ps中直方圖深度了解與剖析(2)

二、查看直方圖中的特定通道

很多使用者對直方圖的認(rèn)識只是停留在色階或曲線的直方圖上，但要更加準(zhǔn)確的認(rèn)識直方圖僅僅靠色階或曲線中顯示的直方圖是不夠的。在PS選擇“窗口”選擇“直方圖”

然后可以看到直方圖會以下面的方式展示。


(圖6)

直方圖面板(擴(kuò)展視圖)

A. “通道”菜單、B. 面板菜單、C. “不使用高速緩存的刷新” 按鈕、D. “高速緩存的數(shù)據(jù)警告”圖標(biāo)、E. 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

當(dāng)顯示直方圖后，為了更好的觀察圖片信息需要勾選“全部通道視圖”和“顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)”選項(xiàng)。



(當(dāng)然也可以選擇“用原色顯示通道”，選擇這個選項(xiàng)后紅、綠、藍(lán)通道會以各自的原色來顯示通道直方圖，但這樣其實(shí)并不利于觀察照片信息。)

直方圖面板中選擇“ 擴(kuò)展視圖” 或“ 全部通道視圖”，則可以從“ 通道” 菜單中選取一個設(shè)置，這些通道分別是RGB、紅、綠、藍(lán)、明度和顏色，它們分別統(tǒng)計(jì)了不同的顏色數(shù)據(jù)。



1、RGB通道 ，用以查看所有通道的復(fù)合直方圖。

新建一個4X1像素文件，四個像素值從左到右分別為(R20 G40 B60)、 (R80 G100 B120)、(R140 G160 B180)、(R200 G220 B240)如下圖：


(圖7)

因?yàn)樵赗GB通道顯示中，顯示所有通道中的數(shù)據(jù)，因此四個像素的所有數(shù)據(jù)都會顯示在直方圖中。

(圖8)

可以看到20、40、60、80、100、120、140、160、180、200、220、240這些亮度級別上都有信息存在。

2、選取單個通道(包括顏色通道、Alpha 通道和專色通道)的直方圖。

(圖9)

可以看到在選擇R、G、B單個通道時，在直方圖中只顯示選擇通道的信息。

3、選取“ 明度” 可顯示一個直方圖，該圖表示復(fù)合通道的亮度或強(qiáng)度


(圖10)

可以看到，當(dāng)通道選擇為“明度”時，直方圖中只顯示4個縱條，因?yàn)槊鞫冉y(tǒng)計(jì)了每個像素的復(fù)合值，像素的亮度值為30%*R+59%*G+11%*B，第一 個像素的亮度值為0.3*20+0.59*40+0.11*60=36.2，對所得到的亮度值進(jìn)行四舍五入取整，因此第一個像素的亮度值為36，同樣的公 式求出另三個像素的亮度值分別為96、156、216。

4、，選取“顏色”可顯示顏色中單個顏色通道的復(fù)合直方圖


(圖11)

當(dāng)?shù)谝淮芜x擇“擴(kuò)展視圖”或“所有通道視圖” 時，此選項(xiàng)是圖像的默認(rèn)視圖。

三、通過數(shù)據(jù)了解直方圖

通過上面的敘述，我們已經(jīng)基本了解了直方圖，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，可以看到在直方圖下方還有平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值、像素、色階、數(shù)量、百分位、高速緩存級別這樣的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。

(圖13)

由上述公式可得：平均值=(0+255+110+160+110+160+110+0+255+160)/10=1320/10=132

(圖14)

平均值132大于128，所以(圖13)整體偏亮。

2、標(biāo)準(zhǔn)偏差：統(tǒng)計(jì)學(xué)名詞。指圖像所有像素的亮度值與平均值之間的偏離幅度一種量度數(shù)據(jù)分布的分散程度之標(biāo)準(zhǔn)，用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度。在PS直方圖中標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，圖像的對比就越小，反之對比就越大。

標(biāo)準(zhǔn)偏差公式：S = Sqr(∑(xn-x撥)^2 /(n-1))

