domingo, 17 de novembro de 2013

Histograma: aprenda a observá-lo e livre-se de enrascadas

Apesar de sua extrema importância, o histograma talvez seja a ferramenta menos usada e compreendida nas câmeras digitais. Nos softwares de edição de fotografias trata-se de um recurso que quase ninguém liga para ele. Se deixasse de existir, provavelmente muita gente sequer daria falta. Mas quem é curioso o bastante e parou para observar este estranho gráfico, talvez já tenha ficado intrigado sobre o seu significado.

Veja também: como corrigir problemas de contraluz em fotos

Se você não sabe, para início de conversa, fique então sabendo agora que este estranho gráfico é importantíssimo. Neste artigo, vamos entender o que é um histograma e como ele pode dar informações preciosas ao profissional que está sempre a observá-lo.


O histograma é formado por uma linha horizontal e outra vertical. Na horizontal estão representados 256 níveis de luminosidade que vão do preto ao branco puros, ou do 0 ao 255, respectivamente. Assim, na porção central desta linha teremos os meios-tons. O eixo vertical representa a quantidade de pixels contida na imagem, em cada uma dessas 256 graduações.



Praticamente todos os melhores softwares de edição de fotografias tem a capacidade de exibir um histograma da imagem. Além disso, boa parte dos atuais modelos de câmeras digitais, desde modelos domésticos até as poderosas profissionais também trazem este recurso. Nas câmeras digitais, o histograma geralmente é exibido em algum canto do LCD traseiro. A função, na maioria dos casos, é impiedosamente desativada pelo usuário que não entende bulhufas qual o propósito daquele estranho gráfico dançante no visor traseiro da câmera.

Um histograma é uma representação gráfica das informações contidas em nossas fotos. Quando aprendemos a observá-lo, ganhamos uma compreensão imensa da exposição da imagem. Poderemos ajustá-lo e usá-lo a nosso favor, de forma que possamos atingir a melhor exposição possível. Entendendo o histograma, com apenas uma breve olhada poderemos dizer se teremos um bom equilíbrio entre os pixels escuros e claros, se as sombras ou os realces estão sendo cortados e se a imagem ficara superexposta ou subexposta!


Para entender melhor o histograma de uma imagem, a ilustração acima pode ajudá-lo. A figura representa o histograma de uma imagem hipotética capturada com irrisórios 3x5 pixels de resolução, o que daria uma foto com 15 pixels (uma foto real é formada por algumas centenas de milhões de pixels). O desenho simula uma imagem com 5 diferentes tonalidades, da mais escura, numerada com "1" até a mais clara, numerada com "5".

À direita situa-se o mapa do histograma da imagem, mostrando a distribuição dos pixels conforme suas tonalidades, da mais escura para a mais clara, em uma escala que vai do preto ao branco. Assim, pode-se observar que cada pixel existente na foto de 15 pixels foi representado no gráfico.


A verdade é que o olho humano ainda continua sendo a ferramenta mais poderosa para avaliar uma imagem. Nesse aspecto, os histogramas desempenham um papel coadjuvante para medir a exposição de forma mais eficaz. Os histogramas não substituem os olhos treinados e a experiência de um bom profissional. Entretanto, essa ferramenta pode ser de grande valia quando usada na edição de fotografias, já que, às vezes, a tecnologia empregada nos monitores podem enganar o que os nossos olhos vêem. É de suma importância que você aprenda a começar a usá-lo não só no software, mas em sua câmera. Ao chegar no software, a sua foto já estará feita - e os possíveis estragos também virão junto. Na câmera, no momento do click, você ainda terá uma chance de identificar um problema e fazer os ajustes necessários. Só assim, analisando corretamente o histograma no momento de fazer a sua foto, poderá posteriormente tirar o máximo proveito dos softwares de edição.

No Gimp o histograma pode ser acessado a partir do menu Janelas, Diálogos de encaixe, Histograma.

Para acessá-lo em sua câmera digital, consulte o manual do equipamento.


O que é o histograma?

O histograma possui um aspecto que lembra silhuetas de montanhas observadas na linha do horizonte.

Sua largura, sua extensão, representa a faixa tonal da imagem. Os picos altos e baixos significa a faixa de cores entre os pixels mais escuros e os pixels mais claros da imagem.

O preto puro encontra-se na extremidade esquerda. O branco puro na extremidade direita. A altura do histograma, em qualquer parte, indica quantos pixels possui aquele nível especifico de tonalidade.

Cabe chamar atenção para alguns conceitos muito superficiais sobre histogramas. Esses conceitos não significam necessariamente que estejam 100% corretos, porém não se pode dizer que também estejam 100% equivocados. Isso significa que não existe um histograma absolutamente perfeito para todo e qualquer tipo de fotografia.

Costuma ser dito que uma imagem só está perfeita se o histograma possuir uma distribuição regular de borda a borda, sem que exista um amplo espaço vazio em nenhuma das laterais do gráfico; e ainda que os picos altos do gráfico não se concentrem nem à esquerda e nem à direta.

