ポストプロダクションでのヒストグラムの目的と解釈については、数十の記事と多くのビデオが公開されています。これは、カメラのキャプチャとポストプロダクションの両方のプロセスで目的を果たします。
ヒストグラムの一般的な目的を明確にするこの小さなグラフについて、大量のパルプが生成されています。しかし、このグラフについて学ぶべきことはまだたくさんあります。この記事では、主にポストプロダクションの懸念に焦点を当てながら、いくつかの問題を明らかにします。
この画像では、個々のRGB値が支配的です。歩道のひび割れとセメントの白い斑点だけが、グラフの外側の端にスパイクを引き起こします。
私が読んだいくつかの記事は、ヒストグラムをデジタル写真の聖杯として描写し、理想的なヒストグラムの形状についても説明しています。他の人は、ヒストグラムを、デジタルEKGのような、画像の健全性の正確な啓示として説明しています。それでも、統計的フィードバックの価値を完全に軽視し、その主な目的を完全に見逃している人もいます。以下にリストされているのは、ヒストグラムに関するチュートリアルと記事からの実際の引用です。
2つのヒストグラムは、想像以上に多くの情報を示しています。 RGBグラフは同じ黄色と青の単色を示し、光度グラフは結合されたRGB光度（事実上、グレースケールに相当する値）を表します。
私は何十年もの間画像を調整してきました。グラフが公開されるずっと前から、私は毎日グラフを使用してきました。そのため、噂を検討し、いくつかの事実を明らかにしたいと思います。ヒストグラムの主な機能と制限を理解すると、それが確かなフィードバックリソースであることがわかります。
定義されたヒストグラムの垂直線
噂＃1： ヒストグラムは、デジタル画像のグラフィックの青写真です。水平方向のスパンは画像の色調範囲を表し、垂直方向の線は画像のコントラストを反映します。縦線が高いほど、画像のコントラストが高くなります。
事実： 横軸は画像の色調範囲（最も暗い色調から最も明るい色調まで）を反映していますが、垂直線はそのコントラストについてほとんど明らかにしていません。実際、水平方向の分布は全体的なコントラストを明らかにするものです。主に右側にあるトーンは非常に明るい（またはハイキー）画像を示し、左側を好むトーンは暗い（ローキー）画像を示します。
グラフの右端の壁は白を表し、左端の壁は黒一色を表します。グラフの最も高い（垂直の）ピークは、他のピクセルとの関係で、その特定の色調を含むピクセルの比率が最も高いことを示しているにすぎません。グラフの最も低い垂直レベルは、画像のピクセル数が最も少ない音色を示します。
左のグラフは、ハイキーまたは明るい色調の画像を表しています。右側のヒストグラムは、控えめな画像または暗い色調の画像を表しています。
ヒストグラムの形状
噂＃2： ヒストグラムには、好ましい「山」の形状があります。理想的な形状は、片側の「地面」から始まり、中央近くで上向きにベル形に達し、反対側の地面に向かって先細になる単一のピークを示します。理想的なヒストグラムには、グラフの左から右まで、あらゆる場所のすべてのチャネルからの情報が含まれています。
事実： 画像と同じ数のヒストグラム形状があります。良いヒストグラムも悪いヒストグラムもありませんし、理想的なヒストグラムもありません。これらのグラフは各画像のトーンの分布を反映しているため、2つを同じように見つけるのは難しいでしょう。
左上の図のように、ほとんど中間の色調を含む画像のみが、実際にヒストグラムに真のベル（山）の形を表示します。
クリッピング
噂＃3： ヒストグラムの左端と右端がグラフの「側壁」に当たらないようにする必要があります。左側または右側が壁に当たって垂直に移動すると、「クリッピング」と呼ばれる望ましくない効果が発生し、画像に黒一色または白一色の「詳細なし」の領域が表示されることを示します。警告サイン（点滅と三角形）を利用し、グラフのどちらかの極端な色調でクリッピングを回避します。
