哈喽，大家好，今天由我来给大家带来一节关于照片直方图的讲解，本教程为本人原创，花时5小时写作，旨在教你如何通过直方图去透视照片的深层信息，以及如何通过直方图去分析大咖的作品，以此来模仿大咖的作品。
前话：大家都知道PS中直方图，却一直不知道怎么用它，白白的丢失它的用处，本教程在于讲解它的原理，如果你想对一个工具运用自如的话，必定要理解它的运行原理，作为一名理工科的学生，下面我会从直方图内部原理讲解。
本次教程包含以下知识点：
一：屏幕显示器的原理
二：直方图 参数
1. 像素
2. 色阶
3. 数量
4. 百分位
5. 平均值
6. 标准偏差
7. 中间值
8. 高速缓存级别
1从小猪佩奇入门直方图
好啦，开始今天的教程，首先我们要知道直方图是用来干什么的？PS中为什么要用直方图去显示照片的信息呢？Ps的设计者这样做肯定有他的道理，PS的设计者是程序员，他们用数学的知识去设计PS的工具，让数学去表示照片的信息，直方图作为一种工具是用来作为统计工具，来统计照片的亮度及色彩信息，今天我们主要讲解直方图的统计亮度原理。
我们今天从一个小例子开始吧：
现在你boss要你从下面图中找出有几个小猪佩奇 几个乔治 几个猪妈 几个猪爸，当然一般人很容易就能找出他们有几个，那么有什么方法将你找的结果呈现给你的老板呢？那么直方图就闪亮登场啦！
我们分别记下它们各有多少只，然后用直方图去统计它，小猪佩奇式直方图如下，现在自己也是社会人啦，哈哈。
这样的统计是不是一目了然呢？老板看到肯定会夸夸你这个社会人的。说白了直方图只是一个统计工具，让用户能更明显看到数据信息。在ps中能让我们对照片的信息更一目了然。下面我们来看看在PS中他是如何发挥他的显示照片参数信息的。同样的我们以一个小例子讲解，我们新建一个2X2的空白文档：(你肯定看不见 因为文档是白色的 但它存在)
也就是一共4个像素，我们分别将这个四个像素里填充不同亮度的灰度值，这里穿插讲一下PS对黑白的表示，计算机用0~255代表不同亮度的值，而为什么会有256中不同亮度的值呢，这在于计算机的用的显示器是8位值，也就是用8位二进制0和1表示亮度，每位都可以用0或1表示，那么8位组合起来就有256个值，如果有人不了解的话，也没关系，只要记住计算机是用256个值去去表示不同的亮度信息（这次教程主要讲解黑白灰的256值，RGB的256值以后教程讲）。下面图亮度值就是从0~255，0代表黑色而255则代表白色。
再细一点，我们可以根据值的大小把0~255分为黑色、阴影、曝光度、高光、白色。
这些想必你一定很熟悉，lr和其他后期调整软件里这几个都有，他们可以调整各自的亮度值。
继续讲解那四个像素，我们将第一个像素里填充0值，也就是黑色，第二三个我们填充79，第四个填充255.
