تالار گفتمان آرل

هیستوگرام کانال‌های رنگی
میزان روشنایی یک کانال رنگی خاص را نشان می‌دهند. مثلا در مدل RGB، که با سه کانال قرمز، سبز و آبی روبرو هستیم، هیستوگرام رنگی ممکن است تونهای رنگ قرمز، رنگ سبز و یا رنگ آبی را نشان دهد و یا در مدل CMYK، تونهای رنگ فیروزه‌ای، ارغوانی و یا زرد را نشان دهد.


باید توجه داشت که در این نوع از هیستوگرام، برش به معنای سیاهی یا سفیدی مطلق در عکس نیست بلکه نشانگر این است که عکس در برخی از پیکسل‌ها، فاقد یک تون رنگی خاص است اگرچه ممکن است حاوی تون‌های رنگی دیگری باشند. به طور مثال، ممکن است هیستوگرام رنگ قرمز کاملا در سمت چپ متمرکز باشد، به این معنی که اکثر رنگهای قرمز موجود در پیکسل‌ها، تیره است در حالیکه ممکن است پیکسل تیره نباشد، زیرا هر پیکسل ممکن است حاوی ترکیباتی از هر سه رنگ اصلی (در مدل RGB) باشند و رنگ‌های دیگر ترکیب، از روشنایی بالا برخوردار باشد. در چنین شرایطی هیستوگرام Brightness با هیستوگرام آن رنگ تفاوت زیادی خواهد داشت.

معمولا هیستوگرام (Brightness (Luminosity به هیستوگرام رنگ سبز شباهت بیشتری دارند که این امر ریشه در حساسیت بیشتر چشم به رنگ سبز دارد.


گاهی هیستوگرام‌های کانال‌های رنگی را فقط در یک هیستوگرام، با رنگ‌های متفاوت نشان می‌دهند که هیستوگرام Overlay نامیده می‌شود. در شکل زیر کانال‌های RGB و CMYK روی یک نمودار نمایش داده شده‌اند.


هیستوگرام ترکیب رنگی RGB
اگر نمودار‌های رنگی یک تصویر را با هم ترکیب کنیم نمودار ترکیب رنگی یا برایندی حاصل می‌شود. مثلا در مدل RGB، هسیتوگرام قرمز، سبز و آبی ترکیب می‌شود و هیستوگرام بسیار رایج RGB را به وجود می‌آورند که در اکثر دوربینهای عکاسی و نرم افزارهای پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد.


توجه به این نکته بسیار حائز اهمیت است که در هیستوگرام Brightness، هر پیکسل یکی از مقادیر روشنایی را به خود اختصاص می‌دهد، حال آنکه در نمودار ترکیبی مانند RGB، ویژگیهای یک پیکسل ممکن است در سه جای هیستوگرام خود را نشان دهد. معمولا در یک عکس، یک پیکسل دارای رنگی، حاصل از ترکیب سه رنگ اصلی است. حال اگر میزان روشنایی هر یک از این رنگ‌ها متفاوت باشد، مکان این پیسکل در هیستوگرام هر رنگ متفاوت خواهد بود. به فرض، رنگ آبی، دارای تون تیره باشد، بنابراین در سمت چپ هیستوگرام آبی ظاهر می‌شود. و یا قرمز دارای تون میانی باشد، پس در میانهٔ هیستوگرام قرمز ظاهر می‌شود. ویا رنگ سبز در آن پیکسل خاص، تون بسیار روشن داشته باشد که در سمت راست هیستوگرام سبز واقع خواهد شد. حال اگر این سه هیستوگرام ترکیب شوند تا هیستوگرام RGB را تشکیل دهند، این پیکسل خود را در سه جای نمودار (در چپ، میانه و راست) نشان خواهد داد در حالی که در هیستوگرام Brightness، این پیکسل فقط یک نقطه در نمودار را اختیار می‌کند. این امر باعث می‌شود در عکسهایی که پیکسلهایی با رنگ خالص (تون کانالهای دیگر صفر) در آن‌ها زیاد است، و یا برخی از کانالهای رنگی از نظر میزان روشنایی تفاوت زیادی با کانالهای دیگر دارند، تفاوت هیستوگرام Brightness با هیستوگرام ترکیبی (مثلا RGB) زیاد باشد مانند شکل زیر.






در این شکل،‌‌ همان طور که در هیستوگرام‌های رنگی نیز مشاهده می‌شود، بیشتر پیکسل‌ها تونهای رنگی تیره‌ای دارند و تعداد زیادی از پیکسل‌ها هم فاقد برخی از تونهای رنگی هستند (برش‌ها در سمت چپ و راست هیستوگرام). در نتیجه ترکیب این سه، هیستوگرام RGB را می‌سازد که همانند شکل، برشهای زیادی را در بخش چپ و راست نشان می‌دهد. حال آنکه، در هیچ بخشی از تصویر، سیاه مطلق یا سفید مطلق وجود ندارد و در واقع در کلیه بخشهای تصویر جزئیاتی ثبت شده‌اند در نتیجه‌‌ همان طور که مشاهده می‌شود در هیستوگرام Brightness هیچ برشی نداریم.


