1.2 3分钟掌握直方图

Photoshop中0与255的来历

先来看一个问题：01011001、11001001、10101010……8位的二进制数字一共可以排列出多少个值？其实非常简单，一共有2的8次方共256种组合方式，即可以组合出256个值。计算机为二进制，如果某种软件是8位的位深度，就能呈现256种具体的数据结果。Photoshop在呈现图像时，默认就是8位的位深度，因此能呈现256种数据结果。

这256种数据结果，在表现照片明暗时，用0表示纯黑，用255表示纯白，即照片有0～255共计256种明暗。

Photoshop内很多具体的功能设定中都有0～255的色条，很容易辨识，如图1-13所示。

直方图的构成

直方图是用于反映照片明暗的一个重要工具，在相机中回看照片时可以调出直方图，查看照片的曝光状态。在后期软件中，直方图是指导摄影后期明暗调整最重要的一个工具。在Photoshop或Camera Raw的主界面中，右上角都会有一个直方图，它是非常重要的衡量标尺。一般来说，调整明暗时需要随时观察照片调整之后的明暗状态，不同显示器的明暗显示效果不同，如果只靠肉眼观察，可能无法非常客观地描述照片的高光与暗部的影调分布状态；但借助直方图，就能够实现更为准确的明暗调整。下面来看直方图的构图原理。

首先在Photoshop中打开一张有黑色、深灰、中间灰、浅灰和白色的图像，如图1-14所示。打开之后，界面右上方出现了直方图，但是直方图并不是连续的波形，而是一条条的竖线。直方图从左向右对应了像素不同的亮度，最左侧对应的是纯黑，最右侧对应的是纯白，中间对应的是深浅不一的灰色，因为由黑到白的过渡并不是平滑的，所以表现在直方图中就是一条条孤立的竖线。直方图从左到右对应的是照片从纯黑到纯白的不同亮度的像素，不同竖线的高度则对应的是不同亮度的像素，纯黑的像素和纯白的像素非常少，它对应的竖线就比较矮，中间的一些灰色的像素比较多，它们对应的竖线就比较高，由此我们可以较为轻松地理解直方图与像素的对应关系。

再来看一张正常的照片，如图1-15所示。照片中，像素从纯黑到纯白是平滑过渡的，表现在直方图中也是如此，这样我们就掌握了直方图与照片画面的明暗对应关系。

直方图的状态选择

打开一张照片之后，初始状态的直方图如图1-16所示，直方图中有不同的色彩，反映的是不同色彩的明暗分布关系。

如果要查看比较详细的直方图，可以在直方图面板右上角打开“折叠菜单”，选择“扩展视图”，调出更为详细的直方图，如图1-17所示。在“通道”列表中选择“明度”，可以更为直接地观察对应明暗关系的直方图，注意是明度直方图。

高速缓存如何设定

初次打开的“明度直方图”右上角有一个警告标志，它对应的是“高速缓存”，如图1-18所示。高速缓存是指在处理照片时，直方图是抽样的状态，并非与完整的照片像素一一对应。因为在处理时，软件会对整个照片画面进行简单的抽样，这样能提高处理时的显示速度。如果点击“高速缓存”标志，此时直方图与照片的像素会形成准确的对应关系，但处理照片时，它的刷新速度会变慢，影响后期处理的效率。大部分情况下，高速缓存默认自动运行，当然，高速缓存是可以在软件的“首选项”中进行设定的，高速缓存的级别越高，直方图与照片像素对应的准确度也会越低，但是刷新速度会越快。如果设定较低的高速缓存级别，比如没有高速缓存，则直方图与照片像素对应的准确度就比较高，但是刷新速度会比较慢。从当前画面中可以看到，下方的高速缓存级别为2，是一个比较高的级别。

如果点掉“高速缓存”标志，直方图会有一定的变化，如图1-19所示。

直方图参数解读

打开一张照片，在直方图上单击，下方会显示大量的参数，如图1-20所示。

其中，平均值指的是画面所有像素的平均亮度。将所有像素的亮度相加，再除以像素总数，就得出平均值，平均值能反映照片整体的明暗状态。

标准偏差是统计学上的概念，这里不做过多的介绍。

中间值可以在一定程度上反映照片整体的明亮程度，此处的中间值为169，表示这张照片的亮度比一般亮度要稍高一些，照片整体是偏亮的。

像素对应的是照片所有的像素数，用照片的长边像素乘以宽边像素，就是照片的总像素。

色阶表示当前单击位置所选择的像素亮度。

数量表示所选择的这些像素有多少个亮度为151的像素，这个亮度的像素共有83016个。

百分位是指亮度为151的像素个数在总像素中的比例。

以上就是直方图所显示信息的详细介绍。

5类常见直方图

通常情况下，对于绝大部分需要进行后期处理的照片来说，其所显示的常见直方图可以分为5类。

1.曝光不足

第1类是曝光不足的直方图，如图1-21所示。从直方图来看，暗部像素比较多，亮部是缺乏像素的，甚至有些区域没有像素，因此照片比较暗，这表示照片可能是曝光不足。从照片来看，也确实存在曝光不足的问题。

