COMPRENDERE E UTILIZZARE GLI ISTOGRAMMI
per ottenere immagini migliori

Istogramma, un’introduzione

L’istogramma è un indicatore di alcuni fattori chiave di un’immagine digitale, come l’esposizione e la gamma tonale. Tuttavia gli istogrammi possono apparire, a prima vista, incomprensibili e quindi inutilizzabili. Comprendere il funzionamento degli istogrammi e riuscire a leggerli consente di esporre correttamente al momento dello scatto e soprattutto permette di utilizzare al meglio potenti strumenti di fotoritocco come curve e livelli.

Una volta che avrai imparato come leggere gli istogrammi, riuscirai a vedere le tue immagini da una prospettiva differente, sia al momento di scatto sia in fase di postproduzione: gli istogrammi sono tra gli strumenti più potenti a disposizione di un fotografo digitale.

Prima però di approfondire gli istogrammi, vediamo alcuni termini correlati al concetto di gamma (range).
Gamma, ombre (shadows), mezzi toni (midtones) e luci (highlights)

La gamma può essere tonale (tonal range) oppure dinamica (dynamic range), a seconda che si voglia descrivere l’ampiezza delle sfumature di colore oppure dei livelli di luminosità riprodotti dal sensore della fotocamera. In sostanza, più ampio è il valore della gamma tonale o dinamica, più precisa e accurata sarà la riproduzione della foto dal punto di vista delle sfumature di colore e delle gradazioni di luminosità.

Per molte immagini (ma non necessariamente per tutte) si cerca quindi di ottenere il massimo valore di gamma, che significa ottenere molte sfumature di colore oppure toni dal nero profondo al bianco brillante. Se ciò non avviene l’immagine appare piatta, slavata.

Ecco un esempio di una foto con bassa (sinistra) e alta (destra) gamma dinamica. Per rendere bene il concetto utilizziamo una foto in bianco e nero. Come è facile osservare, l’immagine a destra ha neri più neri e bianchi più... bianchi.


alta e bassa gamma dinamica


Per riferirsi a diverse zone della gamma tonale e della gamma dinamica si utilizzano i termini ombre, mezzi toni e luci (o alte luci). Come è facile intuire, le zone più scure dell’immagine sono chiamate ombre, le parti più luminose sono le luci e le parti intermedie sono i mezzi toni. Questa distinzione degli intervalli di gamma è fondamentale se si ritiene di dover intervenire solo in una specifica zona dell’immagine. Ad esempio, per creare un bianco e nero più drammatico è possibile intervenire solo nelle ombre utilizzando i livelli o lo strumento brucia; allo stesso modo, per far risaltare alcuni particolari "illuminandoli" si può intervenire sulle luci con lo strumento scherma.
Leggere gli istogrammi: sottoesposizione e sovraesposizione

L’istogramma è un grafico che rappresenta, in termini relativi, il numero di pixel di un certo valore tonale presenti nell’immagine. Un istogramma aiuta quindi a comprendere la distribuzione statistica della luminosità della foto. L’istogramma viene mostrato nelle fotocamere digitali (quando si rivede la foto appena scattata o a volte anche mentre si sta componendo l’inquadratura) e nei programmi di fotoritocco.

La lettura è molto semplice. Lungo l’asse orizzontale vengono presentati - a partire da sinistra - i valori relativi alle ombre, ai mezzi toni e alle luci. All’estrema sinistra del grafico c’è il nero perfetto (dove i valori dei tre colori, Red-Green-Blue, sono pari a 0), mentre all’estrema destra c’è il bianco perfetto (con i valori RGB pari a 255). Maggiore è l’altezza del grafico, maggiore è il numero di pixel concentrati in un certo intervallo tonale. Se si lascia che l’istogramma "sbordi" dal lato sinistro (ombre) o destro (luci) del grafico alcuni dati sono stati persi.

Tutto è più semplice se si pensa all’istogramma coma ad un insieme di (255) colonne affiancate verticalmente, in cui la prima all’estrema sinistra rappresenta il nero e l’ultima all’estrema destra rappresenta il bianco, mentre tutte le altre rappresentano i toni intermedi tra i due estremi. Se ad esempio si sottoespone una foto, alcuni pixel sono talmente scuri da essere completamente neri e vengono quindi rappresentati nella prima colonna. Viceversa se si sovraespone una foto, alcuni pixel sono completamente bianchi e compaiono graficamente nell’ultima colonna. Più sono alte le colonne, maggiori sono i pixel di quel dato intervallo tonale.