公式中∑代表總和，x撥代表平均值，^2代表二次方，Sqr代表平方根。

依舊以(圖7)為例計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，已得到平均值(x撥)為132

S^2 = [(0-132)^2+(0-132)^2+(110-132)^2+(110-132)^2+(110-132)^2+(160-132)^2+(160-132)^2+(160-132)^2+(255-132)^2+(255-132)^2]/(10-1)= [(-132)^2+(-132)^2+(-22)^2+(-22)^2+(-22)^2+28^2+28^2+28^2+123^2+123^2]/9=[17424+17424+484+484+484+784+784+784+15129+15129]/9=68910/9=7656.66667

S = Sqr(7656.67)=87.50所得結(jié)果與圖14統(tǒng)計(jì)的一致

3、中間值：將圖像所有像素的亮度值通過從從小到大排列后，位置在最中間的數(shù)值。即將數(shù)據(jù)分成兩部分，一部分大于該數(shù)值，一部分小于該數(shù)值。(如果有偶數(shù)個像素，就有兩個位于中間的數(shù)，取前面的一個)

圖13共有10個象素從小到大排依次是0、0、110、110、110、160、160、160、255、255。由于是偶數(shù)中間數(shù)有110和160兩個，我們?nèi)∏懊嬉粋�，所以圖13的中間值為110。所得結(jié)果與圖8統(tǒng)計(jì)的一致

4、象素：表示用于計(jì)算直方圖的像素總數(shù)。

注意，在這里象素所顯示的數(shù)據(jù)是直方圖計(jì)算圖象的數(shù)量，并不一定是圖象的總象素?cái)?shù)。為什么會這樣呢?這與高速緩存級別有關(guān)系。

5、高速緩存級別：高速緩存級別顯示當(dāng)前用于創(chuàng)建直方圖的圖像高速緩存。當(dāng)高速緩存級別大于1時，直方圖將顯示得更快，原始圖像的高速緩存級別為1。

高速度緩存級別的算法:在每個大于1的級別上，將會對四個鄰近像素進(jìn)行平均運(yùn)算，以得出單一的像素值。因此，每個級別都是它下一個級別的尺寸的一半(具有 1/4 的像素?cái)?shù)量)。當(dāng)Photoshop 需要快速計(jì)算近似值時，它可能會使用較高的級別。因此當(dāng)使用級別較高的高速緩存時，直方圖顯示與圖片實(shí)際象素總數(shù)的直方圖并不一定相似，為了得到更詳盡的 直方圖，我們可以選擇使用實(shí)際的象素重繪直方圖。

單擊“ 不使用高速緩存的刷新” 按鈕，使用實(shí)際的圖像像素重繪直方圖。

為了更直觀的了解高速度緩存級別我們做以下練習(xí)

新建一個2*2像素的圖片，對角兩個象素填充黑色

(圖15)

然后執(zhí)行編輯>定義圖案。

新建一個1000*1000像素的圖片

然后用剛定義的圖案來填充1000*1000像素的圖片

用我們剛才學(xué)到知識，分析這個張圖的直方圖及其信息應(yīng)該是怎么樣的哪，因?yàn)橹挥泻诎變煞N色 所以直方圖應(yīng)該只有兩端(0、255)有兩條豎線，

首先象素實(shí)際總數(shù)是1000*1000=1000000 ，

平均值：x撥=(500000*0+500000*255)/1000000=127.5

標(biāo)準(zhǔn)偏差：S^2 = [500000*((0-127.5)^2+500000(255-127.5)^2]/1000000-1= [1000000*127.5^2/999999}=16256.266

S= Sqr16256.266)=127.5

中間值：因?yàn)?000000是偶數(shù) 色階為0的象素和色階為255的象素各50000，我們?nèi)∏耙粋� 中間值應(yīng)該為0

象素：1000*1000=1000000

可我們實(shí)際看到的直方圖信息并不是這樣，

(圖16)

平均值128.00 標(biāo)準(zhǔn)偏差0.00中間值為128.00 象素為250000。產(chǎn)生這樣原因是高速緩存級別為2造成的。前面已經(jīng)說過“:在每個大于1的級別上，將會對四個鄰近像素進(jìn)行平均運(yùn)算，以得出單一的像素 值。因此，每個級別都是它下一個級別的尺寸的一半(具有 1/4 的像素?cái)?shù)量)。”2大于1，直方圖所統(tǒng)計(jì)的250000象素剛好是實(shí)際象素1000000的1/4。“對四個鄰近像素進(jìn)行平均運(yùn)算”

