O HISTOGRAMA E O SISTEMA DE ZONAS

Como ando num relacionamento sério com minha câmera e, ainda, fazendo mais um módulo do curso de fotografia da Escola Focus, com o Enio Leite como professor, resolvi postar este artigo sobre histograma e as zonas... bem bacana!

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Histograma é um gráfico que mostra os diversos níveis de luminosidade de uma imagem e a quantidade de pixels presentes em cada um destes níveis.

Precisamos entender antes o comportamento de um pixel em uma imagem e como ele é mostrado no histograma. Em uma foto digital cada pixel pode variar de 0 (preto absoluto) até 255 (branco absoluto). Em outras palavras, o brilho de um pixel é determinado por um número que vai de 0 a 255. Então podemos ter 255 zonas de brilho e o histograma nada mais é que a representação de quantos pixels na imagem caem em cada uma dessas 255 zonas de brilho. Ou seja, quantos pixels na imagem são totalmente pretos (nivel de brilho 0), quantos estão no nível 1, nível 2…..até o nível 255. Em um histograma, o “cinza médio” é representado pelo pixel de brilho 128. No caso de uma imagem colorida (RGB), cada pixel tem um brilho correspondente, obtido através de uma média luminosa de seus canais RGB. Para a análise dos tons, é recomendado que se use o histograma de luminosidade e não o separado em canais, que é mais difícil de ser analisado. Mais que uma poderosa ferramenta, o histograma é a total revolução da fotografia digital, é como se sua camera tivesse 255 fotômetros spot, como se o sistema de zonas do Ansel Adams tivesse 255 zonas! A partir do conhecimento da análise de um histograma, o fotógrafo saberá com exatidão, após fazer uma imagem, todas as suas tonalidades, se errou, ele saberá onde e o quanto ele errou, e o quanto é possível corrigir e como realizar esta correção após o clique.

O cinza médio no histograma tem nível de brilho 128, logo, uma imagem cinza média criada digitalmente deve ter todos os pixels na zona 128 e resulta no seguinte histograma:

Vamos agora à uma imagem totalmente branca (255), como esperamos que seja seu histograma?

Veja na figura acima que agora todos os pixels caem na zona de brilho 255 (branco absoluto), logo o filete à direita representa todos os pixels da sua foto.

Para uma cena totalmente preta (0), teremos o resultado abaixo, onde todos os pixels caem na zona de brilho 0, representada pelo filete à esquerda:

Em uma cena real, dificilmente o histograma será representado apenas por um filete, salvo os casos acima de imagens criadas no computador, as cenas registradas por uma câmera em exposições normais sempre apresentam variações de tonalidades, por mínimas que sejam, considere o histograma da imagem abaixo:

É muito simples analisar este histograma, existem basicamente duas áreas bem distintas, a área escura, com mais variação de tons (por isso é mais larga no gráfico) e a área branca, com menos variação de tons (por isso é mais fina e mais alta no gráfico). Concluímos então que quanto mais textura e detalhes uma tonalidade apresenta, mais suave será sua transição no gráfico, e também concluímos que um pico no histograma representa uma área mais homogênea. Estas conclusões serão de grande importância para a análise dos casos práticos.

Levando em consideração diversos fatores, o preview do nosso LCD não é confiável, podemos estar em sol forte, ambente muito escuro, e ainda temos que levar em conta o que pode ser corrigido após o clique. Independente de qualquer situação, aprender a interpretar o histograma é o meio mais eficiente para analisar a gama de tons de uma imagem, independente do tamanho e precisão de sua tela, o histograma é o caminho. Através dessa análise, o fotógrafo saberá com exatidão se obteve o resultado desejado, e se errou, ele saberá onde e o quanto ele errou, o quanto é possível corrigir e como será feita essa correção.

Considere a imagem da caneca e seu respectivo histograma. A pequena área à esquerda representa as tonalidades do preto, desde o preto sem informação até as tonalidades de cinza escuro. O pequeno monte a seguir representa as tonalidades escuras do azul e vermelho e um filete à direita representando o fundo estourado branco. Como o objetivo era um fundo branco para recorte totalmente homogêneo, o filete era esperado. Entendendo o que representam as linhas do histograma, fica mais fácil de julgar a imagem, por exemplo, se o filete à direita estivesse deslocado, saberíamos que a área em volta da caneca estaria cinza, e neste caso como desejávamos o branco 255, teríamos que refazer a foto, este é o feedback que a análise do histograma proporciona.

