zo’n bord uit identieke donkere en  lichte velden bestaat. Met die logica concludeer je dat de vlak A een donker veld is en vak B een licht veld.  Je ervaring zegt je ook dat voorwerpen in de schaduw donkerder lijken dan in het licht, dus moet vakje B lichter zijn dan vakje A, zelfs als de gemeten helderheid gelijk is. Je wordt hier op twee manieren voor de gek gehouden.

    Wat is een histogram?

    Een histogram is een variant op een staafdiagram.  Bij een staafdiagram zit ruimte tussen de staven om aan te geven dat de data op zichzelf staat, bijvoorbeeld het aantal inwoners van verschillende steden. Bij een histogram liggen de staven tegen elkaar omdat de data over het zelfde onderwerp gaat – in dit geval een foto.

    Definitie histogramEen histogram is een grafiek waarbij voor iedere helderheidswaarde een staaf beschikbaar is en de hoogte van de staaf een maat is voor hoe vaak die helderheidswaarde voorkomt ten opzichte van andere helderheidswaarden.

    Tijd voor een voorbeeld?

    Histogram Nikon D300

    Informatie op de monitor van een Nikon D300. Het histogram is de grafiek onder de tekst NIKON D300.

    Histogram Photoshop Raw

    Ook bij beeldbewerkingssoftware worden histogrammen gebruikt. In dit voorbeeld, afkomstig van Adobe Camera Raw, zijn twee histogrammen tegelijk zichtbaar: Het bovenste histogram bevat afzonderlijke informatie voor rood, groen en blauw. In de onderste grafiek is deze informatie gecombineerd tot een enkel histogram voor de helderheid.

    Het histogram in bovenstaande afbeelding laat zien dat de foto veel midden tinten bevat en nauwelijks tinten die heel licht of juist heel donker zijn. Er kan uit worden afgeleid dat de foto geen of nauwelijks geen pixels bevat die 100% wit of 100% zwart zijn. Maar veel meer kan er op dit moment niet uit worden afgeleid.

    De zin waarmee deze paragraaf begon is hiermee natuurlijk niet veel duidelijker geworden. Je weet nu wel hoe een histogram er uitzien, maar nog steeds niet welke informatie er in staat.

    Een ander staafgrafiek

    In het histogram bij een fotocamera staat zoveel informatie dat de afzonderlijk staven nog maar nauwelijks herkenbaar zijn. In dit voorbeeld (dat niets te maken heeft met foto’s) zijn de afzonderlijke staven wel goed te herkennen. De rode lijn is een lijndiagram.

    Histogram  met uitleg

    Langs de x-as staan de helderheden – links zwart en rechts wit. De y-as loopt van 0 tot ‘meeste’ – een relatieve maat waar geen eenheid bij hoort. De afzonderlijke staven van de staafgrafiek liggen zo dicht bij elkaar dat er geen tussenruimte meer is – dat is het grijze vlak. Alleen de kleine uitschieters aan de bovenkant van het vlak verraden dat het afzonderlijke staven zijn. Het aantal staven is meestal beperkt tot 256 en dat is precies het aantal grijstinten van een 8-bits zwart/wit-afbeelding. Een RGB-bestand heeft drie verschillende histogrammen: voor rood, voor groen en voor blauw. Dikwijls worden de waarden van die drie grafieken tot één histogram teruggebracht.

    Met behulp van bovenstaande afbeelding wordt de betekenis van de eerder gegeven definitie hopelijk wel duidelijk:

    Een histogram is een grafiek waarbij voor iedere helderheidswaarde een staaf beschikbaar is en de hoogte van de staaf een maat is voor hoe vaak die helderheidswaarde voorkomt ten opzichte van andere helderheidswaarden.

    Een histogram is weinig meer dan een grafische weergave van een telling. In dit geval wordt geteld hoe vaak iedere helderheidswaarde voorkomt in de foto. In plaats van getallen bij de verticale as te zetten, worden de gevonden waarden in de fotografie verdeeld tussen 0 (onderaan) en ‘meeste’ (bovenaan). Meeste… de top van de grafiek staat dus niet voor een waarde als honderd of honderdduizend, maar voor ‘meeste’. Hoeveel ‘meeste’ precies is, is helemaal niet belangrijk. Het gaat om de verhoudingen. In het zojuist gegeven voorbeeld zijn veel pixels met een donkere tint, weinig pixels met een middentint en veel pixels met een lichte. Ook is duidelijk te zien dat nergens in de foto 100% zwart of 100% wit voorkomt. Dat is belangrijk wat hieruit kun je concluderen dat het beeld alle details van het onderwerp bevat.

    Hoe zit het met RGB?

    Eerder zei ik dat je voor RGB drie histogrammen nodig hebt, maar heel vaak wordt ook voor RGB-beelden maar één histogram getoond. Hoe die drie kleuren worden samengebracht is een nogal technisch, maar niet onbelangrijk verhaal. Het komt er op neer dat er drie verschillende mogelijkheden bestaan die ieder een eigen histogram opleveren en een eigen doel hebben:

    • RGB-histogram
    • Kleuren-histogram
    • Lichtsterkte-histogram

    Er zijn drie soorten histogrammen nodig omdat onze ogen fundamenteel verschillen van pixels. Een pixel kun je definiëren als een spanning in de elektronica van een beeldsensor of de bitwaarden van een bestand. Maar in beide gevallen is er geen reden om voor de kleuren rood, groen en blauw andere minimale of maximale waarden te gebruiken. Om het niet al te ingewikkeld te maken, zal ik mij beperken tot de pixels in een RGB-bestand. De kleur van een pixel wordt daarin gedefinieerd met 8 bits voor de rood-component, 8 bits voor de groen-component en 8 bits voor de blauw component. Samen zijn deze 24 bits goed voor 16,7 miljoen kleuren.

