El histograma

histograma

Ya ha llegado el momento, ese que nos atropella a todos algún día y en el que una vez entendidos y mas o menos controlados los rudimentos básicos de la fotografía, decides desentrañar misterios superiores, escalones mas altos.

Hoy nos dedicamos a explicarte de manera sencilla uno de los mas útiles rudimentos del fotógrafo, una herramienta fundamental.

El histograma.

El histograma es una representación gráfica de los distintos tonos de luminosidad de una imagen y la cantidad de pixeles que posee cada uno de dichos tonos.

El sensor de nuestra cámara solo es capaz de captar tonos de gris o lo que es lo mismo de luminosidad, es gracias a los filtros RGB de la matriz Bayer que hay colocada sobre los fotolitos de nuestro sensor, que obtenemos una imagen a color. Por lo que el histograma representa la suma de esos tres colores.

 

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De hecho muchos editores nos permiten separar el histograma en los tres canales originales, la suma de los tres es el histograma completo que solemos ver. La superposición de curvas nos da los diferentes tonos cromáticos que conocemos y que nacen al mezclar los tres colores primarios R, G y B.

 

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En estadescomposición por canales de color, vemos la cantidad de tonos y píxeles por cada tono que una imagen tiene en cada uno de los colores primarios. De la superposición de estos histogramas independientes surgen la variedad de colores que podemos apreciar en las fotos (De ser una imagen en color, claro)

Los colores, al igual que el blanco y negro, se comportan de igual modo dentro del histograma. Cuanto mas a la izquierda, mas oscuro será el color, y cuanto mas a la derecha, mas intenso. Un rojo absoluto tiene unos valores RGB de R:255 G:0 B:0. Estas medidas nunca fallan, mas alla de como veamos nosotros la imagen de roja en nuestra pantalla. Por eso en el histograma de arriba vemos que hay un aparte que permanece totalmente roja a la derecha y no esta mezclada con ninguno de los otros dos canales, con lo que tendremos en la foto un rojo intenso en alguna parte de la imagen.

Podemos comprobarlo claramente viendo la imagen junto a nuestro histograma a continuación.

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Para que sirve el histograma entonces?? Para poder entender mejor la imagen de una forma objetiva mas allá de nuestra apreciación personal y de las dudosas representaciones en pantalla.

Pongamos por ejemplo que estamos visionando una foto en la pantalla de nuestra cámara con el sol encima… Lo que ven nuestros ojos dista mucho de ser objetivo. Y cuando no podamos fiarnos de nuestros ojos o del sistema de reproducción de la imagen, podremos hacerlo sin miedo del histograma.

En él se representan normalmente los 256 tonos de luminosidad de una escena captada por nuestro sensor.

El eje horizontal representa los diferentes tonos de gris desde el negro empastado, a la izquierda y con un valor 0, al blanco puro, a la derecha y un valor de 255. Entre ellos 254 tonos de gris del negro absoluto al blanco absoluto.

El eje vertical representa la cantidad de píxeles que contiene la imagen para cada tono de gris representado en el eje horizontal.

En la imagen de abajo tenemos un ejemplo de muestreo dentro de un histograma cualquiera. Donde tomamos el muestreo en el histograma del ejemplo nos indica que estamos en el nivel 21 y que en ese nivel de gris, bastante oscuro, hay 291.797 pixeles.

 

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Gracias a esto podemos saber, sin ni siquiera ver la imagen, que cantidad de sombras, luces o contraste posee.

La información que el histograma nos proporciona es referente a tonos de luz y la cantidad de los mismos, pero no a su distribución espacial en la imagen. Es decir, imágenes con histogramas iguales pueden ser totalmente antagónicas.

 

Analicemos un poco varios histogramas para que podamos entender mejor como funciona este modo de “leer” la imagen.

 

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bhist

 

En una imagen totalmente blanca, blanco puro, todos los pixeles tendrán el valor 255, por eso tenemos este particular histograma, con una sola columna sobre el nivel 255 donde se acumulan todos los pixeles de la imagen, ya que todos tienen el mismo tono.

Si entramos en Photoshop y con el cuentagotas analizamos el color blanco veremos que todos los valores RGB están a 255 (R:255 G:255 B:255)

 

n

nhist

 

Aquí tenemos justo el ejemplo contrario, toda la imagen es negra absoluta, correspondiente al tono 0, por lo que tendremos todos los píxeles sobre ese valor.

