Histogramme - Was sie darstellen und wie sie zu lesen sind

Worum es geht

Das Histogramm ist ein wichtiges Werkzeug in der digitalen Fotografie – zum einen, um in der Digitalkamera die Belichtung neuer Aufnahmen zu kontrollieren und zum anderen in der nachträglichen Bildbearbeitung.
Dieser Artikel erklärt die Grundlagen, was ein Histogramm ist und wie es zu lesen ist.

Was ein Histogramm zeigt

Ein Histogramm ist eine grafische Darstellung einer Häufigkeitsverteilung. Angewendet auf die digitale Fotografie bedeutet es: Das Histogramm zeigt, wie oft in einem Bild welche Helligkeit auftritt.

Da in der Digitalfotografie jeder einzelne Pixel in den drei Farben rot, grün, blau mit Helligkeiten von jeweils 0 bis 255 dargestellt wird, lässt sich für jeden Punkt einzeln eine Helligkeit ausrechnen und anschließend auszählen, welcher Helligkeitswert wie oft auftritt.

Dabei ist zwischen zwei Arten von Histogrammen zu unterscheiden:

• RGB-Histogramme zeigen die Helligkeitsverteilungen für die drei Farbkanäle rot, grün und blau einzeln
• einfache Histogramme fassen die Rot-, Grün- und Blau-Werte für jeden Pixel zu einer kombinierten Helligkeit zusammen und stellen nur die Verteilung dieser Gesamt-Helligkeit dar.

Ein einfaches Histogramm ist wie folgt zu lesen:

Links sind die dunkleren, rechts die helleren Punkte dargestellt, entsprechend die rein schwarzen am äußersten linken Rand und die rein weißen am äußersten rechten Rand.

Und eine weit oben liegende Kurve bedeutet, dass viele Pixel mit der entsprechenden Helligkeit existieren, eine weiter unten liegende, dass wenige Pixel mit der entsprechenden Helligkeit existieren.

Ein einfaches Beispiel-Histogramm erläutert

Hier geht es um ein "einfaches" Histogramm sowohl deshalb, weil nur eine Gesamthelligkeit und keine einzelnen RGB-Anteile dargestellt sind als auch, weil es von der Form her leicht zu lesen ist.

Die folgende Aufnahme ist ein Schnappschuss von einem Januar-Nachmittag beim Schilaufen – bei Schneefall und Wolken, also wenig Licht und schlechter Sicht.
Ich finde das Motiv aber in seiner Schlichtheit und dadurch, dass die Hütten und Bäume nur in Umrissen auftauchen und mit dem Rest verschwimmen zu scheinen, recht reizvoll.

Der Hauptgrund für die Auswahl war aber, dass das Bild ein einfach zu lesendes Histogramm hat. Hier die Aufnahme, so wie sie aus einer Kompaktkamera kam und mit ihrem (aus Photoshop Elements entnommenem) Histogramm:

Im Histogramm lässt sich folgendes erkennen:

• Der mögliche schwarz-weiss Kontrast wird nicht ausgereizt: Das Bild hat kein reines Weiß, da das Histogramm bereits vor dem äußersten rechten Ende auf Null abfällt und kein reines schwarz, da es auch vor dem linken Ende bereits auf Null abfällt.
• Der weit überwiegende Teil des Bildes ist ein helles Grau – erkennbar an dem deutlichen "Berg" im rechten Teil des Histogramms.
  Dies ist der neblige und mit Schnee bedeckte Hinter- und Vordergrund, der die größte Fläche einnimmt.
• Ein kleinerer Teil ist ein mittleres und dunkleres Grau: Dies sind die Bäume und Hütten, die entsprechend kleiner sind.

Ein RGB-Beispiel-Histogramm erklärt

RGB-Histogramme zeigen die Helligkeitsverteilung für jeden einzelnen der drei Farbkanäle rot, grün, blau getrennt – entweder in Form dreier Linien oder sich überlappender Flächen.

Hierzu ebenfalls ein Beispiel:

Das obere Histogramm stammt von dem Programm Thumbs Plus und zeigt jeden Farbkanal als einzelne Linie.
Das untere ist aus Photoshop Elements und zeigt die Häufigkeit für jeden Farbkanal als ausgefüllte Fläche – entsprechend ergeben sich auch Mischfarben, z.B. gelb für den Bereich, wo rot und grün vertreten sind, blau aber nicht. Das macht diese Form der Darstellung etwas gewöhnungsbedürftig.
Erkennbar ist auch, dass die beiden Programme die Histogramme etwas anders skalieren - so schneidet Photoshop die Spitzen der Häufigkeitsverteilungen ab, damit die geringeren Häufigkeiten besser erkennbar bleiben.

Die blaue Kurve hat einen größeren Berg mit zwei Spitzen für den Blauanteil des Schnees im unteren Bildteil und einen niedrigeren Teil weiter rechts bis an den äußersten Rand für den Himmel, der heller ist und daher im Histogramm weiter rechts liegt.

Die Aussage dieses Histogrammes ist, dass das Bild einen Blaustich hat – da der blaue "Berg" weiter rechts liegt als der rote und grüne, also die Blauanteile insgesamt heller sind als die Rot- und Grünanteile.
Das wäre in diesem Bild auch leicht ohne Histogramm zu erkennen (und ist im übrigen für unbearbeitete Aufnahmen im Schnee und im Schatten ganz normal, wenn man nicht gezielt den Weißabgleich manuell einstellt).
Aber es ist gut geeignet, um die Funktionsweise eines solchen Histogramms zu verstehen, und darum geht es hier.

Es ist nicht nötig, das RGB-Histogramm eines beliebigen Bildes genau zu studieren, um daraus ein besseres Bild zu machen. Tatsächlich haben viele RGB-Histogramme von Bildern mit beliebigen Farbverteilungen sehr unregelmäßige Formen, aus denen sich kein praktischer Nutzen ablesen lässt.

RGB-Histogramme sind aber entscheidend, wenn es darum geht, zu beurteilen, ob ein Bild überbelichtet ist – denn es kann sehr wohl sein, dass das einfache Histogramm keine Überbelichtung zeigt, aber einzelne Farbanteile überbelichtet sind. Und das bedeutet, dass die Farben blasser oder sogar verfälscht werden und ist nur im RGB-Histogramm zu erkennen.

Mehr hierzu finden Sie in dem Artikel über Belichtungskontrolle anhand von Histogrammen.

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