直方图的原理和作用？_摄影中的直方图是什么意思？

1、 直方图的原理和作用？

概念：在分析图像、物体、视频信息的过程中，我们常常把眼中的看到的物体用直方图(histogram)表示。

应用：直方图可以用来描述各种不同的事情，如物体的彩色分布、物体边缘梯度模板、以及表示物体目标位置的当前假设的概率分布。

直方图可以用来进行快速姿态识别、检测视频中的场景变换。

原理：直方图就是对数据进行统计，将统计值组织到一系列实现定义好的bin中。bin中的数值是从数据中计算出的特征的统计量，这些数据可以是梯度、方向、色彩或者任何其它特征。

2、 摄影中的直方图是什么意思？

当我们拍完一张照片时，马上要做的事情就是看照片的曝光是否正确。那么要怎么判断照片的曝光是否正确呢？凭肉眼看？凭感觉？这些方法都是不科学的，今天给大家讲讲如何用科学的方法看照片的曝光是否正确。判断一张照片曝光是否准确，看直方图是最直接有效的办法。

一、什么是直方图

先给大家讲讲怎么看直方图，直方图的横轴表示亮度，从左往右表示亮度越来越高；直方图的纵轴表示像素，从下往上表示像素越来越多。横轴上的数值为0—255,0就是黑色，255就是白色。如果横轴上某个地方峰很高，那就说明这个亮度下的像素多。

左图为过曝，右图为欠曝

二、直方图的参数如何读

在给大家讲直方图参数方面的知识时，先问大家一个问题：如果有两张照片，直方图是一样的，那么这两张照片的画面也是一样的吗？答案是否定的，因为直方图记录的是像素的亮度信息。知道了这个后来给大家介绍一下直方图上的一些术语，比如：平均值、色阶、数量、百分比等。

平均值：如果照片的平均值越高，那么照片的亮度也越亮，以128为中间值。平均值的算法很简单，你拿图像的亮度总值÷图像像素总数就能得出平均值了。

标准偏差：这个有点难理解，因为它是统计学名词。我数学不好，所以我对这东西的理解也不怎么到位。但是大家只要记住这个结论就行了：标准偏差越大，画面对比越明显，反之亦然。

中间值：这个就好理解了，将照片所有像素的亮度值排个序（从大到小/从小到大都行），然后在中间的就是中间值。中间值它能从侧面反映照片的整体亮度。

像素：这个就不用多讲了吧，学摄影应该对这东西很熟悉了。

色阶：就是指这个地方的亮度，也就是0-255的某个值。

数量：指的是这个亮度下的像素值，横轴为亮度，纵轴为像素，对应看就行了。

百分比：当前色阶在整个色阶中的位置。

三、通道是怎么回事

如果你仔细看完上面的内容，相信对直方图应该有个最基本的了解了；但是想要更加全面的了解直方图，那么就还要学一些知识。

通道里面分为很多种：RGB，红，绿，蓝，明度，颜色。大家不要把直方图中的数量和像素搞混了，直方图中的像素和数量不是一个概念。当你选择RGB通道时：最大数值=像素值×3；而当你选择其它的通道时：最大数量值＝像素值。可能这样说有点难懂，给大家举个例子就容易理解了。

比如色阶为100，来看看不同通道下的数量是多少。

色阶为100，在RGB通道下数量为3119；

色阶为100，在R通道下数量为945；

色阶为100，在G通道下数量为1610；

色阶为100，在B通道下数量为564。

不知道大家有没有看出来，当色阶为100时，RGB通道下的数量是R+G+B的总和，也就是说RGB通道的数量是R、G、B三个的数量加起来的。

那么像素是什么呢？我们都知道RGB代表红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色，而当这三种颜色混合在一起时就变成了一种颜色，这就是我们所说的像素。这也就是为什么在单R、G、B通道下最大数量值＝像素值了。

同理，RGB通道和明度通道也不一样。这是RGB通道：

这是明度通道：

看到这里可能有人会问：直方图不是反映照片亮度信息的吗？为什么RGB通道和明度通道会有所不同。这是因为计算方法不同，明度统计的是每个像素的复合值，而像素的亮度值的计算方法为：30%×R+59%×G+11%×B。这里又与前面的像素相对应了，像素是一个复合值。

说实话我弄懂这些知识也花了不少时间，因为太复杂，而我又是一个看到数字就晕的人。我已经尽量简洁、用通俗易懂的话语来讲了。我用红色通道来给大家讲一下，这样大家更容易理解。