Nesta foto do casarão, a análise do histograma é bem simples. O dia era de sol fortíssimo, próximo do meio dia, logo é uma cena de alto contraste. O que de certa forma facilida a identificação dos tons no histograma. A minha prioridade era não deixar os brancos estourarem demais, então eu fiz a fotometria pensando nisso. Os brancos são mais fáceis de estourar, porém, são recuperáveis também. Como vimos no tutorial sobre raw, entre recuperar uma imagem a partir de uma subexposição e a partir de uma superexposição, melhor recuperar a partir da superexposta, pois obtemos melhor ssaturação e menos ruído, obviamente, desde que a informação não for totalmente perdida.

Analisando o histograma da esquerda para a direita, temos a primeira pequena concentração de pixels, que representa a área mais escura da imagem, formada pelas esquadrias das janelas e pela parte do brasão do casarão. Logo adiante um outro pico bem mais estreito (lembre-se dos casos hipotéticos acima, um pico estreito representa uma área mais homogênea) representando as janelas do casarão. Logo após este pico estreito, está um monte baixinho, representando a área de sombra laranja. Ela é larga, pois existem vários tons de laranja na sombra, a parede é de textura bem mais irregular que o vidro. Logo a seguir um outro pico alto mais largo, representando o céu escuro (usei um polarizador, senão provavelmente este céu cairia no centro do histograma) e a largura desse pico é devido a uma ligeira transição no azul escura para um azul um pouco mais claro, se fosse um azul mais constante ele seria mais estreito. Continuando, o penúltimo pico é baixo e largo, um pouco mais claro que o tom médio, logicamente trata-se da área laranja clara (um ótimo locam para se fazer a fotometria spot. Por fim, o último pico representa os brancos ainda com um pouco de textura, e a localização desse pico me mostrou que eu não perdi informação nesta área importante.

Exposição pode ser definida como a simples combinação de três importantes fatores: Abertura,Tempo de Exposição e ISO. A combinação destes 3 elementos, além de influenciar diversas características da imagem, determina a quantidade de luz que será gravada na mídia. Na prática a exposição é uma questão de ajustes da câmera e leituras de fotômetro, mas acima de tudo deve haver um critério definido. Tudo isso é dependente do julgamento pessoal de cada um, não existe portanto um ajuste padrão para uma exposição correta. A idéia de exposição correta é valiosa, mas só se for expressa de forma livre! Em condições normais, a melhor exposição é aquela que permite o registro de maior quantidade de informação, produzindo uma fotografia que se assemelhe ao cenário visto pelo olho humano. Numa vista típica, todos os tons estão presentes, desde a sombra à luz intensa. As zonas de luz intensa são brilhantes mas conservam alguma textura, e as zonas de sombra são escuras mas não escondem o detalhe.

Exposição normal é aquela sugerida pelo fotômetro da sua camera, nem sempre esta exposição resultará em uma exposição correta. Isto é pelo simples fato da camera ser cega, ela não sabe o que fotografa, apenas consegue medir a quantidade de luz que o sujeito (seja lá quem for) está refletindo e sugere uma certa exposição baseada na média de 18% de refletância da maioria das cenas.

A exposição correta é aquela obtida após nossa interferência nos parâmetros (ISO, abertura ou shutter) visando obter uma apresentação que julgamos correta das tonalidades que estão sendo registradas. Como fazer isso nas mais diversas situações, veremos adiante.

A exposição criativa é aquela onde, como o próprio nome diz, usamos nossa criatividade para alterar os parâmetros e, fugindo da sugestão do fotômetro, obtemos as tonalidades e efeitos que desejamos, indepentede das mesmas representarem a realidade. Por exemplo, uma silueta em contra luz, onde a pessoa é apresentada propositalmente em subexposição, uma roda gigante com longo tempo de exposição, etc.

