Histogramas - Luminância e Cor em Histogramas

Essa seção deve lhe proporcionar uma melhor compreensão de como ambos a luminância e a cor variam numa imagem, e como isso se traduz de maneira relevante no histograma. Apesar dos histogramas RGB serem os mais comumente usados, outros tipos de histogramas são mais úteis para propósitos mais específicos. A imagem abaixo é mostrada junto com vários outros tipos de histogramas.

Passe o mouse por cima dos rótulos abaixo para mudar qual cor o histograma representará. Quando você mudar para cada uma das cores, a imagem também mudará, essa nova imagem é a representação em tons de cinza da distribuição das intensidades da cor selecionada na imagem. Preste atenção em como cada uma das cores influencia a distribuição de brilho na imagem e como as cores em cada região influenciam no brilho.

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Histogramas de Luminância

Histogramas de luminância são mais precisos que histogramas RGB ao descrever a percepção de distribuição de brilho, ou 'luminosidade' em uma imagem. A luminância leva em consideração o fato de que o olho humano é muito mais sensível a luz verde do que a vermelha ou a azul. Veja o exemplo anterior novamente e repare como os níveis de intensidade do canal verde são mais representativos da distribuição de brilho da imagem com todas as cores. Isso também se reflete pelo fato do histograma da luminância ser mais parecido com o histograma do verde que os outros. A análise de luminância prevê que o seguinte gradiente tem uma luminosidade que gradualmente aumenta em direção ao verde, enquanto que uma simples soma de cada valor de RGB resultaria em intensidades iguais em cada retângulo.

Como é produzido um histograma de luminância? Primeiro cada pixel é convertido de modo a representar a luminosidade baseada em uma média com pesos diferentes para cada uma das cores em cada pixel. Esses pesos assumem que o verde representa 59% da luminosidade percebida, enquanto que o vermelho e o azul representam apenas 30% e 11%, respectivamente. Mova o mouse sobre "converter para luminosidade" no exemplo acima para ver o resultado desse cálculo quando ele é realizado em cada um dos pixels. Uma vez que cada pixel foi convertido em luminosidade, um histograma de luminância é produzido ao se contar quantos pixels estão em cada valor de luminância -- da mesma forma que os histogramas para cada cor RGB é produzido.

Uma diferença importante que pode-se perceber a partir dos cálculos acima é que enquanto um histograma de luminância retém informação a respeito da localização de cada pixel de cor, o histograma RGB descarta essa informação. O histograma RGB cria três histogramas diferentes e, depois, os soma, descartando a informação que indica se cada contagem de cor veio ou não do mesmo pixel. Para ilustrar melhor esse conceito vamos usar uma imagem cujos dois tipos de histogramas são bem diferentes.

A imagem acima contém diversas manchas de cor pura. No interior de cada mancha a intensidade alcança um máximo de 255, então há um corte de cor significativo em cada uma das manchas (apesar de ser somente na cor da mancha). Mesmo a imagem não contendo nenhum pixel branco, o histograma RGB mostra um corte pronunciado -- assim, se essa fosse uma foto e estivéssemos fazendo uma análise através somente do histograma, diríamos que está super-exposta. Isso acontece pois o histograma RGB não leva em consideração o fato de que cada um dos cortes de cor não acontece no mesmo lugar.

O histograma da luminância conta uma história completamente diferente ao mostrar que não há nenhum pixel nem perto do brilho máximo. Ele também mostra três picos distintos -- uma para cada cor que foi cortada. Já que a imagem contém mais azul, depois vermelho e pouco verde, as alturas relativas de cada um dos picos nos mostra também qual pico corresponde a qual cor. Note também como a posição de cada pico corresponde a posição das porcentagens utilizadas como pesos para o cálculo da média da luminância: 59%, 30% e 11%.

Então, qual dos histogramas é melhor? Se estivermos interessados em corte de cores, então o RGB é útil pois claramente nos mostra se há corte ou não; o histograma de luminância, por outro lado, não dá nenhuma pista quanto a cortes de cor. Ainda assim, o histograma de luminância nos diz precisamente que não há nenhum pixel inteiramente branco nem nenhum inteiramente preto. Cada um dos histogramas tem seu uso e o mais indicado é aprender a usá-los conjuntamente. Já que a maioria das câmeras mostra somente um histograma RGB, lembre-se sempre das suas desvantagens ao analisar as imagens usando somente o histograma como base. Como regra geral vale que quanto mais intensas e puras forem as cores da imagem, mais os histogramas RGB e de luminância vão variar. Preste atenção especial quando o seu sujeito contém fortes tons de azul, já que é difícil perceber cortes no canal azul usando histogramas de luminância.

Histogramas de cor

Enquanto os histogramas RGB e de luminância usam todos os três canais de cor, um histograma de (uma) cor descreve a distribuição de brilho para qualquer uma das cores individualmente. Isso pode ser bem mais útil quando se quer determinar se há ou não corte em uma cor específica.

As pétalas das flores vermelhas estavam sob luz do sol direta, então o vermelho delas foi cortado, mesmo que o resto da imagem tenha permanecido dentro do histograma. Regiões onde os canais de cor individuais são cortados perdem toda a textura gerada por essa cor. Mesmo assim essas regiões cortadas podem manter um pouco de textura caso as outras cores não tenham sido cortadas. O corte individual de cor não é tão problemático quanto o corte de todas as cores, apesar disso ser uma escolha do fotógrafo e do que ele deseja transmitir.

Histogramas RGB podem mostrar se houve corte de cores, mas eles não mostram se isso aconteceu com todas as cores ou alguma cor em particular. Os histogramas de cor melhoram essa análise ao mostrar exatamente o tipo de cor que foi cortada. Mova o mouse sobre os rótulos da imagem acima para comparar os histogramas RGB e de luminância, para ver a imagem em termos de apenas um canal de cor e para ver a imagem como luminância. Note como a distribuição de intensidade para cada canal de cor varia drasticamente em regiões de cor quase puras. A intensidade e a pureza das cores dentro da imagem fazem com que os histogramas RGB e de luminância variem bastante.

Para mais informações sobre histogramas, por favor veja: "Histogramas - Tons e Contraste"