影像分析器之：直方图示波器

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关于直方图

波形示波器只在专业级的摄像机上才会有，普通的相机一般会配备直方图 Histogram功能。

几乎所有的后期处理软件都会有直方图面板。

相机内置的直方图

直方图坐标说明：

水平轴：

从左到右代表从黑（暗）到白（亮）的亮度级别，通常是 0 ~ 255 色阶。

垂直轴：

代表对应在某亮度级别的像素个数。

有关直方图的详细知识，请参阅：

大多数情况下，如下图所示，理想的曝光值是波形尽可能集中在中间区域，但这并不是绝对的。

如果画面对比强烈，波形应该主要分布在两端。硬是要将两端的细节往中间挤，反而会丢失细节。

另外，在最左侧和最右侧分别表示纯黑和纯白，将被剪切 Clipping，细节难以挽回。

下图中，暗调画面，亮部细节也不多。

暗调画面原图及直方图

下图中，偏白的物件，白色的背景，细节应该集中在高光区域。

亮调画面原图及直方图

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直方图示波器

专业的影像处理软件，除了有表示明度分布的直方图，也有可以显示 RGB 色彩在各色阶上含量的彩色直方图。

在视频相关的软硬件中，常称为直方图示波器 Histogram Scopes。

比如，Adobe Premiere Pro 可在“Lumetri 范围”面板中显示直方图示波器。

Pr 中的直方图示波器

直方图示波器就像逆时针旋转了 90° 的 Photoshop 中的颜色通道直方图。

有关颜色通道直方图请参阅：

在直方图示波器中，纵坐标由下往上表示从黑（暗）到白（亮）的亮度级别，横坐标从右到左对应该色阶上的像素数量。

直方图示波器坐标

提示：

直方图示波器上出现的那些非红、绿、蓝三原色的颜色，是遵循发光混色原理而产生。

比如上图中的紫色就是由红色与蓝色的值等量所造成的，而出现的灰色则表示三原色等量，即 R=G=B。

下图中，在亮部（上方）区域中蓝色的成分最高。

需要注意的是，此段色阶上的波形形状的形成也有画面上别的较亮区域的功劳。

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直方图示波器的应用

应用一：

与传统的直方图一样，可帮助我们准确评估影像的阴影、中间调和高光，并评估总体的色调等级。

应用二：

可以在屏幕色彩显示本身可能不准确时，尝试使用直方图示波器校正影像的白平衡。

如上所示，色温 Temperature 的校正，就是在调整青蓝和红黄之间的平衡。

色调 Tint 的校正，则是绿色和洋红色之间的平衡。

设法让大部分颜色重叠成灰色，以达到灰色区域的最大化。

不过，这种方法的前提是画面应该包含大量白色或灰色等无色彩的对象。

当然，也可以使用遮罩或放大画面之后进行局部校正，从而达到整体白平衡校正的目的。

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