A camera adora cinza? É mais ou menos isso, ela não vê o que nós vemos, mas ela consegue medir a quantidade de luz, e isso nós não conseguimos, então temos que trabalhar em equipe! Ela diz quanta luz a cena reflete e em troca nós temos que “descrever” a cena para ela. Imagine a câmera como uma pessoa que não enxerga mas consegue sentir a luz.

Para entender o que a camera faz, vamos fotografar 3 tecidos, um branco, um cinza e um preto, aceitando a sugestão da camera, sem nenhuma compensação (0EV). O resultado é óbvio, mas pra muitos é uma surpresa! Veja o histograma de cada uma das 3 imagens:

Isto é muito simples de entender. Como a camera não enxerga, ela pré-supõe que o que ela está fotografando é médio, nem muito branco, nem muito preto, assim, na mão de um fotógrafo inexperiente ela tem mais chance de acertar a foto, pois a maioria das cenas fotografadas são médias. Mas aí entra a nossa ajuda, temos que passar informações à camera sobre o que estamos vendo!

Como o tecido é branco, temos que “avisar” à camera que essa cena é mais clara que o normal, fazemos isso sobreexpondo a cena em aproximadamente 2 pontos (+2EV) (mais adiante vamos entender por que essa diferença depende do equipamento usado e da tonalidade desejada). Assim a camera nos entrega uma cena aproximadamente 2 pontos mais clara que a média, e assim o tecido branco é apresentado como branco na imagem!

Aqui a câmera “levou sorte”, por mera coincidência, a cena que ela está fotografando é aproximadamente média, logo não precisamos fazer nada, seja em manual, automático, ela vai chegar muito próximo da tonalidade do tecido, pois ela presume que ele seja cinza médio e de fato ele é próximo disso.

Como o tecido é preto, temos mais uma vez que ajudar a pobre câmera, pois a cena é mais escura que a média. Assim subexpomos a cena em aproximadamente 2 ou pontos (-2EV). Assim a câmera nos entrega uma cena aproximadamente 2 pontos mais escura que a média, e assim o tecido preto é apresentado como preto na imagem!

Uma maneira muito usada de se fazer a fotometria é usar um elemento de substituição que julgamos ser neutro. Muitos usam um cartão cinza médio de 13 ou 18%. Vamos usar como referência o mesmo tecido cinza. Colocamos a camera no modo manual e fotografamos o tecido de acordo com a sujestão do fotômetro. Ora, ele é cinza e saiu cinza, então o ajuste da câmera para a luminosidade do ambiente está correto, não é mesmo? Agora, sem alterar os parâmetros de exposição, basta fazer uma foto do tecido branco, e depois do preto!

Para entender o sistema de zonas é preciso um ponto de partida, um referencial. E este referencial está no meio da escala entre os brancos e pretos absolutos, é o tom V, o cinza médio ou cinza 18% (ele reflete 18% da luz que sobre ele incide).

Vamos pegar nosso tecido cinza e fotografá-lo novamente com a sugestão da nossa câmera, independente desse tecido ter tonalidade média exata, o fato de usarmos a sugestão do fotômetro ao fotografá-lo, faz o mesmo ser reproduzido na mídia como cinza médio. O obtemos o seguinte resultado, na minha experiência usei f8 – 1/30s: (ao tentar fazer esta experiência, dependendo das suas condições de luz e tonalidade do seu sujeito, esta exposição pode não resultar no cinza médio, como um facilitador para fazer a experiência usando as mesmas configurações que eu usei, ajuste o ISO da camera ou varie a luz até que esta combinação bata com a sugestão da câmera).

Este então é o nosso referencial de cinza médio, ou zona 5. Sempre que fotografarmos alguma coisa usando a sugestão do fotometro, seja um gato branco, seja um gato preto, independente dos parâmetros utilizados, o mesmo aparecerá no mesmo tom do tecido e o pico de histograma referente a este elemento estará posicionado no centro do gráfico, ou bem próximo. O que deve ficar na zona V? Depende! Esse é o segredo, não existem regras, uma foto pode até não ter zona 5, depende de você e só de você. Uma camera no modo automático jamais faria uma foto sem zona 5, mas se estamos fotografando uma cena escura, por exemplo, podemos manter todas as tonalidades da nossa imagem abaixo da zona 5. É a nossa “exposição criativa”. Em uma cena comum, entretanto, a zona 5 pode ser o azul do céu, uma pedra cinza, uma mata vista de longe, a pele escura de uma pessoa, etc…