Outro conceito afirma que se o gráfico tender para a esquerda ou a direita a foto sairá super ou subexposta. É preciso lembrar que determinadas cenas jamais irão obter uma representação com um gráfico regularmente distribuído. Acontece, por exemplo, quando você enquadra paisagens noturnas ou, no outro extremo, cenas com predomínio de tons claros. O gráfico irá tender para a esquerda ou direita, e ainda poderá ter vários picos irregulares, mas nem por isso significará que a exposição correspondente esteja incorreta.

Um terceiro conceito diz que todos os histogramas devem possuir um formato de arco no centro, devendo apenas tocar as margens esquerda e direita do gráfico, sem aparentar que foi abruptamente interrompido nas laterais.  Na prática nem sempre este modelo de histograma é ideal em tudo quanto é situação. Para cada cena há um contexto diferente.

Mesmo assim é possível falar muitas coisas sobre uma foto apenas olhando seu histograma. Aqui estão alguns exemplos:


O aglomerado no canto esquerdo do histograma acima indica uma foto possivelmente subexposta ou senão um tema bastante escuro, talvez em ambiente noturno. Aqui as partes mais claras da foto são apenas cinza médio, indicado pela pequena elevação no centro do gráfico. O corte abrupto do gráfico no canto esquerdo indica a predominância de pixels totalmente negros na imagem. Observe a extensa lacuna vazia no lado direito. Isso mostra a ausência total de qualquer pixel mais claro na imagem. Se esta não for uma foto proposital, tal situação pode indicar um sério problema. Num software, isso significa que há perda significativa de detalhes nas áreas totalmente escuras, não havendo a menor chance de melhorar o clareamento dessas áreas pelo software de edição. Para a foto de um gato preto num tapete escuro o histograma acima é tolerável. Se houver tentativa de clareamento via software, o gato juntamente com o tapete ficaria acinzentado. Entretanto se este histograma representar uma imagem da família toda reunida, certamente tal foto está com sérios problemas.


O histograma acima se não for de uma foto muito bem planejada, mostra um desastre fotográfico acontecendo na extremidade direita. A imagem que este histograma representa está tão superexposta que há uma enorme quantidade de pixels 100% brancos. Onde não há pixels absolutamente brancos, tudo que existe são pixels muito claros - fato denunciado pela ausência total de pixels na metade esquerda do gráfico. Certamente há muitos detalhes perdidos nessa imagem, não havendo como recuperar. Este histograma pode ser, por exemplo, de um urso polar na neve, sob luz solar. Pode ser também a foto do rosto de uma pessoa de pele clara, num ambiente onde já havia uma boa iluminação, mas que também foi acionado o flash frontal da câmera, estourando as áreas claras e eliminando quase todas as áreas de sombra.


O histograma acima mostra ausência total de píxels brancos no lado direito, ausência total de pixels negros no lado esquerdo e um grande aglomerado de pixels com meios-tons na área central. Certamente trata-se de uma foto com baixíssimo nível de contraste e com iluminação difusa. Pode ser que a tomada da imagem tenha sido feita sob um ambiente de muita neblina ou poeira suspensa. Pode indicar também uma imagem obtida com o uso inadequado de filtro de foco suave ou senão uma foto subaquática, com água bastante turva.


Aqui há uma foto com ausência quase total de meio tons e com alto nível de contraste entre áreas claras e escuras. Os picos do gráfico concentram-se nas duas laterais, com um vazio no centro. Isso representa uma foto que possui uma intensidade grande de pixels muito escuros, mas também há uma quantidade considerável de pixels claros - ambos numa única imagem. Porém, há poucos pixels de meio-tom. Esse conjunto pode significar graves problemas numa foto. O gráfico interrompido nas laterias indica que houve perda de detalhes tanto nas áreas mais escuras quanto nas áreas mais claras da imagem. Tal histograma pode indicar uma foto tirada de contraluz, um clarão de luz solar entrando pela fenda de uma caverna escura, um gato negro num tapete branco, um objeto preto sobre uma folha de papel, uma pessoa com roupa preta em meio a uma paisagem de neve, etc. Seja o que for, o corte nas laterais do gráfico indica que muito provavelmente a foto está subexposta nas áreas escuras e superexposta nas áreas claras.


Dicas para entender melhor os histogramas

Talvez seja mais fácil entender tudo que foi falado até agora observando algumas imagens e seus respectivos histogramas. Observe abaixo:


A imagem acima apresenta uma gama dinâmica bem ampla e variável, contento tanto tons escuros quanto claros. Isso é possível observar no corte da foto ao centro, muito bem exposta. Há três níveis de exposições. As duas imagens laterais apresentam sérios problemas: no primeiro nível, os registros do histograma se concentram à esquerda, indicando que faltou tons claros e com isso o contraste ficou prejudicado, está subexposta. O segundo nível exibe uma exposição correta; o gráfico exibe registros por toda a escala, sendo bem distribuído e apenas tocando as margens esquerda e direita do histograma. No terceiro nível a imagem passou do ponto e está superexposta, fazendo com que os pixels de tons escuros fossem literalmente destruídos. O acúmulo de pixels nos extremos dos gráficos indicam sérios problemas: de um lado a perda de detalhes nas áreas de sombra (à direita); e do outro lado a falta de nitidez nas áreas de realce (à esquerda).