事実： 画像がハイキー（真っ白な背景に中程度のコントラスト）であるかローキー（黒の背景で劇的な照明）であるかに応じて、山のどちらの側も実際には色調の崖に似ている場合があります。実際の照明のダイナミクスにより、これらのウォールクライミンググラフは非常に受け入れられます。白いシームレスな背景に対してキャプチャされた写真は、ドロップアウトの白い背景を生成するために意図的に露出されます。
非常に明るい真夏の南フロリダの空を横切って叫んでいる米国空軍サンダーバーズは、真っ白な雲に対して捕らえられました。ヒストグラムに表示される見かけのクリッピングは、完全に白い雲を正確に報告します。
トーン分布
噂＃4： グラフの両側に大きなギャップが表示されるヒストグラムは、トーンをより均等に分散するように調整する必要があります。形の整ったヒストグラムは幸せなヒストグラムです。
事実： 実際の照明では、すべてのシーンに深い影と明るいハイライトの両方が含まれている必要はありません。画像が不必要に明るくなったり暗くなったりして、典型的な新人の編集ミスが明らかになることがあります。多くの場合、これらのブックエンドの極端な部分は、画像がこのように過剰に修正された場合に失われるであろう感情的なムードを確立します。
この控えめな陰影のあるシーンには、ハイライトの陰影がほとんど含まれていません。
画像を調整すると、控えめなシーンの豊かな色が失われます。
ヒストグラムのギャップ
噂＃5： ヒストグラムの山のシルエットは滑らかなままで、山の形に隙間や亀裂がないようにする必要があります。これらの滑らかなトーン遷移は、写真の全視覚範囲を維持するために必要です。ヒストグラムのシルエットのギャップは、段階的なトーンの中断を示し、縞模様またはポスタライズされたステージになります。これらのギャップは、JPEG画像が8ビットしかないために発生します。
事実： ヒストグラムには256本の縦棒しか表示されていません。各横棒は、全音域の1パーセント（0.4％）の半分未満を表します（100％/ 256 =0.390625％）。写真に広い範囲（曇りのない空など）で非常に緩やかな色調の変化が含まれている場合でも、保存機能を繰り返してJPEG画像が劣化した場合にのみ、目は「バンディング」を認識します。
JPEG画像には、黒（単色）と白（色なし）の間に最大256レベル（8ビット）のトーンが含まれています。 JPEGファイルを何度も開いて保存すると、トーンレベルの数が大幅に減少し、トーンバンディングが発生する可能性があります。
画像は非常に似ていますが、これら2つのヒストグラムはまったく異なって見えます。ご覧のとおり、「ギャップのある」写真が写真の流れるようなトーンを遮ることはめったになく、多くの場合、より詳細になります。
フルレンジ画像
噂＃6： 高解像度デジタル画像に含まれるすべての詳細を表示するには、8ビット画像（グレースケール/ RGBチャネルあたり256レベルのトーン/カラー）が必要です。
事実： 人間の目は、シーンや画像の細部に焦点を合わせるように設計されています。ディテールはコントラストの産物であり、コントラストは隣接する色が大きな違いを示している場合にのみ目立ちます。ほとんどの場合、表示される色が少ないほど、それらの色の違いがより明確になります。これは悪いことのように聞こえますが、実際には非常に有益です。それは一般的な論理に直面して飛ぶかもしれませんが、認識されるべき基本的な真実があります。色が最も少ない画像（ビット深度とも呼ばれます）は、何倍も最も詳細な画像です。
上の画像には、RGBチャンネルごとに256レベルの色が含まれています。または最大16,800,000,000色。下の画像には、RGBチャンネルごとに15レベルの色しか含まれていません。可能な色は3375色のみです。この画像は、上の画像で使用されているトーンの5％未満を使用しています。ビット深度の問題で生きたり死んだりしないでください。それは重要ですが、人生の他の問題と同様に、多いほど良いとは限りません。
もちろん、この減少した色の観察には合理的な限界があります。色のレベルが少なすぎると、色間のスムーズな移行が失われるため、ディテールも失われます。