因此緩存級別2時，四個鄰近的象素的平均值(0+255+255+0)/4=500/4=128。

當(dāng)我們點(diǎn)擊“不使用高速緩存的刷新”時，高速緩存級別為1 時直方圖才真正顯示出實(shí)際應(yīng)有的數(shù)據(jù)。

(圖17)

6、色階： 鼠標(biāo)指針?biāo)谖恢玫牧炼戎�，亮度值范圍�?~255。[181]

7、數(shù)量：鼠標(biāo)指針?biāo)谖恢玫南袼財(cái)?shù)量。

8、百分位：從最左邊到鼠標(biāo)指針位置的所有像素?cái)?shù)量÷圖像像素總數(shù)。當(dāng)鼠標(biāo)拖動，選中直方圖的一段范圍時，色階、數(shù)量、百分位將顯示選中范圍的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)�！　∷摹⒅狈綀D調(diào)整

通過觀察直方圖，我們可以確定直方圖顯示陰影、中間調(diào)、高光像素分布情況。并根據(jù)圖片實(shí)際情況和各個通道直方圖詳細(xì)情況來判斷某個圖像去按我們的要求的去重新進(jìn)行像素亮度分布。

在對照片進(jìn)行調(diào)整的同時必須使用直方圖來檢查圖像的品質(zhì)和色調(diào)范圍。因此預(yù)覽直方圖調(diào)整是非常必須和重要的，我們可以通過“預(yù)覽直方圖調(diào)整”預(yù)覽任何顏色和色調(diào)調(diào)整對直方圖所產(chǎn)生的影響。預(yù)先知道調(diào)整后對直方圖的影響，盡量在保證圖片效果的前提下保留足夠的細(xì)節(jié)。

在任何顏色或色調(diào)調(diào)整命令的對話框中選擇“預(yù)覽” 選項(xiàng)。

當(dāng)選定“預(yù)覽” 時，“直方圖” 面板將顯示調(diào)整如何對直方圖產(chǎn)生影響。

(圖18)

“直方圖” 面板中的直方圖調(diào)整預(yù)覽

A. 原始直方圖 B. 調(diào)整后的直方圖 C. 陰影 D. 中間調(diào) E. 高光

直方圖合理的重新分布其實(shí)就是對照片本身的像素的亮度進(jìn)行調(diào)整，在此過程中對圖片整體或局部像素亮度調(diào)整的常用的有效工具有1、亮度對比度2、色階3、曲線4、陰影高光5、色調(diào)均化

1、亮度對比度

使用“ 亮度/ 對比度” 調(diào)整，可以對圖像的色調(diào)范圍進(jìn)行簡單的調(diào)整。將亮度滑塊向右移動會增加色調(diào)值并擴(kuò)展圖像高光，而將亮度滑塊向左移動會減少值并擴(kuò)展陰影。對比度滑塊可擴(kuò)展或收縮圖像中色調(diào)值的總體范圍。

在正常模式中， “ 亮度/ 對比度” 會與“ 色階” 和“ 曲線” 調(diào)整一樣，按比例調(diào)整圖像圖層。當(dāng)選定“ 使用舊版”時， “ 亮度/ 對比度” 在調(diào)整亮度時只是簡單地增大或減小所有像素值。由于這樣會造成修剪高光或陰影區(qū)域或者使其中的圖像細(xì)節(jié)丟失，因此不建議在舊版模式下對攝影圖像使用亮度/ 對比度。

2、色階

使用“ 色階” 可以調(diào)整通過調(diào)整圖像的陰影、中間調(diào)和高光的強(qiáng)度級別，從而校正圖像的色調(diào)范圍和色彩平衡。“ 色階” 直方圖用作調(diào)整圖像基本色調(diào)的直觀參考。

如果移動黑場輸入滑塊，則會將像素值映射為色階 0，而移動白場滑塊則會將像素值映射為色階 255。其余的色階將在色階 0 和 255 之間重新分布。這種重新分布情況將會增大圖像的色調(diào)范圍，實(shí)際上增強(qiáng)了圖像的整體對比度。中間輸入滑塊用于調(diào)整圖像中的灰度系數(shù)。它會移動中間調(diào)(色階 128)，并更改灰色調(diào)中間范圍的強(qiáng)度值，但不會明顯改變高光和陰影。

