فهم هیستوگرام‌ها

در این مبحث چگونگی کاربرد هیستوگرام دوربین را برای نوردهی دیجیتالی بهتر مورد بررسی قرار می‌دهیم .
● یک حقیقت گریزناپذیر:
نوردهی دقیق در عکس‌برداری دیجیتالی همچون عکس گرفتن با فیلم از اهمیت بالائی برخوردار است. در حققت عکسبرداری دیجیتالی در مقایسه با فیلم‌های نگاتیو رنگی چندان با گذشت نیست. عکاسان SLR دیجیتالی باید تکنیک‌های نوردهی خود را به‌گونه‌ای تنظیم کنند تا مناسب ویژگی‌های ارثی عکسبرداری دیجیتالی باشد.
برای فهم دلیل و چگونگی این موضوع باید طبیعت عکسبرداری دیجیتالی را بشناسید. بیشتر فیلم‌ها حساسیت غیرخطی به نور را از خود بروز می‌دهند. بالا و پائین خیدگی شدت رنگ که نماینده شدت رنگ‌های روشن و تیره هستند وارد سراشیبی کندی می‌شوند. از سوی دیگر یک حسگر تصویری در برابر نور از خود واکنش نشان داده و یک خمیدگی، شدت رنگ خط مستقیم را از سمت چپ بخش زیرین به سمت راست بخش بالائی تولید می‌کند. سلول‌ تصویری روی حسگر را یک سطل و نور را قطره باران فرض کنید.
وقتی سطل پر است، هر قطره اضافی باران (نور) از سطل به بیرون می‌افتد از سوی دیگر، حتی وقتی بارش نور وجود ندارد، سطل‌های سلول تصویری به‌طور کامل خالی نخواهد بود و همواره مقدار کمی باران در ته سطل وجود دارد. در دنیای دیجیتالی به این پدیده "noise floor" می‌گویند. وجود آن بدین‌ دلیل است که تمامی وسایل الکترونیکی حتی زمانی که چیزی ضبط نمی‌کنند، سیگنال تصادفی پایداری را تولید می‌کنند.
سر و صدای حاصل از افزایش صدای استریو (آن هم وقتی چیزی پخش نمی‌شود) و صفحه برفکی تلویزیون مثال‌هائی از این قرار است. علاوه بر این یک حسگر تصویر الکترونیکی تیمی از داده‌های رنگی موجود در شفاف‌ترین وقفه‌های نوزدهی و همچنین شفاف‌ترین وقفه بعدی، داده‌های باقی‌نمانده را ضبط می‌کند. بنابراین SLR دیجیتالی به‌ویژه ۴۰۹۶، سطح شفافیت را ضبط می‌کند؛ ۲۰۴۸ در وقفه نخست ۱۰۲۴ در وقفه دوم و ۵۱۲ در وقفه سوم و ... زمانی که به سایه‌ها رسیدید کمی داده باقی مانده وجود دارد. بنابراین با وجود noise floor شما می‌توانید تا آنجا که امکان دارد داده‌ها را در سطوح بالاتر خمیدگی شدت رنگ قرار دهید. در حالات ساده‌تر، شما نوزدهی خود را به سمت شفاف‌ترین ارزش‌ها متمایل‌ می‌سازید.
اگر در حالت IPEG عکس می‌گیرید و نوزدهی خود را بیش از حد به سمت شفاف‌ترین حالت‌ها متمایل ساخته‌اید این احتمال وجود دارد که تصویر بیش از حد در معرض نور قرار گرفته و جزئیات سایه‌روشن‌ها را از دست بدهد (هنگامی‌که سطل پر است، سرریز می‌شود) همچنین تنها با هشت بیت اطلاعات مربوط به شدت رنگ - محدودیت شفافیت‌ها - ۶۵۲ سطح در مقابل ۴۰۹۶ سطح که حسگر تصویر D-SLR شما می‌تواند بگیرد - تنظیمات مربوط به شدت رنگ را پس از به‌کارگیری نرم‌افزار قبول نخواهد کرد.