2.曝光过度

第2类是曝光过度的直方图，如图1-22所示。从直方图来看，大部分像素位于比较亮的区域，而暗部像素比较少，这是曝光过度的一种表现。从照片来看，也确实如此。

3.反差过大

第3类是影调缺乏过渡的直方图，如图1-23所示。从直方图来看，照片中最暗部与最亮部的像素都比较多，中间调区域的像素比较少，这表示照片的反差大，缺乏影调的过渡。从照片来看也是如此，亮部与暗部的像素都比较多，过渡不够自然平滑，反差过大。

4.反差过小

第4类是影调反差较小的直方图，如图1-24所示。从直方图来看，左侧的暗部和右侧的亮部都缺乏像素，大部分像素集中于中间调区域，这种直方图对应的一定是对比度比较低、灰度比较高的画面，画面宽容度会有所欠缺。从照片来看，也确实如此。

5.曝光合理

第5类是影调分布均匀的直方图，也是比较正常的一类，如图1-25所示。大部分照片经过调整之后，都会有这样的直方图，无论暗部还是亮部都有像素出现，从最暗到最亮的各个区域，像素分布比较均匀。这张照片虽然暗部和亮部的像素比较多，反差比较大，但整体来看是比较正常的。

最后需要单独介绍一下直方图波形，如果最亮或最暗的部分有大量像素堆积，都是有问题的。比如黑色的0级亮度像素非常多，就会出现暗部溢出的问题，大量像素变为纯黑之后是无法呈现像素信息的；白色的255级亮度像素也是如此，如果纯白的像素非常多，就会出现高光溢出的问题。正常来说，一张照片的像素亮度应该位于0～255级，需要有像素的亮度达到0级和255级，但两端不能出现像素的堆积，这是直方图的标准和要求。

4类特殊直方图

前面介绍了直方图的5种常见形式，下面单独介绍一些特例。

1.高调

第1类特殊直方图，更多的像素位于直方图的右侧，是一种过曝的直方图，也就是说照片的整体亮度非常高，如图1-26所示。从照片来看，这是一幅浅色系景物占据绝对多数的画面，这种画面本身就是一种高调的效果。所以，有时看似过曝的直方图，实际上它对应的是高调的风光或人像画面，这种情况下，只要没有出现大量像素的过曝，就是没有问题的；出现过曝时，直方图右上角的警告标志（三角标）会变为白色。

2.高反差

第2类特殊直方图，左侧暗部有一些像素堆积，右侧亮部也有像素堆积，是一种反差过大的直方图，中间调的像素有所欠缺，影调过渡不够理想，如图1-27所示。从照片来看，会发现照片本身就是如此，因为是逆光拍摄的画面，白色的云雾亮度非常高，逆光的山体接近黑色，所以画面的反差本身就比较大，这也是比较正常的。拍摄高反差场景时，比如拍摄日落或日出时的逆光场景，画面中往往会有较大的反差，直方图波形也是看似不正常的，但其实这也是一种比较特殊的影调输出状态。

3.低调

第3类特殊直方图，从直方图来看，这是一张严重欠曝的照片，是有问题的，如图1-28所示。但从照片来看，它本身强调的是日照金山的场景，有意降低了周边的曝光值，从而形成明暗对比强烈的画面效果，是没有问题的。虽然直方图看似曝光不足，并且左上角的警告标志变白，表示有大量像素变为了纯黑色，但从照片效果来看，这是一种创意性的曝光，是没有问题的。

4.灰调

第4类特殊直方图，左侧的暗部区域和右侧的亮部区域都缺乏像素，大部分像素集中于中间偏亮的位置，是一种孤空型的直方图。这种直方图对应的画面，通透度通常有所欠缺，对比度也比较低，如图1-29所示。但从照片来看，画面要的就是比较朦胧的影调效果，是没有问题的，这也是一种比较特殊的情况。