一、什么是直方圖

判斷曝光要一步一步來。談到曝光，我想，必須得先講講直方圖了。
首先，我們來了解一下直方圖。
有的人可能會說：什么？直方圖？我打接觸相機的時候就會用了，這個有什么可講的？好吧，等我講完了你再講這番話也不遲。以這幅圖片為例：

先介紹一下直方圖最基礎的知識吧。直方圖的橫軸從左到右表示亮度的越高，縱軸從下到上表示像素越多。亮度從0―255，0表示黑，255表示白。如果某個地方的峰越高，表示在這個亮度下的像素越多。
拿這個直方圖來說，它的分布是非常均勻的，說明各個亮度區間的像素分布是很均勻的。
弄懂了上面這幾句話，你對直方圖就有了一個最基本的了解了，但實際上直方圖的東西還有很多很多。

二、直方圖的參數如何讀

我問一個問題：兩個直方圖完全一樣的圖片，兩幅圖片的畫面就一定是一樣的嗎？
答案當然是NO，因為直方圖它記錄的是像素的亮度信息，換言之，我們把上面所有的像素都不改變，只是改變它們的相對位置，直方圖一點兒都不會改變，但畫面內容可能就脫胎換骨了。
理解上面這一點很重要，對于我們理解直方圖的本質有很大幫助。好吧，上面的都是一些人盡皆知的知識，下面的才是我要講的，回到剛才這幅圖。這幅圖右邊有色階，數量，百分比這幾個參數，它們的含義是什么呢？
大家打開直方圖，把你的鼠標放在直方圖的某個位置，就會出現這三個參數，它們分別代表：

色階：指針所在地方的亮度，即從0-255的某個值。
數量：在這個亮度下的像素值，比如上面這幅圖的意思就是在138這個色階下，有1915個像素。
百分比：當前色階在整個色階中的位置。

好吧，上面這個還有進階的知識。當你按住鼠標左鍵往右拉的時候，你會發現它們有變化。
色階：你選取的色階的范圍，比如上面這個就是從115到216這個范圍的色階。
數量：在這個范圍下的像素總數。

百分比：這里的百分比就不是位置的百分比了，而是你選取的范圍的像素在整個像素中的百分比。
等等，有人會說，這個照片的像素總數才207284，怎么這個范圍下的像素就有227728呢？這不是自相矛盾嗎？
非常好的觀察力，因為我是選的RGB通道，像素總數是要乘以三的，后面我會專門講到各個通道的。
好吧，經過上面的學習，你又進一步了解了直方圖了，但還不夠，還有更復雜的。繼續以這幅直方圖為例，左邊還有幾個參數，平均值，標準偏差，中間值，像素。這幾個參數的含義是什么呢？
平均值：平均值越高，照片整體就越偏亮，以128為中間值。
它的算法是：圖像的亮度總值÷圖像像素總數。
拿上面這幅圖為例，它的平均值是117，離128很近是吧，所以曝光屬于正常型的。
標準偏差：標準偏差是統計學名詞。一種量度數據分布的分散程度之標準，用以衡量數據值偏離算術平均值的程度。標準偏差越小，這些值偏離平均值就越少，反之亦然。標準偏差的大小可通過標準偏差與平均值的倍率關系來衡量。
標準偏差公式：樣本標準偏差S=Sqrt[(∑(xi-x拔)^2)/（N-1）]，公式中∑代表總和，x拔代表所采用的樣本x的均值，^2代表二次方，Sqrt代表平方根。
上面這些都不重要，了解就好，我們需要知道的是標準偏差與照片畫面的關系。標準偏差越大，畫面對比越明顯，反之亦然。
中間值：將圖像所有像素的亮度值通過從從小到大排列后，位置在最中間的數值。即將數據分成兩部分，一部分大于該數值，一部分小于該數值。(如果有偶數個像素，就有兩個位于中間的數，取前面的一個)
中間值的意義在于從另一個側面來反映畫面的整體亮度，是否是過曝或欠曝。它與平均值互補，不過沒有平均值準確，具體緣由自己體會。
像素：這個不多講了，大家都很熟悉的。

三、通道是怎么回事

看完并理解上面這些，你對直方圖應該是有一個比較全面的理解了，不過，想要真正理解直方圖還需要一些知識。

通道里面分為很多種：RGB，紅，綠，藍，明度，顏色。首先，我們要明白直方圖里面的數量和像素不是同一個概念。
當我們選擇RGB通道的時候，最大數量值＝像素值×3。而當我們選擇其他通道時，最大數量值＝像素值。舉個例子：
在RGB通道下，色階為一百時，數量為3119；在R通道下，色階為一百時，數量為945在G通道下，色階為一百時，數量為1610；在B通道下，色階為一百時，數量為564。

