之前寫(xiě)一篇關(guān)于星空的帖子的時(shí)候，簡(jiǎn)單用到了直方圖，當(dāng)時(shí)說(shuō)后面有空寫(xiě)一寫(xiě)關(guān)于直方圖的文章，今天就來(lái)兌現(xiàn)我的承諾啦！

一、直方圖概述

直方圖是非常重要的一個(gè)工具，對(duì)我們作圖起到至關(guān)重要的作用，但是很多人卻只懂得用它來(lái)觀察照片的曝光分布。今天大家說(shuō)說(shuō)，怎么樣挖掘更多有用的信息。

先簡(jiǎn)單介紹一下直方圖：

• “左黑右白”：左邊表示暗部，右邊表示高光，中間則表示中間調(diào)。

• 橫軸是亮度，從左至右，越來(lái)越亮。

• 縱軸表示像素的數(shù)量，從下往上，越來(lái)越多。所以，直方圖中，某一段亮度的凸起越高，就說(shuō)明這個(gè)亮度區(qū)間內(nèi)的像素越多。

比方說(shuō)，上圖所示的直方圖，左側(cè)凸起多，那就表示這張照片的亮度偏低，整體的色調(diào)就會(huì)偏暗。

反之，如果凸起大多集中在右側(cè)，則說(shuō)明這張照片整體色調(diào)偏亮。

一般一張曝光正常的照片，反映在直方圖中的話，就是左邊和右邊都有凸起，中間調(diào)的凸起最高，整體呈現(xiàn)中間高兩邊低的狀態(tài)。

二、RGB色彩模型

RGB色彩模型-光的三原色

要更深層次地理解直方圖，不得不提到RGB色彩模型，也即光的三原色。

紅、綠、藍(lán)是組成光的三原色，這三種光疊加在一起后就是白色，其中任意兩個(gè)原色疊加，可以得到另一種原色的補(bǔ)色。

我們的能看到彩色的世界，就是這三原色作用的結(jié)果，同樣，彩色顯示器也是基于RGB色彩模型而做出來(lái)的，它通過(guò)發(fā)出亮度不同的三種顏色光而混合出豐富的色彩。在顯示器，任意一個(gè)像素點(diǎn)，都是由紅綠藍(lán)三個(gè)子像素組成，當(dāng)這三個(gè)子像素發(fā)出的光線強(qiáng)度都是最強(qiáng)時(shí)，那么顯示器上的這個(gè)像素點(diǎn)就顯示白色，可以用RGB（255，255，255）表示。

比如我們使得：紅色子像素的光線強(qiáng)度為30，綠色子像素的光線強(qiáng)度為60，藍(lán)色子像素的光線強(qiáng)度為90，那么混合出來(lái)后，應(yīng)該如圖所示的一種青藍(lán)色。

四、直方圖的四種類(lèi)型

一般來(lái)說(shuō)，直方圖有以下四種：

• RGB直方圖

• 通道直方圖
  

• 明度直方圖

• 顏色直方圖

四種類(lèi)型的直方圖

• 通道直方圖

在通道直方圖，可以直觀看到畫(huà)面的色彩傾向和色彩的影響區(qū)域。

比如我們有一張100萬(wàn)像素的照片，那么它的R、G、B的值也會(huì)分別都有100萬(wàn)個(gè)，R、G、B的取值范圍是0-255，那么也就是說(shuō)，如果R值為0的像素有100個(gè)，那么在紅色通道直方圖的最左側(cè)（橫軸最左側(cè)為0）的高度就會(huì)為100。

在上面這張綠色通道直方圖中，紅色框框圈出來(lái)的地方，可以直觀的看到，它的意思就是：在這張總像素12166656的照片中，有123034個(gè)像素的G值為33。

• RGB直方圖

RGB直方圖特別好理解，它其實(shí)就是將通道直方圖疊加。

比如上圖中，紅色通道最左邊的峰和綠色通道最左邊的峰疊加，就變成了RGB直方圖中左側(cè)的雙峰。而紅色通道右邊的峰和綠色通道右邊的峰再加上藍(lán)色通道左邊的峰疊加，就變成了RGB直方圖中間那個(gè)最粗壯低矮的凸起，最后，藍(lán)色通道右邊的峰與紅綠通道疊加，就變成了RGB通道右側(cè)的峰。

• 明度直方圖

如果說(shuō)，RGB直方圖是通道直方圖的直接疊加，那么，明度直方圖就可以理解成是通道直方圖將單個(gè)像素復(fù)合計(jì)算后疊加而成。

上圖中，RGB直方圖的最左側(cè)有很窄的一個(gè)凸起，在下面的通道直方圖中可以看出，是因?yàn)榧t色通道有一個(gè)凸起所導(dǎo)致。

那現(xiàn)在來(lái)看看右側(cè)的明度直方圖，竟然沒(méi)有凸起！??！

這是由于明度直方圖是計(jì)算單個(gè)像素的復(fù)合值，也就是說(shuō)，只有當(dāng)R、G、B三個(gè)的值同時(shí)為0時(shí)，明度直方圖中才會(huì)有凸起，可以理解成數(shù)學(xué)邏輯計(jì)算中的“且”運(yùn)算。

• 顏色直方圖

如果把RGB直方圖中涂上顏色，就變成了顏色直方圖。

四、使用直方圖來(lái)分析照片

例圖

例圖的直方圖

觀察通道直方圖，可以看到，在藍(lán)色通道的最左側(cè)沒(méi)有凸起，這說(shuō)明沒(méi)有任何一個(gè)像素中的B值為0，再看看紅色和綠色通道，他們的最左側(cè)有很多凸起，這就說(shuō)明有很多個(gè)像素中的R和G為0，因此畫(huà)面的暗部會(huì)更加偏藍(lán)。

由于這張照片中，人臉和衣服是高光部分，它們的RGB值是Ｒ＞Ｇ＞Ｂ，因此，在通道直方圖中，紅色通道的凸起最靠右，綠色通道的凸起在中間，藍(lán)色通道的凸起在左邊。

五、直方圖的其他應(yīng)用

在了解直方圖，并且懂得分析后，我們要真正會(huì)使用才行。我們可以利用直方圖，來(lái)完成校色、調(diào)色等工作。

調(diào)色前后對(duì)比

調(diào)色前后直方圖變化

以上就是今天關(guān)于直方圖的一些簡(jiǎn)單說(shuō)明和應(yīng)用，謝謝大家！