注意看填充完，直方图已经变成了现在这个样子：
我们可以看到直方图分为横坐标和纵坐标，横坐标代表0~255这256个亮度值，而纵坐标则代表亮度值的数量个数，这里解释一下，这里为什么不说像素数量呢，因为这里纵坐标代表的却不是像素的数量，而是乘了3倍的数量（计算机一个像素占据3个字节），也就是像素一共是4个，而数量（字节）个数一共是4X3=12个，所以纵坐标一共数量有12个，对应的0值有3个，79值有6个（79有两个像素），255有3个。
2.直方图参数
2.1
色阶和百分位
那么通熟的讲直方图就是把这些亮度像素归类，像之前小猪佩奇一样，看图说话：
如图0、79、255都代表各自的色阶，用鼠标点击直方图上的线时，会显示这条线所代表的色阶值及数量（也就是它的纵坐标所代表的值大小），而百分位则表示 ：此色阶所占的数量/所有色阶数量的总数，我们还是拿那色阶值79举个例子吧，用鼠标点击79所在的竖线时，它的下面参数色阶值会显示79，而数量自然是所占 像素数X3=6，百分位=79所占的数量/总数量=6/12=50% 如图可见：
2.2
平均值
好的，相信大家对色阶值、数量、百分位都了解了，下面我们讲讲平均值，相信学过小学数学的朋友们都知道平均值，对的这个平均值和我们数学里学过的平均值一样，同样我们举个例子来回顾一下小学的平均值，说 小猪佩奇一家有4个人，小猪佩奇体重50斤，弟弟乔治体重30斤，猪妈妈体重70斤，猪爸爸体重120斤，求小猪佩奇一家人的平均体重多少？
学习这个算数题肯定难不倒大家，我来解答一下 平均体重=（50+40+70+120）/4=70斤，也就是说猪爸爸拉高了整个家庭的体重，是这个家的体重担当。那么这个平均值到底能说明说明问题呢？它能反应说明信息呢？很明显70斤这个体重就能代表小猪佩奇这个家庭的体重，也就是小猪佩奇如果出去玩，朋友们问它你们家人体重重吗 大概多少呀？这时小猪佩奇就可以把70斤这个值告诉它的朋友，那么它的朋友通过70就能了解到它们家的大体体重情况。
这个70包含了重要的信息。在直方图中平均值也如此，代表了整张图片的大体亮度情况，就像有一种照片，有的人说它太暗了，而有的人却说他太亮了，他们的判断方法都是通过肉眼去观察得到的，如果一旦我把显示器屏幕的亮度调暗，那么那个说照片很亮的人或许他会改变他的想法，这时他可能也会觉得照片很暗，当然不同品牌的显示器对照片的亮度显示都不一样，那么怎么才能使得我们的眼睛不被外部的事物（显示器屏幕亮度）所蒙蔽呢？ 这时数学数据就出场了,数据是不会骗人的，屏幕可以骗你，但数据不会，每一张照片拍下来如果没有经过后期调整，它的数据是不会变化的，就算你用不同的显示器或软件打开它，它包含的数据是不变的。那么我们就来看看直方图是怎么显示平均值的。
还是用那张素材 同样看图说话：
最后我们得出平均数为：103.25，这个数值代表照片的整体灰度信息比较大。
那么有人要问了我该怎么用直方图平均值去读照片的信息呢？或者怎么用直方图平均值去判断照片信息呢？或者怎么去应用直方图的平均值去调整图片呢？
平均值在后期调整中
平均值第一招：火眼金睛
辨别出照片的真实亮度信息，由于受到屏幕显示器器材的限制，不同的显示器对照片亮度显示不一，我们不知道照片的真实亮度是怎么样的，那么我们就可以通过直方图的平均值去判别，同样看图说话。
用同一张照片，我分别给屏幕调整不同的亮度来对比：
从第一张图中我们可以看出照片的整体偏中暗的，而第二张因为屏幕亮度的提高照片的整体偏亮的，而且有些地方已经曝光过度了，如果我们一味地认为第二张亮度是它的真实亮度，我很容易就会后期降低它的曝光和亮度，这样在没有注意到照片本身所含有的亮度信息时，我们跟着屏幕亮度走，不断的降低它的曝光亮度，导致了有些地方黑死，这样一来调整完毕后，发给老板，老板用他那价值过万的专业级显示器一看，啊！怎么都是黑的！才发现照片整体亮度不是老板所要的。