Si entramos en Photoshop en este nuevo ejemplo y con el cuentagotas clickamos en el color negro veremos que todos los valores RGB están a 0 (R:0 G:0 B:0)

Ahora valoremos casos mas reales para ver como entender de una forma mas práctica lo que esta pasando en nuestras imágenes.

 

correcta

normhist

 

En esta primera imagen correctamente expuesta podemos observar un histograma rico en tonos, que abarca por completo la gama tonal sin llegar prácticamente al 0 o al 255. Valores que tendremos que temer por regla general ya que el 0 supone un negro empastado, sin información, Y el 255 un blanco quemado igualmente sin información.

Tampoco pasa nada por tener zonas en estos valores. Una foto con el sol de cara tendrá zonas quemadas, o una nocturna con farolas en la calle igualmente tendrá zonas quemadas en los puntos de luz.

 

sub

subhist

 

En este caso hemos movido la exposición para conseguir una fuerte subexposición y podemos ver como la información del histograma, como los pixeles de la imagen, se apelotonan en las zonas oscuras, saturando preocupantemente las zonas mas negras.

 

sobre

sobrehist

 

Esta vez  tenemos el caso contrario. Hemos sobre expuesto la imagen demasiado y ahora los pixeles se encuentran en mucho mayor numero en la zona clara del histograma, la cercana a los blancos. Como vemos tenemos amplias zonas de blanco totalmente quemadas, que no podremos rescatar.

 

Por lo que, sintetizando, podemos apreciar que cuanto mas a la derecha este nuestro histograma, mas clara será nuestra fotografía, y cuanto mas a la izquierda mas oscura.

Ahora vamos a analizar el histograma de otra imagen pero fijándonos en los contrastes.

Recordemos que cuando contrastamos una imagen lo que hacemos es que el píxel que es casi blanco se convierte en blanco (255) y el que es casi negro se convierte en negro (0). Cuanto mas acentuamos el contraste, mayor es el rango de pixeles que arrastramos a los extremos. No necesitamos que un pixel sea casi blanco para convertirlo en blanco, si no que pueden ser de tonos mas neutros, lo que nos hace exagerar el efecto de contrastado. Todos los píxeles al final estarán mas cercanos al negro o bien al blanco.

Ejemplo, el 0 es negro, si contrasto un poco, los pixeles con valores 1, 2, 3… se convertirán en negro 0. Si contrasto más, lo harán también los pixeles con tonos de gris 9, 10, 11, 12.. si contrasto más aun, lo harán los pixeles de gris 31, 32, 33… y así sucesivamente. Lo mismo y a la vez ocurre con el blanco.

Si contrastamos mucho una imagen, veremos que el histograma va tomando una forma de U, llenando las zonas con tonalidades mas radicales situadas a los extremos. Este es el efecto de ir arrastrando los píxeles hacia los blancos y los negros.

 

contrastada

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En cambio en esta otra imagen hemos hecho lo contrario, des contrastar. Consiguiendo una imagen mas neutra, mas lavada, en la que los píxeles en vez de irse a los blancos o negros mas intensos lo hacen desplazándose al interior del histograma, donde encontramos todos los tonos medios.

 

lavada

lavadahist

 

 

Algunos ejemplos mas de imágenes y sus histogramas:

 

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Has sabido identificar cada parte del histograma con su zona en la foto?? seguro que si.

Un poco mas arriba he comentado que los tonos de gris de nuestro histograma son 256. Por qué esa cifra y no otra??

Esta es la cantidad de tonos de gris correspondientes a un JPG de 8 bits de profundidad de color, considerado como un estándar.

Esta cantidad viene dada de la sencilla fórmula de 2 elevado al numero de bits, en este caso 8. 2 a la 8 son 256 tonos de gris.

Si el JPG con el que trabajamos fuese de 16 bits, tendríamos 2 elevado a la 16, es decir 65.536 tonos de gris.

Si estuviésemos hablando, por ejemplo, de un RAW de 12 bits la cantidad de grises que mostraría nuestro histograma sería de 4096, ni mas ni menos que 2 elevado a la 12.

Mas claro ahora? Espero que te hagas buen amigo de tu histograma, te aseguro que te echará una buena mano mas de una vez.

Si tienes cualquier duda aun sin resolver, no dudes en comentar o escribirnos un mensaje.

 

 

Mikel G. Otamendi

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