زمانی‌که در حالت RAW عکس می‌گیرید. همه چیز فرق می‌کند حالت RAW تمامی ۴۰۹۶ سطوح شفاف را حفظ می‌کند. وقتی IPEG به‌عنوان عکس کاملی از D-SLR نمایان می‌شود شما می‌توانید با بهره‌گیری از فایل و نرم‌افزار RAW تنظیمات اساسی در شفافیت یک تصویر (بدون تغییر در کیفیت کلی تصویر) ایجاد کنید. این انعطاف‌پذیری فراپردازشی این امکان را فراهم می‌سازد تا از راهبرد نوردهی در عکسبرداری دیجیتالی به نام ETTR استفاده کنید. کاربرد ETTR بسیار ساده است، اما برای این کار باید به هیستوگرام همان گرافیک قله‌انند صفحه نمایشگر ال سی دی که چگونگی ”انتشار شدت رنگ‌های صحنه را نشان می‌دهد، رجوع کنید. اگر دوربین را برای نمیاش تنظیم کرده باشید، هرگاه بخواهید عکسی را که به تازگی گرفته‌اید، بازنگری کنید، هیستوگرام نمایان می‌شود.
در هیستوگرام مقادیر تاریک در سمت چپ و مقادیر روشن در سمت راست پدیدار می‌شوند. با تکنیک ETTR شما می‌توانید جهت نوردهی، f-stop سرعت شاتر یا مقدار نوردهی را تغییر داده ا بیشتر اندازه‌های مناظر کوهستانی در سمت راست هیستوگرام قرار گیرد. بسیاری از دوربین‌های دیجیتالی یک هیستوگرام زنده pre-exposure را به شما نمایش می‌دهند، اما با D-SLR باید نخست نوردهی را ایجاد کنید تا بتوانید هیستوگرام را مطالعه کنید و پس از اعمال و تنظیمات موردنیاز دوباره عس بگیرید. نوردهی اضافی، شدت رنگ‌های تاریک را از noise floor دور کرده و سایه‌هائی با ظاهر تمیز تولید می‌کنند. با انتقال شدت رنگ‌های تاریک به بالای خمیدگی آنها در جائی قرار می‌‌گیرند که فضای داده بیشتری موجود است.
نتیجه: تغییر ظریف‌تر و دلخواه‌تر با این حال وقتی فرآیند ETTR را انجام می‌دهید مراقب باشید، زیرا ممکن است تصویری که وارد برنامه مبدل RAW می‌شود بیش از حد روشن باشد تا زمانی‌که هیچ های‌لایت مهمی را روشن نکرده‌اید، این مسئله چندان مهم نخواهد بود به‌جز رنگ شفاف، شفاف‌ترین بیت‌های ابرهای سفید و موارد مشابه هیچ چیز نباید فراتر از لبه سمت راست هیستوگرام قرار گیرد. های‌الیت‌های چشمک‌زن در بیشتر D-SLRها به شما نشان می‌دهند که کدام یک از نواحی عکس بیش از حد در معرض نور قرار گرفته است پس از وارد کردن عکس می‌توانید با تنظیم و تغییر میزان شفافیت آن نتیجه دلخواه خود را به‌دست آورید. ETTR در هر موقعیت عکس‌برداری اجراء نمی‌شود.
صحنه‌ای با سطوح مختلف شفافیت که تمامی هیستوگرام را پر می‌کند (قله کوه در تمامی مسیرهای گراف حرکت می‌کند( هیچ فضائی را برای چنین تنظیماتی فراهم نمی‌کنند. متمایل ساختن نوردهی به سمت راست (را به نوردهی مضاعف)، جزئیات مهم در بخش‌های روشن را از بین می‌برد.
در چنین مواردی نوردهی نرمال تنظیم نشده بهتر است به خاطر داشته باشید که ممکن است برای از صحنه‌ها گسسته ضبط شفافیت دوربین شما تجاوز کند (قله‌هائی که مقادیر مهم مربوط به شدت رنگ را که در دو طرف گراف انباشته شده‌اند، نمایش می‌دهند) در این موقعیت شما دو حق انتخاب دارید. اگر به‌طور دستی عکس می‌گیرید و تنها می‌توانید یک نوردهی انجام دهید، برای تنظیم دوربین از فیلتر غلظت خنثی و جداگانه استفاده کنید. اگر روی یک Tripod کار می‌کنید نوردهی‌های طبقه‌بندی شده چندگانه را اجراء کرده و آنها را در نرم‌افزار و ویرایش تصویر خود با هم ترکیب کنید.
