Sombras de Gris (50, 100, ¿qué importa?

shades-of-gray.jpg(Click here to read in English)
Todo el mundo parece estar hablando de histogramas últimamente. El problema al abusar de un término que suena tan importante como este es que, si bien todos en la audiencia tienden a asentir automáticamente, por reflejo, pocas personas realmente saben lo que este tipo de gráfico realmente significa (o cuán útil realmente no es).

Un histograma es, simplemente, una representación de cuán a menudo ocurre algo. En el caso de imágenes, se refiere a la distribución de cada valor de color dentro de la muestra (que es la jerga estadística para referirse a la imagen).

Para comenzar con un ejemplo realmente sencillo, imaginemos que tenemos una cámara de calidad realmente pésima. Tan mala, de hecho, que solo toma fotografías de 49 píxeles (píxeles, no mega-píxeles) y las imágenes miden 7 x 7. Y con esta cámara tomamos un close-up de cualquier letra de este artículo. Una «p» se vería más o menos así:

La cámara, de hecho, es tan mala, que ni siquiera toma fotografías a color e incluso en blanco y negro es terrible, pues no captura tonos de gris sino, únicamente, blanco y negro. Esto significa que cada píxel en la imagen pude ser negro (0) o blanco (1).

El histograma de la imagen de arriba nos diría que de los 49 píxeles, 11 son negros y 38 blancos. Se vería así:

El eje horizontal nos muestra los posibles valores que cada píxel puede tener y el eje vertical nos muestra cuántos píxeles hay de cada valor (o tono). Eso es todo. Eso es un histograma.

Luego, imaginemos que cuando el fabricante sacó al mercado el modelo siguiente, éste seguía siendo decepcionante en cuanto a que las imágenes seguían estando limitadas a 49 píxeles, pero las buenas noticias son que el nuevo modelo podía capturar gris también. Así, nuestra primera foto fue de un hermoso amanecer y se veía así:

No es muy impresionante, lo sé, pero así es como se ve el sol naciente en 49 píxeles y en tres tonos posibles de gris. En vista de que ahora tenemos tres posibles valores para cada píxel (negro, gris y blanco), esta vez el histograma tendrá, como lo adivinaste, tres columnas: una para el negro (0% de luminancia), una para el gris (50% de luminancia) y una para el blanco (100% de luminancia):

Cada columna del histograma, representa, en escencia, cuántos píxeles hay en la imagen del tono que la columna representa.

Ahora que ya tienes la idea básica, veámoslo en acción, con una imagen más compleja. La siguiente imagen tiene 9 áreas sombreadas distintas:

El histograma muestra el número de píxeles en cada tono. En vista de que hay nueve tonos, hay nueve picos distintos en el histograma. Este histograma, sin embargo, representa el número de píxeles mostrados en la imagen de 256 distintos valores de gris. De ahí que los picos sean tan solitarios.

Un 25% de la imagen está cubierta por un rectángulo negro grande (puedes ver la barra alta correspondiente en el extremo izquierdo del histograma) y otro 25% de la imagen está cubierta por un rectángulo blanco grande (representado por la otra barra alta, en el extremo derecho del histograma). Los siete picos restantes, representan las otras áreas, más pequeñas, correspondientes, de la imagen.

Si te estás preguntando acerca de los secretos que revelan los histogramas acerca de las imágenes, estás en el lugar equivocado. Los histogramas no dicen gran cosa acerca de una imagen que uno mismo no puede saber, de una vez, simplemente con verla. Clave alta, Clave baja, etc., todo esto uno lo puede ver en la misma imagen y tampoco son datos particularmente informativos al respecto.

La sobre o sub-exposición (áreas en las que los detalles – también llamados «información» por algunos – se pierde en un mar de blanco o negro) no se tornan evidentes viendo un histograma. La presencia de muchos píxeles oscuros (o claros), tal como lo expresa el histograma de una imagen, no es indicación alguna de sobre o sub-exposición.

Sin embargo, habiendo aprendido todo esto, con solo mirar la siguiente imagen, es imposible darse cuenta de que hay algo realmente mal con ella. ¿O si?

Mira ahora el histograma. ¿Falta algo?

¡Le faltan 192 tonos de gris, amigo! Yo le reduje el número de tonos de 256, que tenía el original, a 64.

Si bien nos encanta creer que nuestros ojos son unos instrumentos ópticos super-sensibles, lo cierto es que no son tan magníficos. Decepcionante, lo sé, pero cierto: es muy difícil, si no imposible, apreciar diferencias minúsculas de color. Si eres un hombre casado y alguna vez tuviste una conversación con tu esposa acerca de cambiar el color del cuarto, probablemente sabes, exactamente, a qué me refiero (es muy posible que las mujeres que observen la imagen anterior puedan darse cuenta de que falta algo – la habilidad para diferenciar colores viene directamente de las mujeres de las cavernas y tiene que ver con poder distinguir frutas maduras y venenosas).

Aquí están la imagen original y la modificada, en caso de que quieras compararlas (busca a tu esposa; ella quizás pueda distinguirlas):

En este caso, sin embargo, el histograma es útil ya que pone en evidencia que a la imagen en cuestión le falta información.

Ahora que ya sabes cómo leer e interpretar un histograma, debo decir, no obstante, que no los hallo terriblemente útiles. En el post-procesamiento te pueden decir, en breve, que a tu imagen le falta información, como en el ejemplo anterior, o que las áreas oscuras en ella no son realmente negras (no habrían «barras» en el extremo izquierdo del histograma) o que tus blancos no son realmente blancos (ausencia de barras del lado derecho), pero jamás se ha presentado una situación en la que me fijara en el histograma para obtener información que no fuera obvia en la imagen en sí. Hay curvas características de imágenes de alto contraste, bajo contraste, clave alta (luminosas) y clave baja (oscuras), pero su presencia no es garantía de que la imagen presente las características correspondientes. En escencia, ninguna interpretación posible de un histograma brindará tanta información como el mirar la imagen en cuestión.

Y lo mismo es cierto al tomar fotografías. Muchas, si no todas, las cámaras digitales tienen funciones de histograma directamente en el visor o pantalla y es realmente entretenido poder ver un histograma en tiempo real (me sorprende que Hollywood no haya incluído uno en las escenas de «punto de vista» de Terminator – posiblemente porque no habría ayudado en nada a enontrar a Sarah Connor), pero, a fin de cuentas, la composición y la exposición son las que deben ser tus prioridades al momento de tomar una foto, no una gráfica que te dice poco o nada acerca de lo que estás a punto de fotografiar.

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