Se l’altezza di una colonna diventa davvero notevole perché nell’immagine scattata ci sono moltissimi pixel corrispondenti a quell’intervallo tonale, il firmware della fotocamera digitale o il programma di fotoritocco devono ridurre in proporzione il resto dell’istogramma. Se invece non ci sono pixel corrispondenti ad uno dei 255 valori rappresentati dalle colonne, allora quello spazio sarà vuoto!

Alcuni esempi ci aiutano a visualizzare meglio questi concetti.


istogramma di un’immagine correttamente esposta


La figura 1 mostra l’istogramma di un’immagine esposta correttamente. Come si può vedere, sia le ombre, sia i mezzi toni, sia le luci contengono dati. In particolare, in questo caso l’immagine ha una particolare concentrazione di pixel nei mezzi toni, ma anche discrete informazioni nelle zone molto scure e molto chiare, senza che ci siano zone completamente nere o completamente bianche (e quindi prive di dati utili). Forse per accentuare le caratteristiche dell’immagine potrebbe essere necessario solo un leggero aumento del contrasto, nonostante questa operazione causi una piccola perdita di informazioni nelle ombre più scure e nelle alte luci.


istogramma di un’immagine sottoesposta


La figura 2 mostra l’istogramma di un’immagine sottoesposta. La parte evidenziata in rosa sulla destra indica la totale mancanza di bianchi luminosi nella scena, mentre la parte all’estrema sinistra evidenzia come alcuni pixel dell’istogramma sono "sbordati" dal grafico (fenomeno noto come clipping): alcune zone dell’immagine sono completamente nere e non contengono dati utili. Questi pixel completamente neri sono mostrati graficamente nella prima sottilissima colonna a sinistra, larga esattamente un pixel. Questa immagine si può correggere aumentando l’esposizione (se l’istogramma viene consultato al momento dello scatto) oppure correggendo adeguatamente i livelli in postproduzione con un programma di fotoritocco.


istogramma di un’immagine sovresposta


La figura 3 mostra l’istogramma di un’immagine sovraesposta. La parte evidenziata in rosa sulla sinistra indica la totale mancanza di neri profondi nella scena, mentre la parte all’estrema destra evidenzia come alcuni pixel dell’istogramma sono "sbordati" in maniera evidente dal grafico (clipping): alcune zone dell’immagine sono completamente bianche e non contengono dati utili, né recuperabili. In questo caso la sottilissima colonna a destra è particolarmente alta: questo significa che sono molti i pixel totalmente bianchi. Questa immagine si può correggere diminuendo l’esposizione (se l’istogramma viene consultato al momento dello scatto) oppure correggendo adeguatamente i livelli in postproduzione con un programma di fotoritocco.
Istogramma RGB, istogramma luminosità, istogramma colori

Non c’è un unico tipo di istogramma! Esistendo diversi modi per calcolare il valore di un pixel, esistono anche diversi tipi di istogramma. L’immagine sopra mostra i tre più comuni istogrammi che, seguendo diversi criteri, la rappresentano. Vediamoli più nello specifico.


istogramma RGB, istogramma luminosità, istogramma colori


1) istogramma RGB: è l’istogramma generalmente visualizzato nei programmi di fotoritocco e calcola il valore dei pixel sovrapponendo i tre canali di colore (rosso, verde, blu); permette anche di essere scomposto nei singoli canali, visualizzando così il grafico di un solo colore alla volta; l’istogramma RGB è una rappresentazione puramente matematica e astratta, in grado di evidenziare efficacemente un eventuale clipping.

2) istogramma della luminosità: anch’esso basato sui tre canali RGB, questo istogramma calcola una media ponderata allo scopo di mostrare una sorta di "luminosità percepita" dell’immagine; in esso i valori dei tre colori non hanno dunque lo stesso peso percentuale (vedremo che è costruito per dare maggiore prevalenza al verde); l’istogramma della luminosità è l’istogramma normalmente utilizzato dalle fotocamere digitali quando si visualizza una foto appena scattata; esso genera una rappresentazione più vicina alla sensazione umana di luminosità.