از یک سو رهیافت ETTR معادل عکس‌برداری دیجیتالی Zone System دنیای فیلم است که در آن نوردهی و گسترش نگاتیو به‌منظور تولید مقیاس شدت رنگ دلخواه در پرینت نهائی دستکاری می‌شود. در Zone System، نگاتیو برای درجه خاصی از گسترش در معرض نور قرار گرفته که شفافیت‌های صحنه را روی بهترین بخش خمیدگی شدت رنگ خود قرار می‌دهد. به‌طور مشابه کاربر ETTR به همراه توانائی‌های نرم‌افزار RAW شما را قادر می‌سازد تا کیفیت تصویر را ارتقاء بخشیده و پرینت‌های بهتری خلق کنید. زمانی که در نرم‌افزار RAW یک تصویر بیش از حد در معرض نور قرار می‌گیرد به‌نظر می‌رسد کاربرد عمد همین تکنیک است.
این تصویر، یک عکس IPEG را در حالت نوردهی خودکار بدون هرگونه اصلاح (سومی از بالا) شبیه‌سازی می‌کند. در چنین حالتی، فزونی برف، یخ و آسمان سبب شده تا دوربین عکس را کمتر از حد معمول در معرض نور قرار دهد. در هیستوگرام مشابه (چهارم از بالا) می‌بیند که بخش‌های تاریکتر به سمت چپ یعنی جائی که فضای کمر برای اطلاعات مربوط به شدت رنگ وجود دارد، منتقل شده‌اند. بنابراین فضای غنی‌تر داده در سمت راست هیستوگرام به‌طور کامل هدر رفته است.
تصویر پایانی (دوم از پائین) از فایل اصلی که به‌طور عمدی در معرض نور قرار گرفته بود، مشتق شده است. همانگونه که در هیستوگرام می‌بینید (پائین) نرم‌افزار RAW برای یکسان‌سازی نوردهی در کل گستره پویا به‌کار برده شده و این کار موجب حفظ جزئیات ظریف در های‌لایت‌ها و بخش‌های سایه‌دار شده است.
● خواندن یک هیستوگرام
قضاوت در مورد روشنائی عکس آن هم به کمک صفحه نمایشگر پشت D-SLR غیرممکن است. این صفحه، دقت رنگ و گستره پویائی موردنیاز را ندارد و ممکن است سطح نوری که با آن تصویر را می‌بینیم نوردهی خوب را بد یا نوردهی بد را خوب جلوه دهد. به همین خاطر است که طراحان دوربین عکاسی ابزاری را برای سنجش نوردهی ساخته‌اند.
دکمه هیستوگرام نموداری است که مقادیر شفافیت تصویر ضبط شده را همراه با توزع و حجم‌سنجی آنها نمایش می‌دهد. تیره‌ترین رنگ‌ها در سمت چپ و شفاف‌ترین رنگ‌ها در سمت راست نمودار قرار دارند و ارتفاع رئوس گراف مقدار عددی ندارد. اگر رئوس و شیارها در سمت چپ گراف انباشته شده باشند. بدین معنی است که تصویر به اندازه کافی در معرض نور قرار نگرفته است. اما اگر آنها در سمت راست تصویر انباشته شده باشند. ممکن است تصویر بیش از حد در معرض نور قرار گرفته باشد.
بهترین نوع هیستوگرام، آن است که به‌جای روشنائی کلی، سه شبکه رنگ قرمز، سبز و آبی را نمایش می‌دهد. یکی دیگر از ویژگی‌های مفید آن نشانگر های‌لایت‌های چشمک‌زن بالای سمت راست است.
نکته‌ای که در هنگام استفاده از تکنیک نوردهی ETTR باید به خاطر بسپاریم این است که هیستوگرافم D-SLR از یک JPEG مشتق شده است. حتی اگر دوربین در حالت RAW هم تنظیم شده باشد از آنجا که هیستوگرام JPEG چهار بیت داده کمتر از حالت RAW دارد (هشت در برابر دوازده) چنانچه در حالت RAW عکس می‌گیرید، ممکن است اطلاعات های‌لایت به اندازه یک وقفه از آنچه که هیستوگرام نمایش می‌دهد بیشتر باشد. با وجود این تناقض، دسته‌بندی نوردهی به‌صورت دنباله صعودی کار مناسبی است.

منبع : نشریه تخصصی کامپیوتر و هنر