بر اساس آنچه تا کنون در مورد هیستوگرام‌ها گفته شد، شاید بتوان گفت مهم‌ترین کاربرد هیستوگرام این است که در زمان عکاسی یا ادیت تصویر، عکاس یا کاربر، می‌تواند با در نظر داشتن هیستوگرام، تا حد زیادی از میزان ثبت شدن جزئیات یا برش‌ها در تصویرش آگاهی داشته باشد. هرچه تراکم و ارتفاع نمودار در داخل هیستوگرام (بین دو محور عمودی) بیشتر باشد، نمایانگر این است که اطلاعات روشنایی یا رنگی بیشتری ثبت شده است، و برش در هیستوگرام نشانگر عدم ثبت روشنایی یا رنگ و در واقع از دست دادن برخی از جزئیات در تصویر است. در زمان ادیت و ویرایش تصویر، می‌توان با در نظر داشتن هیستوگرام در زمان کار بر روی آن، تحلیل درستی از وضعیت تون‌ها داشت تا از تخریب بیش از حد و ایجاد برشهای ناخواسته در هیستوگرام و از دست دادن جزئیات خودداری شود.

به طور کلی، باید توجه داشت که نمی‌توان هیستوگرامی را به عنوان بهترین الگو، معرفی کرد. تصاویر موفق، ممکن است هستوگرامهایی کاملا متفاوت داشته باشند. لذا کاربر، باید در زمان تحلیل و استفاده از هیستوگرام‌ها، همواره ویژگیهای تصویری و هدف خود را در نظر داشته باشد.

در ادامه، چند عکس موفق با هیستوگرامهای کاملا متفاوت ارائه شده است. در تصاویر گرافیکی موفق نیز ممکن است، تفاوتهایی تا این حد و حتی بیشتر مشاهده شود.









به دلیل اهمیت ویژه هیستوگرام‌ها در تحلیل تصویر، در نرم افزار فتوشاپ، یک پنل مجزا به هیستوگرام‌ها اختصاص یافته است. (شکل زیر)


روبروی عنوان Channel، یک باکس وجود دارد (در شکل زیر با حرف A نشان داده شده)، که امکان انتخاب انواع هیستوگرام‌ها را به کاربر می‌دهد.



‌‌ ‌‌ همان طور که در شکل فوق نیز دیده می‌شود، کابر می‌تواند هر یک از انواع هیستوگرام‌ها را جهت تحلیل تصویر انتخاب نماید.

اگر روی منوی پنل (علامت B در شکل زیر) کلیک کنیم، گزینه‌ای به نام Expand View مشاهده می‌شود. با فعال کردن این گزینه، پنجره هیستوگرام بزرگ‌تر شده و اطلاعات بیشتری را در مورد تصویر ارائه می‌کند.


برای مثال، Mean، نشانگر متوسط شدت نور (تون‌ها) در تصویر (StdDev (Standard Deviation نشانگر میزان تغییرات شدت نور، Median نشانگر شدت نور میانی و Pixels، مشخص می‌کند که چه تعدادی از پیکسل‌ها برای ترسیم هیستوگرام، مورد استفاده قرار گرفته‌اند (برای بررسی جزئیات بیشتر در مورد این پنل می‌توان به HELP نرم افزار مراجعه کرد.)

اگر با نمایشگر موس روی هیستوگرام حرکت کنیم، عنوان Level، سطح شدت نور در زیر نمایشگر، Count تعداد پیکسل‌ها با آن شدت نور خاص و Percentile، کل مقادیر شدت‌ها را در نقطه مورد نظر و قبل از آن روی هیستوگرام به صورت درصد نمایش می‌دهد.

در حالت عادی، هیستوگرام کل تصویر در پنجره هیستوگرام دیده می‌شود. حال اگر تصویر، از لایه‌های گوناگون تشکیل شده باشد (لایه‌ها در دوره بعد، مورد بحث قرار می‌گیرند)، این امکان وجود دارد که هیستوگرام تک تک لایه‌ها را نیز، در پنل مشاهده کرد. برای فعال کردن این قابلیت، باید در روبروی عنوان Source، به جای گزینه Entire Image، گزینه Selected Layer را انتخاب کرد. (شکل زیر)


باید توجه داشت، منوی عنوان Source تنها زمانی فعال است که تصویر از چند لایه تشکیل شده باشد و پنجره هیستوگرام در حالت ViewExpand باشد.

زمانی که نرم افزار برای نمایش هیستوگرام از Cache به جای تصویر در آن لحظه استفاده می‌کند، علامت هشدار مانند علامت D در شکل زیر به نمایش در می‌آید.


استفاده از Cache باعث تسریع نمایش هیستوگرام می‌شود اما اگر هیستوگرام دقیق تصویر، در آن لحظه مد نظر است، باید روی علامت C و یا D در شکل زیر کلیک کرد. در این حالت، هیستوگرام عکس به صورت کاملا دقیق ارائه می‌شود. (به صورت خیلی ساده، برای تسریع و جلوگیری از ترسیم دوباره تصویر، فتوشاپ تصویر را به صورتهای گوناگون در Cache ذخیره می‌کند. تعیین Cache در منوی Preference > Performance صورت گرفته و هرچه میزان آن بیشتر باشد، ترسیم دوباره تصویر با شرایط جدید در فتوشاپ بیشتر است که البته میزان RAM بیشتری نیز مورد نیازاست. در Cache‌های بالا، فتوشاپ برای ترسیم هیستوگرام، به جای تک تک پیکسل‌ها از متوسط چند پیکسل استفاده می‌کند تا فرایند ترسیم هیستوگرام سریع‌تر شود.)