A partir da nossa zona 5, vamos fazer 5 fotos, respectivamente com +1, +2, +3, +4 e +5 pontos de exposição. Assim obtemos as zonas 6, 7, 8, 9 e 10, respectivamente:

A zona 6 é chamada por alguns autores simplesmente de “cinza claro”, e é bastante rica em detalhes, como podemos deduzir pela largura da coluna no histograma. A zona 6 normalmente representa o tom de pele de pessoas brancas sob o sol, uma pedra clara, um céu azul claro, etc.

A zona 7 é um cinza bastante claro, mas ainda com detalhes, pode representar a pele muito clara, objetos cinza-claro, etc.

A zona 8 representa os brancos com textura, os tons delicados, as altas luzes nas peles de pessoas brancas.

A zona 9 é o branco sem textura, aproximando-se do branco puro. É a neve com luz direta, por exemplo.

A zona 10 é a ausência total de informação, no nosso histograma são os pixels 255, na impressão é a própria base do papel branco. Representa os brilhos especulares ou fontes de luz, geralmente.

Voltamos à exposição que gerou a zona 5, vamos fazer mais 5 fotos, respectivamente com -1, -2, -3, -4 e -5 pontos de exposição. Assim obtemos as zonas 4, 3, 2, 1 e 0, respectivamente:

A zona 4 é também chamada por alguns autores de “cinza escuro”. Pode representar em cenas médias a sombra de folhagens, pedras e paisagens escuras. Pode também representar sombras normais da pele de pessoas brancas em luz natural ou um céu azul escuro.

A zona 3 é um cinza bem escuro, mas ainda com bastante textura.

A zona 2 é a primeira aparição de textura nos pretos, é chamado o preto com detalhes. Tonalidades profundas que representam a parte mais escura da imagem.

A zona 1 é chamada de “limiar efetivo” no negativo, é o primeiro passo acima do preto total, uma leve tonalidade, mas sem textura.

A zona 0 é o preto absoluto, no digital se aproxima dos pixels com nível 0 de brilho, é o preto total na cópia.

Agora, simulando uma imagem hipotética real, juntamos todas as 11 imagens em uma só, todas as curvas caem na mesma posição, assim podemos analisar elas lado a lado:

Simplificando, temos

Vamos analisar com cuidado, a 100% de zoom, as 11 imagens que fizemos nesse teste, perceber como a textura do tecido é gravada em cada uma delas, e em que momento ela começa a deixar de ser registrada, e entender que sempre que desejarmos que uma determinada área da nossa imagem caia na zona V, por exemplo, ela será apresentada como no teste que fizemos. Sabendo o posicionamento das zonas no histograma, também teremos um total controle ao analisar o histograma, sabemos, de acordo com a posição do histograma, a exata tonalidade e nível de detalhes e saturação de cada objeto da imagem. Assim, estamos em uma paisagem com um belo céu azul. Agora você é quem manda, você escolhe como quer registrar esse céu, se quer que ele saia como um azul profundo, coloque-o na zona 4! Mas se na mesma cena do céu também existe uma casa mais escura, colocar o céu na zona 4 pode fazer a casa ficar subexposta, então, a partir de agora, vc terá que fazer escolhas sábias, ponderando quem é mais importante na sua imagem e quem pode ser sacrificado. Obs.: Dependendo de algumas câmeras com elevada latitude, as zonas baixas (0 e 1) podem apresentar mais ou menos informação, por isso é importante o conhecimento da própria câmera, para um total controle dos registros. Se quiser ir mais além, mande imprimir as imagens em um bom fornecedor de impressão e faça esta análise no papel. Se ainda quiser aumentar a precisão, pode criar 21 imagens, com intervalos de 1/2 ponto, para ter uma análise mais detalhada das texturas e posicionamento das curvas.

Observação: o arquivo utilizado neste teste foi um jpg convertido de forma neutra, o arquivo raw oferece outras possibilidades de recuperação de informações, principalmente nas altas luzes, o que merece um estudo adicional.

in http://www.midiaarte.com.br/midiafoto/luz/test/, em 02/05/2013