この演習を試してください： Photoshopでフルレンジの写真を開き、画像を別のレイヤーに複製します。ヒストグラム（ウィンドウ/ヒストグラム）を開きます。次に、[画像]>[調整]>[ポスタライズ]を選択し、番号15を入力して、画像をプレビューとして表示します。画像をプレビューしながら、ヒストグラムウィンドウを確認します。グラフには256ではなく15の垂直列しか表示されませんが、画像はほとんど同じように見えます。
私が指摘しているのは、通常は滑らかなヒストグラムの「ギャップ」は、必ずしも視覚的な災害を示しているわけではないということです。代わりに、いくつかのギャップが画像にもう少しドラマを注入する可能性があります。
スムーズな流れるようなトーン
噂＃7： デジタルキャプチャでは、滑らかな連続トーンを維持するために、可能な限り多くのトーンを表示する必要があります。
事実： 自然は極端なレベルのダイナミックレンジと真の連続トーングラデーションを提供しますが、「連続トーン」デジタル画像のようなものはありません。 「デジタル」という言葉は、この声明を支持しています。事実上すべてのデジタル画像は、個々のトーン値を表示する正方形のピクセルで構成されています。継続的なトーンの知覚は幻想です。
これらの青いピクセルは、上のサンダーバード画像の空からキャプチャされました。拡大された個々のピクセルの値はかなり異なりますが、空のパッチは元の画像では連続したトーンとして表示されます。上のヒストグラムは結合されたチャネル輝度を示し、下のヒストグラムは個々のRGBチャネル値を示しています。複雑です。
徹底的なリファレンス
噂＃8： ヒストグラムは、暗い色から明るい色（100％– 0％）まで、画像のすべての内部の色と色調を体系的かつ統計的に網羅したものです。
事実： 各ヒストグラムは、すべての色調と色の相対的な配置と分布を明らかにしますが、そのサイズのために、その精度には重大な制限があります。編集ソフトウェアのヒストグラムは幅256ピクセルの水平グラフに基づいているため、各表現はせいぜい基本的な概要です。可能な色の全範囲が本当に単一のグラフで表されている場合、チャートは適切なサイズの部屋の壁を占めることになります！
各グラデーションの滑らかさに目に見える中断はありませんが、上下の色調調整は、ヒストグラムに大きなギャップを作成し、各範囲の色調のシフトを変更するのに十分なほど厳しいものでした。
数字を分解させてください。この256ピクセル幅のグラフは、8ビット（256レベル）の補間を使用して、各画像の潜在的な色の範囲を示しています。これは、1680万色すべてが、わずか256の水平ポイントヒストグラムで表されることを意味します。トーンは0.4％刻みでレベルを変更します。グラフは、色調値のわずかな変化の違いを大幅に誇張しています。
人間の目は、トーン間の0.5％（0.5％）の違いをほとんど認識しません。そのため、JPEG画像の256レベルは、連続したトーンの錯覚を提供します。これは、ヒストグラムが2つ未満の垂直列を使用して、値の変化の1パーセントを表すことを意味します。
下の2つのパッチは、トーンが1％しか離れていませんが、目で違いがわかりにくい場合があります。上のバンドは、2つの値の間で徐々に変化していることを示しています。
これはどういう意味ですか？非常に簡単に言えば、ヒストグラムは全体的なトーン分布の適切な推定を提供しますが、正確な測定のために信頼することはできません。グラフのいくつかのギャップが人間の目に見えることはめったにありません。
まとめ
ヒストグラムは、デジタル画像の構成と色調の形の概要をすばやく提供することを目的とした貴重な手段です。恐ろしい参照ツールになることを意図したものではありませんでした。
編集手順を進めながら、ヒストグラムを使用してインタラクティブなフィードバックを提供する方法を学びますが、グラフが提供する情報を評価します。主にトーン、ハイライト、シャドウの分布を定義します。
ヒストグラムに表示されないのは、画像が隠れた詳細を明らかにするために内部調整を必要とするかどうかです。それはまったく別のトピックです。
ピクセルを押して、焦点を合わせ続けます。