3) istogramma dei colori: spesso presente nei buoni programmi di fotoritocco, questo istogramma consente di visualizzare tutti e tre i colori (e le loro combinazioni) su un unico grafico; le zone grigie rappresentano la mescolanza di tutti e tre i colori; le zone dove un canale di colore (o la sua combinazione con un altro) ha "sbordato" dal grafico indicano invece i valori in cui quel colore ha perso le sue informazioni, tuttavia se gli altri due canali colore non hanno sbordato, una buona parte delle informazioni sono presenti.

Come si nota, ciascun tipo di istogramma mostra una "sua personale" visione della realtà fotografata. Occorre quindi avere una certa malizia per interpretare correttamente i dati mostrati dai vari tipi di istogrammi. In particolare, osservando gli istogrammi dell’esempio, si può notare come l’istogramma RGB (visualizzato in un programma di fotoritocco) e l’istogramma della luminosità (visualizzato di solito dalla fotocamera digitale dopo lo scatto) presentino clipping differenti: l’istogramma della fotocamera segnala solo un clipping leggerissimo delle ombre mentre l’istogramma RGB mostra un clipping più deciso sia delle ombre sia delle luci. Il motivo? Chiaramente risiede nel metodo di calcolo dei valori. Come dicevamo, dal momento che nell’istogramma della luminosità la fotocamera esegue una media ponderata dei valori RGB di ogni pixel (verde al 59%, rosso al 30% e blu all’11%, ecco i valori, per gli amanti della precisione) un clipping del colore rosso, relativamente poco pesante, non è stato evidenziato!

Infine, nella lettura dei vari istogrammi si deve tenere presente che ogni istogramma, di qualunque tipo sia, è sensibile alla porzione di immagine analizzata: se non esiste nessuna selezione allora l’istogramma si riferisce all’intera immagine ma se è stata creata una selezione sull’immagine, l’istogramma si riferirà solo a quella determinata porzione di foto e i suoi valori varieranno di conseguenza.
Utilizzare gli istogrammi durante la ripresa fotografica

Tutte le fotocamere digitali permettono di visualizzare un istogramma (normalmente l’istogramma della luminosità) relativo alla foto appena scattata. Questo è un ottimo strumento per scoprire se si sta sfruttando al meglio la gamma del sensore. Per farla breve: l’istogramma è in grado di indicare se correggere o meno le impostazioni di scatto.

Non è necessaria un’analisi approfondita (improbabile) dell’istogramma, basta un colpo d’occhio: se osservando la foto appena scattata si nota un grande divario a sinistra o a destra dell’istogramma, significa che si è persa una parte della potenziale gamma tonale o dinamica disponibile e quindi ci si comporterà di conseguenza variando otturatore, diaframma, sensibilità ISO. Per molte immagini digitali un buon istogramma è quello che presenta una concentrazione di pixel con un picco in una qualche zona nel mezzo.

Come sempre le regole hanno anche bisogno di eccezioni, che affronteremo tra poco.
Utilizzare gli istogrammi nel fotoritocco

Molti interventi classici di fotoritocco e manipolazione delle immagini sono strettamente correlati alla possibilità di visualizzare gli istogrammi. Non si dovrebbe mai ritoccare una foto in base alla propria sensibilità artistica. Ok, questa è una regola e presume quindi una trasgressione... In fase di postproduzione, comunque, gli istogrammi sono indicatori molto chiari della qualità complessiva dell’immagine e consentono di valutare la profondità degli interventi da eseguire.

Le più comuni visualizzazioni degli istogrammi nel fotoritocco avvengono durante la regolazione dei livelli e delle curve. Vediamole rapidamente.


istogramma della palette livelli e della palette curve


Gli istogrammi nella palette livelli (immagine tratta da Photoshop CS3) permettono di individuare il divario da colmare nelle alte luci o nelle ombre, per una regolazione precisa e selettiva del contrasto. Osservando l’istogramma della luminosità è possibile valutare il contrasto dell’immagine e decidere quanto "forzarlo" spostando le tre freccine alla sua base, riferite rispettivamente alle ombre, ai mezzi toni e alle luci. Così, ad esempio, spostando verso destra la freccina delle ombre (posta all’estrema sinistra dell’istogramma) è possibile aumentare i valori tonali più scuri mentre spostando verso sinistra la freccina delle luci (posta all’estrema destra dell’istogramma) è possibile intensificare le parti più luminose dell’immagine. Chiaro?

Gli istogrammi nella palette curve (immagine tratta sempre da Photoshop CS3) assolvono alla medesima funzione di controllo e servono ad indicare le migliori regolazioni possibili dei livelli tonali e di luminosità. Quando si lavora sulle curve l’accuratezza è d’obbligo: ogni minimo spostamento influisce parecchio sulla foto: maneggiare con cura!