平均值的第一个作用就是，我们在用低配置的显示器时，由于条件限制并没有那么专业的显示器时，我们判断调整照片亮度时，应该以照片的平均值作为参考。这里我给出一些具体大师级照片平均值参数作为参考：
夜景星空 平均值：29.93
晚霞 平均值：123.36
复古小清新 平均值：133.57
阳光下小清新 平均值：203.56
平均值第二招：七十二变
如果大家要模仿别人的拍照风格，别人的直方图能给你很多有用的信息奥。在偷偷告诉你个秘密，如果你想单纯的模仿一个你喜欢的摄影师风格，你可以把他所有照片收集起来，分别收集一下这些照片的直方图信息，你会发现这些照片的直方图信息是出奇的相似。下面拿著名摄影师安塞尔·亚当斯作品说话：
图一 平均值 ：95.04
图二 平均值：96.65
图三 平均值：99.76
图四 平均值：91.09
图五 平均值：93.36
图六 平均值：90.25
如果细心的你会发现 他的部分作品的直方图平均值的参数 几乎在90左右波动，天啦！这可能是摄影界一个未被发现的天大的秘密！ 哈哈 开个玩笑，难道这些数值只是单纯的巧合？个人观点 觉得未必了。这其中的深奥关系 有待你们去发现。我们暂时能做的就是去根据直方图去模仿他的作品。
2.3标准偏差
好啦，喝口茶我们继续聊聊直方图中的另一个参数：标准偏差。
这时 小猪佩奇一家又要登场讲解标准偏差了，我们将小猪佩奇一家的体重重新改写如下：
虽然改变了他们的体重，但计算出来，他们的平均体重仍然为70斤，这时平均值已经不能表示出前后体重的改变，那么有什么参数能显示出来这其中的改变呢？这个标准偏差就出现了，它的具体含义是指：每个人体重与平均体重之间的偏离程度，也就是每个人体重与70之间的差距大小。这个参数反应的他们家人体重的变化程度，值越高说明每个人之间体重变化差距越大，就拿小猪佩奇和猪爸爸来说两个人体重居然差了190斤！差距是多么的大，这时标准偏差就能将这种变化程度给表示出来。
同样在直方图里标准偏差也能将整个照片的亮度变化给表示出来，举个例子：
我们以两幅图片为例，两幅图的直方图平均数一样，但标准偏差不一样，标准偏差为0的几乎图片很单调只有一种亮度，根本没有什么变化，而第二张图黑白变化很明显，即使与第一张图的平均值一样，但标准偏差还是比它大，说明了图片亮度变化比第一张照片剧烈。
标准偏差在后期调整中
那么大家可能又会问，怎么才能利用好这个标准偏差参数的功能呢？
同样能通过人家的照片的标准偏差去模仿人家的调子，下面我给大家一些风格片的参数信息：
图一 情绪片 标准偏差：30.58
（图片整体亮度比较统一，所以标准偏差较小）
图二 风景片 标准偏差：81.95
（亮度变化明显标准偏差值较大）
大家可以把大师亚当斯的照片用PS打开同样观察他们的标准偏差值，你一定会很惊讶的，同样能发现一些重大秘密 哈哈。这是巧合？还是真理？有待大家去解密。
2.4中间值和高速缓存级别
下面继续直观图中的中间值：中间值是把图像所有像素的亮度值通过从从小到大排 列后，位置处在中间的数就是中间值。因为太过于简单，笔者在此忽略了。
最后一个是直方图中的高速缓存级别：呃 呃 呃…….这个有的难 哈哈 笔者也不懂，直接忽略了。
笔者说
总结
今天的重点就是直方图里的平均值和标准偏差，平均值反映照片的整体亮度，而标准偏差反映照片亮度的变化程度。
好啦到此今天关于直方图亮度原理的讲解到此结束了，相信看到结尾的小伙伴一定会有所收获吧，把工具的原理弄懂，熟练运用它只是时间问题了，你连工具的基本原理没有都没弄懂，那你运用只能说是凭感觉了，根本没有道理可言。本教程旨在教大家从深层原理去理解PS中的工具，从数学角度去切入，之所以会用到数学是因为开发PS这款软件的那群程序员就是用数学去创造了这款软件，笔者是站在程序员的角度去讲解这个直方图。最后送大家一句话，好好弄懂并分析亚当斯的作品所包含的信息，那么你离大师就不远了 嘿嘿。好啦，我们下期再见，下期我们继续聊直方图。
如果你希望笔者出哪方面后期教程，可以在底部给笔者留言评论（评论还是要有的，万一我看到呢，说不定下期我就会出你要的教程）。
