就像骨科医生需要X光片来精确的诊断伤情一样，摄影师也有工具来排除相机、显示器以及环境的干扰，客观的解读一张照片的明度分布。而这个“摄影师的X光片”就是直方图。

直方图在摄影中有两个作用，一是在前期指导我们最优化的记录下原始信息，二是在后期帮助我们重新平衡相片各区域的亮度分布。

本文将主要谈谈如何参考直方图，在前期拍摄一张曝光合理，而且能最多最好的记录下原始信息的raw文件。下一周会继续讲解如何利用直方图，重新分配原始图像亮度，来实现我们想要的表达效果。  

直方图是什么？当我们去掉照片的彩色信息，剩下的这张黑白图片就只记录了当时环境的亮度分布。图片中的亮度是由两个因素决定的，一是原来物体的亮度，例如阳光下的积雪很亮，而黑色的抓绒帽就会比较暗，二是由我们的相机曝光决定的，不同的参数可以获得不同的曝光效果。 
 
人们把照片的亮度分为0到255共256个数值，其中0代表纯黑色的最暗区域，255表示最亮的纯白色，而中间的数字就是不同亮度的灰色。 
 
如果我们进一步把亮度分成5个区域。 其中曝光度(中间调)是照片的中间亮度区域，这块区域里影调非常的丰富和细腻，大量细节都在这种适中的亮度下表现了出来。

两边的阴影和高光分别对应了照片的较暗和较亮区域，虽然他们细节没有曝光度区域那么细腻，但是仍然储存了大量的信息。我们经常说提高阴影，降低高光可以找回照片的细节，就是指的把这两部分区域的亮度往中间的曝光度区域靠，从而让和过渡和层次变得细腻起来。

最后黑色是照片中最暗的区域，白色是照片中最亮的区域，这些区域里基本没有任何细节，但黑色和白色区域的像素给照片制造了对比和反差。

当我们用横轴代表0-255的亮度数值，竖轴代表照片中对应亮度的像素数量，这个函数图像就被称为亮度直方图。 
   

一般的数码相机，都可以在拍摄前的显示屏取景预览窗口，或者拍摄完成后的照片浏览窗口中，设置直方图的查看选项，可以参考相机的说明书进行设置。

直方图在摄影的前期有3个参考作用：

(1) 发现照片中的过曝和欠曝区域
(2) 提示环境亮度反差是否超过了相机能记录下来的宽容度
(3) 帮助我们准确的向右曝光，获得质量更高的信息记录。

1.发现照片中的过曝和欠曝区域我们拍摄照片的时候，相机就通过快门曝光，把现场环境的实际亮度映射到了0到255的照片记录区间上。 

一张最理想的曝光应该如下图，直方图如同正态分布曲线一样，在白色和黑色部分有少许的记录，一些像素分布在了阴影和高光区域，但更多的像素还是在直方图中部的中间调范围。   
一旦我们曝光参数设置不对，照片就会欠曝或者过曝，体现在直方图上就是一侧有大量空白，另一侧却像素溢出被直方图的边缘切断。一张严重过曝的照片直方图会像下图这样，直方图右侧被直接切断，255的纯白亮度值那含有非常多的像素。这意味着天空中红圈里亮度很高的部分，由于相机宽容度的原因，只能以纯白色的形式记录在照片里，细节全部丢失了。同时照片的暗部并没有多少像素，说明我们并没有完全利用照片记录信息的空间。这个时候就需要通过降低曝光补偿，缩小光圈，降低ISO，加快快门速度的方式来减小曝光。  
类似的，一张欠曝的图片，最右侧0值的纯黑区域也有大量的像素存在。 

2.提示环境亮度反差是否超过了相机的宽容度如果直方图的白色和黑色区域并不是空白，又同时出现上面说的过曝和欠曝现象，则意味着环境里的亮度差别太大，相机已经难以记录下全部信息了。这个时候直方图提醒我们，需要使用渐变灰滤镜或者包围曝光再后期合成的办法，来平衡光比了。例如这张马六甲清真寺的照片，如果想记录下暗部区域的枯木细节，则亮部的太阳周围天空全部过曝溢出，一片死白。  
如果要表现亮部的细节，超出相机宽容度的暗部又全部以0值的死黑色记录了下来，丢失掉所有的细节。  
这个时候我只能包围曝光的办法同时拍下上面的两张图片，这样图片亮部和暗部被分别记录在了两幅图里。后期再用蒙板合成两张图片，这样亮暗部信息都被反映在了新的图像中。

3.帮助我们向右曝光相机记录信息的时候会同时产生噪点。在较亮区域，因为记录下的光线多，所以噪点并不明显。而在较暗区域，相机记录的光线信号很少，噪点就会一下子突显出来。特别是如果后期再对暗部提亮，噪点就会更加明显。这种情况我们称之为“信噪比”(芯片收到的光线信号与芯片本身噪点数量的比值)太低。为了提高照片的“信噪比”，2003年摄影师 Michael Reichmann提出了“向右曝光”的概念。即在照片亮部不溢出的情况下，让照片中的像素尽量的记录在更亮的区域内。也就是直方图尽量的靠右，让白色区域总是存在一些像素。比如这是一张蒲甘照片的最终成品，像素主要是分布在直方图的中间，体现晨雾的朦胧。 
 
但拍摄的时候，我使用了向右曝光。原图的直方图有点“偏右”，我强制让直方图最右侧部分进入了白色区域。肉眼看起来原图是有点轻微过曝的，但后期压暗后我却获得了噪点数量更少的优质照片。 
 
因为相机显示屏的效果局限，以及人眼对亮部的特别敏感。一般向右曝光的照片直接看起来都是过曝的，很难与1中提到的难以挽救的严重过曝区分开来。此时只有直方图才能帮助我们准确的掌握曝光信息，只要直方图最右侧纯白色的位置没有堆积大量像素，照片就是“向右曝光”，而不是难以挽回细节的严重过曝。 
 

本周总结本周托马斯分享了直方图在拍摄前期的三个作用：
(1) 发现照片中的过曝和欠曝区域 
(2) 提示环境亮度反差是否超过了相机能记录下来的宽容度 
(3) 帮助我们准确的向右曝光，获得质量更高的信息记录。 
 
欢迎关注托马斯下周关于直方图在后期处理上的应用。

我是@Thomas看看世界，每个周日晚上，分享一篇原创摄影干货。

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很好的基础帖

实用啊，学习了！