红色通道：

大家能看懂红色通道下的直方图吗？给大家简单讲一下红色通道下的直方图，这个直方图说明照片的红色信息主要分布在中间和暗部，亮部的红色信息很少。这些单个的通道对于后期调色、纠正色偏有很大的帮助。

大家不要嫌麻烦，弄懂直方图对理解曝光有很大的帮助，给大家举个例子：

上面三个直方图分别表示三张照片的曝光；

第一张照片直方图全在右边，说明过曝；

第二张照片直方图大部分在左边，说明欠曝；

第三张直方图分布相对均匀，说明曝光准确。

下面这三张照片分别对应了上面的三张直方图照片。

很多人看完对应照片可能会问：直方图显示的不是过曝吗？不是欠曝吗？怎么下面对应的照片是正常的。因为直方图它记录的只是像素的亮度信息，简单来说：我不改变像素，只是改变他们相对的位置，直方图是不会有任何变化的，但是照片的画面却会变。

所以大家一定要记住：直方图它记录的是像素的亮度信息，其他什么都不代表。曝光准不准确，与亮度分布是否均匀没有必然联系。

五、直方图的应用

我前面讲了看照片的曝光是否准确要看直方图，而后面又讲了直方图只是记录像素的亮度信息，与曝光准不准确没有必然联系，这不是前后矛盾吗。其实这个并不矛盾，就像数学老师给你说1+1=2，而化学老师给你说1+1不等于2一样。视不同的情况而定，那么直方图到底该怎么用呢？

使用直方图需要结合当时的环境来使用，比如：当你在光线强烈的环境下拍摄，看不清相机的液晶屏，更无法去判断拍出来的照片曝光是否准确。但是在这种时候你去看直方图它就能告诉你曝光是否准确。

更实际点来说就是：你在拍摄雪景时，低光和中间调都不可能有大量像素；拍摄乌云密布的天空时，高光部分也不可能有大量像素。这个需要大量的时间去学习和实践，不是看一两篇文章就能学会的。

如果打击没看懂，那么下面的讲解应该怎么都能懂了。

摄影除了要学会调整各种参数，学会构图，还得学会怎么看直方图。今天就给大家介绍一下直方图，无论是相机的直方图还是后期软件中的直方图都是大同小异的，所以不用去分什么相机中的直方图还是后期软件中的直方图。

直方图就像下面这样，分为纵轴和横轴，纵轴代表像素量，横轴代表色阶。纵轴说白了就是代表照片色调的像素数，线越向上就表示像素信息越多。而横轴代表的是照片的明暗程度，左面代表暗部，右边代表亮部。

在拍好照片后可以在相机的显示屏上看一下照片的直方图，从而判断照片曝光量的大小。通过看直方图的纵轴和横轴，能直观地看到照片的曝光情况。

以前的相机显示屏并不大、像素还低，想要从小小的显示屏中查看照片的效果是很难的；有时拍出来的照片曝光不足或者过度，在显示屏中也看不出来。

现在就不一样了，单反相机的显示屏足够大，像素也够；你能在单反相机的显示屏中仔细的查看照片的曝光是否准确。

直方图中的坐标图形代表照片的色调曲线，表示构成照片的色调分布情况。直方图的水平轴方向是一个256级灰度标：左端为0，中间为127，右端为255。

上面说过了横轴代表亮部和暗部，从左往右表示照片中从暗部到亮部的像素数量。如果你拍的照片曝光是准确的，那么柱状图从左往右都是有分布的，明暗细节都有，并且分布均匀，不会出现太大的落差。曝光准确的照片，直方图左右两侧是不会有像素溢出的，就像第一张图显示的那样。

直方图的纵轴则表示所占明暗部分的面积，峰值低则表示明暗的像素数量少，反之则高。

直方图说白了就是一个统计照片色阶像素的坐标系，在横轴的最左边为黑色（黑色阶），黑色代表没有像素、信息则为0；而在横轴的最右侧为白色（白色阶），白色是有像素、有信息的，在最右边为255.中间则是黑色和白色的过度色阶。

纵轴则表示的是色阶的像素级，峰值低数量就少，反之越多。注：直方图只表示照片各个色阶的数量，而不表示这些色阶在照片上的分布。

接下来举两个列子：

这是一张日落的照片，亮的部分有很多，暗的部分也有很多，成两极分化。所照片的直方图看起来就是两边高，中间低，直方图的右边还有像素溢出。两边高中间低的直方图在拍日出、日落时最常见。

这张照片光线好，油菜花也拍的不错，但为什么直方图的右边很高呢？是曝光过度吗？

照片并没有曝光过度，因为天上的白云很多，所以直方图的右边才会很高。而照片中暗的部分很少，所以才出现了这种情况。