In generale, per valutare il contrasto di un immagine attraverso la lettura del suo istogramma si può fare riferimento alla dimensione dell’area dove maggiormente si concentrano i toni: un’immagine ha un buon contrasto quando quest’area è estesa in modo da comprendere più toni, dai più chiari ai più scuri. Naturalmente molto dipende dalla scena ripresa.


istogramma immagine ben contrastataistogramma immagine poco contrastata


Gli istogrammi certamente aiutano l’ottimizzazione delle foto. Ma a tutto c’è un limite: manipolare profondamente le immagini (soprattutto jpeg o altri formati compressi), facendosi prendere la mano dalle regolazioni dei livelli, delle curve, della saturazione, ecc., potrebbe infatti generare istogrammi discontinui, con dei vuoti, delle seghettature e delle punte. In pratica un film horror! Questo istogramma indica il fenomeno della posterizzazione e suggerisce che... è meglio fermarsi. La posterizzazione è un difetto piuttosto spiacevole delle immagini digitali che ne compromette la qualità complessiva.


istogramma immagine posterizzata


In un immagine posterizzata alcune informazioni tonali sono andate completamente perse e quindi le transizioni di sfumature (nei colori o nelle tonalità di bianco e nero) non sono graduali ma brusche e molto "artificiali". Brutte brutte. Inoltre spesso nelle immagini posterizzate aumenta la presenza di rumore digitale, con pixel di colori errati molto visibili. Perciò muovetevi con attenzione quando iniziano a comparire questi segnali negli istogrammi.

Entro certi limiti, comunque, non è detto che un istogramma rovinato segnali una foto altrettanto compromessa: i problemi tecnici potrebbero essere meno visibili alla prova dei fatti. In questi casi osservate tuttavia con attenzione le varie zone dell’immagine.
Migliorare le foto con gli istogrammi

Ok, sappiamo leggere gli istogrammi. E ora? È opportuno rendersi conto che l’istogramma è uno strumento certamente utile ma in grado di offrire un quadro solo approssimativo delle informazioni contenute nell’immagine: nei casi migliori la larghezza dell’istogramma è infatti pari a 256 pixel, quindi può rappresentare al massimo 256 valori tonali (una semplice immagine RGB a 8 bit può arrivare a 16,7 milioni di valori tonali). Questo non significa che gli istogrammi non vanno utilizzati. Anzi. Semplicemente, dal momento che gli istogrammi sono solo delle rappresentazioni indicative (e matematiche) delle immagini digitali, essi vanno sempre ragionevolmente interpretati.

Ci sono fotografie per le quali seguire alla lettera le indicazioni dell’istogramma si rivela poco utile. Per alcune foto, la migliore esposizione richiede infatti che l’istogramma sia parzialmente denso sulla destra (immagine più brillante) o al contrario sulla sinistra (immagine più scura). Un esempio classico sono le fotografie di paesaggi innevati: la neve spesso genera riflessi e la (stupidità della) macchina compensa questo eccesso di luce sottoesponendo la foto, o non esponendola a sufficienza da far sembrare davvero bianca e pulita la neve. Se si desidera avere una neve splendente anziché grigiastra, sarà perciò opportuno ignorare un istogramma concentrato soprattutto al centro - tecnicamente corretto - ed ottenere una foto sovraesposta, in cui l’istogramma avrà una porzione più alta di dati nelle luci e alte luci anziché nei mezzi toni.

L’andamento di un istogramma, dunque, può mostrare se un immagine è "buona" dal punto di vista tecnico ma a volte un’immagine per essere anche "bella", interessante, ha bisogno di essere leggermente sottoesposta o sovraesposta. Certo, in questo modo si mescolano criteri oggettivi a criteri soggettivi, ma solo i primi o solo i secondi non garantiscono comunque risultati impeccabili, quindi...

Quindi entra in gioco la sensibilità personale (imprescindibile) e la capacità di estrarre il meglio da ciascuna immagine. L’ideale è utilizzare gli istogrammi non come una regola che governi ogni nostra decisione fotografica ma come un (importante) suggerimento.

FP Staff
Per ulteriori approfondimenti consulta nel glossario queste parole chiave:
clipping - esposizione - gamma tonale - gamma dinamica - istogramma
- posterizzazione - sensore - sottoesposizione - sovraesposizione