Come funziona l’istogramma
Quando l’istogramma riceve un’immagine aggiornata da uno dei controlli, ciascuno dei suoi pixel è costituito da una componente rossa, verde e blu. Ciascuno di questi valori è compreso tra 0 e 255, ovvero i valori rappresentabili con un byte: 0 significa che la componente non emette nessuna luce (cioè è nera), mentre 255 significa che emette luce alla massima intensità possibile.
L’istogramma è semplicemente una forma di statistica: mostra con quale frequenza si presenta una componente con una determinata luminosità. Il funzionamento dell’istogramma è quindi abbastanza semplice:
Prendi il primo pixel
Osserva il valore Rosso (= x) del pixel. Aumenta di 1 l’altezza della barra dell’istogramma nella posizione x. Esempio: se il valore del rosso è 0, aumenta di 1 l’altezza della barra nella posizione 0 (quella all’estrema sinistra dell’istogramma). Se è 42, aumenta di 1 la barra 42, e così via.
Ripeti il passaggio precedente con Verde e Blu.
Considera insieme R, G e B, e calcola il valore di Luma. La luma è la luminosità percepita di questo pixel. Più avanti viene spiegato come viene calcolata.
Ripeti questi passaggi per tutti gli altri pixel dell’immagine.
Cosa mostra l’istogramma
L’istogramma mostra esclusivamente la distribuzione della luminanza delle componenti selezionate: niente di più, niente di meno. Anche quando si osservano separatamente i canali RGB invece della sola componente Luma calcolata non è realmente possibile dedurre quali siano i colori presenti nell’immagine. Guarda queste due immagini:
Istogramma di una semplice immagine con gradiente in scala di grigi
Istogramma di una semplice immagine con gradiente a colori
Esattamente lo stesso istogramma, ma con colori completamente diversi. È possibile invece fare un’ipotesi sulla tonalità del colore; vedi più avanti. Ma allora a cosa serve l’istogramma?
Per rispondere a questa domanda, è utile fare riferimento all’articolo di Cambridge in Colour: Understanding Camera Histograms: Tones and Contrast, e alla seconda parte, Camera Histograms: Luminosity & Color. Sebbene siano stati scritti per le fotocamere digitali, gli stessi concetti valgono esattamente per le videocamere digitali. Entrambi gli articoli sono facili da leggere e comprendere, e possono risultare interessanti anche per gli utenti esperti.
Esempio 1: luce di candela
Esempio di istogramma con un’immagine di una luce di candela
Ci sono due aspetti particolari in questo istogramma.
La maggior parte dei pixel è scura, secondo la componente Luma (bianca). Tuttavia, non c’è nessun nero assoluto: nota che la componente Luma mostra «min: 8». La componente blu, invece, raggiunge effettivamente lo 0: questo significa che i pixel più scuri sono ancora leggermente arancioni, e non hanno ancora perso tutte le informazioni sul colore.
È presente una quantità considerevole di clipping: molti valori R sono fermi all’estrema destra, a 255. La presenza di un picco a 255 significa generalmente che abbiamo perso informazioni, perché alcune zone erano troppo luminose per il sensore della fotocamera con le impostazioni di sensibilità utilizzate. Questo avrebbe potuto essere risolto riducendo la sensibilità, ma in tal caso il libro e praticamente tutto il resto sarebbero diventati neri. In questo caso sono le candele a causare il clipping: qui non è un problema grave, perché i dettagli persi non sono importanti per l’immagine.
Le componenti RGB mostrano inoltre molto bene che le ombre non sono grigie neutre, ma arancioni; altrimenti, come nell’istogramma del gradiente precedente, i raggruppamenti di colori sulla sinistra avrebbero il loro centro nella stessa posizione. Non c’è molto da correggere in questo caso: si potrebbe aumentare la luminosità delle ombre con un effetto Curve (avfilter) o /effects_and_filters/video_effects/color_image_correction/curves_frei0r`, ma è una questione di gusto e dell’atmosfera che si desidera ottenere nel filmato finale.
Istogramma prima e dopo l’applicazione di una correzione del colore con l’effetto Curve (frei0r)
Esempio 2: ABC sottoesposta
Esempio 2 di istogramma con un’immagine sotto esposta
Notiamo immediatamente due cose:
I picchi RGB si trovano nella stessa posizione, vicino al centro. La parete bianca è la parte più luminosa, quindi questi picchi provengono da qui. Poiché non sono spostati, il bilanciamento del bianco dovrebbe essere corretto (e l’immagine lo conferma). Nota che l’istogramma non è particolarmente preciso per quanto riguarda il bilanciamento del bianco. Più avanti presenteremo un visore molto più preciso.
L’immagine è troppo scura. La componente più luminosa, il rosso, raggiunge appena il valore 170. La parete bianca è in realtà grigia.
Il controllo della corretta esposizione è il punto di forza dell’istogramma! L’esposizione potrebbe essere corretta anche con Curve (frei0r) o Curve (avfilter), ma questa volta utilizzeremo l’effetto Livelli.
L’istogramma prima e dopo l’applicazione dell’effetto Livelli per correggere l’esposizione
Abbiamo abbassato il livello di bianco in ingresso del canale Luma fino a quando una delle componenti RGB ha raggiunto 255. Abbassare ulteriormente il livello di bianco in ingresso provocherebbe clipping sulla parete, e la perdita di informazioni dell’immagine: in alcune circostanze potrebbe essere proprio ciò che si desidera!
Questo processo viene chiamato Espansione dell’intervallo tonale.
Opzioni dell’istogramma
L’istogramma può essere regolato come segue:
Componenti: possono essere abilitate singolarmente. Per esempio, si potrebbe voler visualizzare soltanto la componente Luma, oppure nascondere la visualizzazione Somma.
Y o Luma è l’istogramma più conosciuto. È presente in tutte le fotocamere digitali, ed è supportato da applicazioni come digiKam, GIMP, ecc. Più avanti verrà spiegato come è calcolato.
Somma è sostanzialmente una rapida panoramica dei singoli canali RGB. Se, per esempio, mostra 5 come valore minimo, significa che nessuna delle componenti RGB scende al di sotto di 5.
R / G / B mostrano l’istogramma dei singoli canali.
Non ridimensionato (menu contestuale): non ridimensiona la larghezza dell’istogramma (a meno che le dimensioni dell’oggetto non siano inferiori). È semplicemente un’opzione utile se si desidera che l’istogramma abbia una larghezza di 256 px.
Modalità Luma (menu contestuale): questa opzione determina come viene calcolato il valore Luma di un pixel. Sono disponibili due opzioni:
Rec. 601 usa la formula
Y' = 0.299 R' + 0.587 G' + 0.114 B'Rec. 709 usa
Y' = 0.2126 R' + 0.7152 G' + 0.0722 B'
Nella maggior parte dei casi si vorrà utilizzare Rec. 709, che oggi è lo standard utilizzato principalmente nel video digitale.
Riepilogo
L’istogramma è un ottimo strumento per la correzione dell’esposizione, insieme agli effetti Curve e Livelli. Aiuta a evitare il clipping (aree sovraesposte) e lo schiacciamento dei neri (il fenomeno opposto) quando si applicano gli effetti.
Note
- Fonti
abc-underexposed.avi(26 MB; 720/24p)candlelight.avi(14 MB; 720/24p)
Il testo originale è stato inviato da Simon A. Eugster (Granjow) lunedì 30/08/2010 alle 23:10 all’ormai defunto blog kdenlive.org. Per questo la documentazione è stata estratta da web.archive.org, aggiornata e adattata per corrispondere allo stile generale.