你會發現，RGB通道下的數量值為R+G+B得出來的。也就是說RGB通道實際上是把R、G、B各個通道的數值相加得到的。
而像素是什么？我們是把RGB三種顏色最后混合而成的顏色看成一個顏色，這就是我們所說的像素，相信你可以理解為什么在單R、G、B通道下最大數量值＝像素值了。同理，RGB通道和明度通道也不一樣。
這是明度通道：

明度通道

也許你會有疑問，直方圖不就是反映亮度信息的嗎？為什么RGB通道和明度通道下的直方圖還不一樣呢？這是計算方法導致的。明度統計的是每個像素的復合值，而像素的亮度值的計算方法為：30%×R+59%×G+11%×B。
這里又與前面的像素相對應了，像素是一個復合值。
看了前面這么多，相信各位也有些暈了……堅持住，關于直方圖還有最后一點兒內容。我以紅色通道的直方圖來講一下。

紅色通道

大家看到這個直方圖能想到什么？
說明紅色信息主要分布在中間和暗部，亮部分布不多。單個通道的直方圖信息對于我們調色和糾正色偏有很大的作用。

四、直方圖的高速緩存級別

最后再講一下直方圖的高速緩存級別。這個是什么意思呢？先看一下圖吧。

我就不去講它的計算原理了，我就直白的講一下：
緩存級別越高，直方圖生成的越快，但越不準確（簡單講一下原理，緩存級別越高，它就不會去計算每一個像素的值，而是將幾個像素合并為一個像素計算）。
如果你需要講緩存級別改為1，點擊右上角的三角形就行了。

緩存級別為3

緩存級別為1

直方圖對于我們理解曝光有很大的幫助！比如：

不同的曝光程度

第一幅明顯是過曝的照片，地兒幅明顯是欠曝的照片。第三幅曝光正好，高光低光皆有，是正確的曝光。好吧，如果你信了我上面的話，說明你還是沒有了解到直方圖的本質。
正如我前面所講的，直方圖它記錄的是像素的亮度信息，換言之，我們把上面所有的像素都不改變，只是改變它們的相對位置，直方圖一點兒都不會改變，但畫面內容可能就脫胎換骨了。
一定要記住這句話：直方圖它記錄的是像素的亮度信息，其他什么都不代表。曝光準不準確，與亮度分布是否均勻沒有必然聯系。上面三幅直方圖對應的圖片是：

直方圖對應的樣片

上面這點就是直方圖的局限性，直方圖只反映亮度信息，其他什么都不代表，與曝光正確與否也沒有必然聯系。

五、直方圖的應用

前面提到了直方圖的局限性，我之所以要先講局限性，是要讓大家不要過于迷信直方圖，不要在頭腦中形成什么樣什么樣的直方圖才是曝光準確的，什么樣的直方圖則不是曝光準確的。
那么直方圖到底該怎么用呢？答案是結合拍攝環境用。

直方圖在攝影中的作用是顯而易見的，特別是在陽光強烈看不清屏幕的情況下，你很難判斷曝光是否準確，這時候結合直方圖就能對曝光作一個大概的判斷了。
對于結合拍攝環境使用的具體一點兒就是：比如你在拍雪景的時候，你硬要低光和中間調都有大量像素，一般情況下是不現實的。再比如，你在拍烏云的時候，你硬要高光部分有大量像素，一般情況下這也是不現實的。

你要結合你所處的拍攝環境對直方圖的形態有一個大概估計，而不是盲目的追求低光，中間調和高光都有像素，當然這需要一定的攝影經驗的積累。一個常用的快速提高方法就是，看一些典型環境下的照片的直方圖。
直方圖知識如果熟練掌握了的話，對于調色和識圖（識別后期手段）是很有幫助的。

另：對于曝光這種東西本來就不適宜將其完全數據化，沒有一個絕對的正確曝光值。不是說平均值一定要為多少，百分比一定為多少，直方圖一定要怎樣才是曝光準確，它只是一個參考，是一個工具。
曝光是否準確還要結合你的拍攝意圖來判斷。比如你想拍LOMO，這時候你就不能用正常的標準偏差來衡量了，因為LOMO的標準偏差普遍較高。比如你想拍日系，你也不能用正常的平均值來衡量，因為日系的平均值普遍較高，因此，曝光是否準確一定要結合你的拍攝意圖來進行討論。