    Voor onze ogen zijn die kleuren niet allemaal even helder. Groen wordt veel helderder waargenomen als rood. En rood wordt weer helderder waargenomen dan blauw.

    Verberg de uitlegToon de uitleg

    (dit moet ik nog schrijven – sorry)

    … histogram is het helderheidshistogram. Het menselijk oog ziet niet ieder voor ieder van de drie kleuren even gevoelig. Daarom telt

    Hoe lees ik een histogram?

    Als er juist wel veel pixels 100% zwart of 100% wit zijn, is er meestal sprake van onderbelichting of overbelichting.

    Bij een optimaal belichte foto raakt het histogram de grenzen links en rechts niet. Als door een laag onderwerpcontrast  het histogram niet de hele ruimte vult, is het in de meeste gevallen het best de foto zo licht mogelijk te houden omdat ruis vooral bij de donkere tinten optreedt.

    Negen foto's en negen histogrammen

    In deze negen foto’s loopt de belichtingstijd terug van 1/30ste seconde tot 1/8000ste seconde. Bij sterk overbelichte opnames (de eerste drie opnames) is in het histogram te zien dat er veel 100% witte pixels zijn. Bij onderbelichte opnames (de laatste drie opnames) zijn er juist veel 100% zwarte pixels. Ieder van de middelste drie opnames kan met behulp van een beeldbewerkingsprogramma een foto opleveren waarin geen of nauwelijks clipping voorkomt.

     

    Wat is clipping?

    Clipping is niet helemaal hetzelfde als onderbelichting of overbelichting. Bij gewone onderbelichting of overbelichting bevat het beeld alle beeldinformatie en kan een beeldbewerkingsprogramma worden gebruikt om de pixels lichter of donkerder te maken. Bij clipping is de beeldinformatie niet aanwezig en is correctie niet mogelijk.

    Veel onderwerpen bevatten helderheden die buiten het bereik van de camera liggen. Denk daarbij aan een zonovergoten straat met een schaduwrijk zijstraatje. In zo’n geval kan het Contrast (de verhouding tussen donker en licht) makkelijk 1:100.000 bedragen. In fotografietermen is dat een verschil van 20 stops. Een topcamera kan op dit moment ongeveer 9 stops overbruggen. Je moet dus een keuze maken welk deel van het onderwerp over- of onderbelicht zal zijn.  De pixels die 100% zwart of 100% wit zijn, zijn ‘geclipped’. ClippingClipping betekent dat het onderwerp een hoger contrast heeft dan de sensor aan kan en dat een deel van de oorspronkelijke beeldinformatie niet zichtbaar is in de opname.

    Clipping

    De piek helemaal links in het histogram representeert de 100% zwarte pixels en de piek links representeert de 100% witte pixels. Het schema onder het histogram geeft aan waar deze pixels zich in de foto bevinden. In deze gebieden zijn geen details te zien.

    Te hoog voorwerpcontrast

    Deze foto laat zien dat je met veel clipping toch een mooie foto kunt maken. Het contrast van het landschap is hier veel hoger dan de camera kan vastleggen. Daardoor is er geen doortekening in de lichtste en de donkerste delen: clipping. Foto © Jan Causey Johnson – Interstate 280 bij San José Californië.

    Hoe toon ik clipping op mijn camera?

    Als het histogram aangeeft dat er veel 100% witte en/of 100%zwarte pixels in je opname aanwezig zijn, weet je zeker dat er clipping is opgetreden. Maar je weet nog niet waar. Misschien is je onderwerp prima belicht, maar zitten er in de achtergrond een paar minder belangrijke beeldelementen waarvoor de clipping helemaal niet belangrijk is. Het heeft dan geen zin de de belichting af te stemmen op die minder belangrijke beeldelementen. De meeste camera’s kunnen daarom de gebieden met 100% witte pixels zichtbaar maken. Je kunt dan precies zien waar de clipping eindigt en waar nog wel een klein beetje doortekening aanwezig is.

    Een beetje clipping in het wit, bijvoorbeeld van de lichtjes in de ogen of van reflectie via sieraden, is geen probleem. Soms is clipping van de lucht zelfs niet te voorkomen. Maar als een overhemd 100% wit is, zult u de belichting moeten aanpassen. Het kan zijn dat andere delen van de foto dan juist in het zwart clippen. In de studio is dat natuurlijk op te lossen, maar bij buitenopnamen is dit zelfs met inflitsen of een reflectiescherm niet altijd te voorkomen. Vreemd genoeg komt clippen van de donkere tinten meestal natuurlijker over dan clippen van de lichte tinten. Dat is ook de reden dat camera’s alleen waarschuwen voor de 100% witte pixels.

    Nikon

    Bij Nikon moet in de weergavevoorkeuren (voor de Nikon D600: Playback menu > Playback display options > Additional photo info > Hightlights) eerst ‘hightlights’ worden aangezet – verlaat dat menu via ‘Done’ anders wordt de instelling niet opgeslagen.  Daarna kan bij het bekijken van een beeld op de up- en down-knop van de multi-selector worden gewisseld tussen de verschillende soorten informatie, waaronder de ‘hightlight mode’.

    Canon

    Afhankelijk van het type, moet bij Canon op de knop Display of Info worden gedrukt tot de juiste informatie wordt getoond.

     

    Verberg commentaar'Toon commentaar

    Reageer...

    You must be logged in to post a comment.

    Zomeraanbieding

    Voor de cursus Adobe After Effects op 27, 28 juni en 4, 5 juli geldt voor de tweede deelnemer een korting van 30%!