1 - Acima você pode ver uma bela paisagem da Chapada Diamantina, no interior da Bahia. Este é um exemplo de foto com exposição perfeita e teoricamente este é um histograma ideal - um gráfico amplo e equilibrado por toda a extensão do histograma, altura das linhas bastante uniforme extremidades apenas tocando as bordas. Tenha em mente que nem sempre em todas as fotos é possível obter este tipo de gráfico. Vai depender do ambiente, do objeto fotografado e vários outros fatores.


2 - Histograma estreito, com suas linhas concentradas na área central do gráfico. As duas laterais vazias no gráfico denunciam perda de pixels, tanto do lado claro, à direita; quanto do escuto, à esquerda. Portanto, é visível na foto que o alcance tonal está bastante reduzido. Observe como toda a imagem está chapada, sem contraste.


3 - Histograma com linhas acumuladas à esquerda. Imagem predominantemente escura, podendo significar subexposição.


4 - Histograma com linhas acumuladas à direita. Imagem predominantemente clara, podendo significar superexposição.


5 - Histograma em formato de "U". A imagem está em desequilíbrio. Há uma grande quantidade de contraste, havendo excesso de informações nas áreas claras e escuras, porém poucas informações nas áreas de meio-tons.


6 - Histograma picotado, cheio de lacunas e com picos isolados. Trata-se de uma imagem com problemas na digitalização ou que já passou por alguma edição. Sempre que valores de brilho são alterados, essas lacunas são introduzidas.

Indo mais longe

Apesar dos exemplos acima serem úteis para você ter uma noção do uso e utilidade dos histogramas, a representatividade gráfica nem sempre denuncia que a foto esteja com problemas. Na foto abaixo, a imagem foi feita num ambiente noturno. Observe que o histograma se concentra quase que totalmente no canto esquerdo, onde há também um corte do gráfico, denunciando que houve detalhes da foto que se perderam irremediavelmente. Nesse caso, houve perda dos pixels mais claros e uma possível subexposição. Esta situação poderia indicar uma catástrofe a nível fotográfico. Entretanto a foto está com exposição perfeita. Nesse caso, não há problema com a perda de pixels ou com uma aparente subexposição, já que isso seria proposital. A subexposição provocada pela predominância da escuridão na foto colocou em evidência o que havia em primeiro plano. Fotografia perfeita!



Agora observe o histograma da imagem abaixo. Já vimos que este formato de histograma indica que o contraste está excessivo. O histograma não mente, realmente existem áreas excessivamente claras e áreas excessivamente escuras na imagem. O corte nas laterais do gráfico indica perda de informações tanto nas áreas claras quanto nas escuras. A pequena elevação no centro acusa a existência de uma área de baixo contraste, com pouquíssima amplitude tonal. É o céu da imagem. Observe que as áreas de nitidez se resumem apenas a um abrupto contraste ocasionado pelas silhuetas dos quatro pássaros repousados sobre o que parece ser um fio de energia elétrica. Esse conjunto poderia sugerir um gravíssimo problema com a foto. Realmente seria problemático se a intenção do fotógrafo fosse capturar os detalhes da plumagem dos pássaros. Mas nesse caso, a foto de contra-luz saiu perfeita e exatamente como planejada.



Quando o histograma diz-lhe para ajustar sua exposição

Quando sua intenção realmente for capturar todos os detalhes possíveis de uma imagem, a existência de lacunas em cada extremidade do histograma podem indicar que você estará perdendo informações e sua exposição deverá ser ajustada de forma segura, para não perder detalhes. Isso vale também quando o gráfico é deslocado para as extremidades, havendo um corte, seja para a esquerda ou para a direita. Isso significa que haverá perda de pixels significativos e a exposição deverá ser ajustada para cobrir mais da gama de tons.

Concluindo...

Não existe um histograma absolutamente perfeito e cuja representatividade gráfica deva ser buscada a todo e qualquer momento. As imagens mostradas acima provam isso. O histograma é apenas uma ferramenta de auxílio e deve seguir a gama tonal que o fotografo pretende obter. O histograma é só um guia que nos ajuda a decidir se estamos fazendo o procedimento correto ou não.

Existem técnicas fotográficas conhecidas como o “low key” e o “high key” por exemplo, em que a subexposição ou uma superexposição são buscadas de forma propositais. É evidente que nesses casos o histograma terá uma aparência capaz de deixar muito fotógrafo de cabelo em pé. Os profissionais mais treinados e entendidos compreenderão que não se trata de algum erro na imagem, pois atuar naquela faixa tonal seria exatamente a intenção do fotografo!

Então, boas fotos. E se depois daquele click inesquecível da viagem das férias você precisar de algum socorro, o Gimp está aí para dar uma mãozinha! Mas lembre-se que nenhum software poderá fazer milagres. Por isso é sempre bom estar atento e confiar no que o histograma tem a lhe dizer.


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