要調(diào)整特定顏色通道的色調(diào)，從“ 通道” 菜單中選取選項(xiàng)。要同時編輯一組顏色通道，在選擇“色階”命令之前，按住 Shift 鍵并在“通道”面板中選擇相應(yīng)通道。(此方法在“ 色階” 調(diào)整圖層中不起作用。)然后，“ 通道” 菜單會顯示目標(biāo)通道的縮寫，此時就能對所選擇通道同時進(jìn)行調(diào)整。

3、曲線

“ 色階” 只有三個調(diào)整滑塊(白場、黑場、灰度系數(shù))，但“ 曲線” 可以調(diào)整圖像的整個色調(diào)范圍內(nèi)的點(diǎn)(從陰影到高光)，能夠?qū)D像中的個別顏色通道進(jìn)行精確調(diào)整。通過在“ 曲線” 調(diào)整中更改曲線的形狀，可以調(diào)整圖像的色調(diào)和顏色。將點(diǎn)向下或向右移動會將“ 輸入” 值映射到較小的“ 輸出” 值，并會使圖像變暗。要使陰影變亮，請將曲線底部附近的點(diǎn)向上移動。將點(diǎn)向上或向左移動會將較小的“ 輸入” 值映射到較大的“ 輸出” 值，并會使圖像變亮。使用黑場滑塊和白場滑塊可快速設(shè)置黑場和白場。曲線上較陡的部分表示對比度較高的區(qū)域;較平的部分表示對比度較低的區(qū)域。移動曲線頂 部的點(diǎn)可調(diào)整高光。移動曲線中心的點(diǎn)可調(diào)整中間調(diào)，而移動曲線底部的點(diǎn)可調(diào)整陰影。

4、陰影高光

“ 陰影/ 高光” 命令不是簡單地使圖像變亮或變暗，它基于陰影或高光中的周圍像素(局部相鄰像素)增亮或變暗。正因?yàn)槿绱�，陰影和高光都有各自的控制選項(xiàng)。默認(rèn)值設(shè)置為修 復(fù)具有逆光問題的圖像。“ 陰影/ 高光” 命令還有用于調(diào)整圖像的整體對比度的“ 中間調(diào)對比度” 滑塊、“ 修剪黑色” 選項(xiàng)和“ 修剪白色” 選項(xiàng)，以及用于調(diào)整飽和度的“ 顏色校正” 滑塊。

選取“ 圖像”>“ 調(diào)整”>“ 陰影/ 高光”。 通過移動“數(shù)量”滑塊或者在“陰影”或“高光”的百分比框中輸入一個值來調(diào)整光照校正量。值越大，為陰影提供的增亮程度或者為高光提供的變暗程度越大。既 可以調(diào)整圖像中的陰影，也可以調(diào)整圖像中的高光。為了更精細(xì)地進(jìn)行控制，可選擇“ 顯示其他選項(xiàng)” 進(jìn)行其他調(diào)整。

5、色調(diào)均化

“ 色調(diào)均化” 命令重新分布圖像中像素的亮度值，以便它們更均勻地呈現(xiàn)所有范圍的亮度級。“ 色調(diào)均化” 將重新映射圖像中的像素值，使最亮的值呈現(xiàn)為白色，最暗的值呈現(xiàn)為黑色，而中間的值則均勻地分布在整個灰度中。

通過“ 直方圖” 面板，可以看到亮度的前后對比。

這種方法通常用來調(diào)整圖像的整體或局部對比度，尤其是當(dāng)圖像的有用數(shù)據(jù)的對比度相當(dāng)接近或差異很大的時候。通過這種方法，亮度可以更好地在直方圖上分布。 這樣就可以用于調(diào)整局部的對比度而不影響整體的對比度。 這種方法對于背景和前景都太亮或者太暗的圖像非常有用，可以使曝光過度或者曝光不足照片中更好的突出細(xì)節(jié)。這種方法的缺點(diǎn)是它對處理的數(shù)據(jù)不加選擇，所以 有些照片變換后圖像的灰度級減少，某些細(xì)節(jié)消失;或某些圖像，如直方圖有高峰，經(jīng)處理后對比度不自然的過分增強(qiáng)，因此常配合蒙板使用。