數碼時代，人們把圖像從最暗到最亮用自然數0；1；2；3；4；5~254；255表示，將不同的亮度分為256（2的8次方）個等級，用0表示純黑，用128表示中間灰，用255表示純白，並將此當作橫軸。同時，用縱軸記錄不同亮度等級條件下的像素數量。由此構成的圖表就是直方圖。
如上圖就是一個以亞當斯提出來的（膠片時代）把純黑到純白劃分為11個階調（0—10區）製作的圖像的直方圖。 在Photoshop裡可以看到，在亞當斯所劃分的0區，對應的數碼圖像色階為0（純黑）的像素約為67000個，在亞當斯的2區，對應的數碼圖像的色階為50，因為圖像的高度很短，所以相應的像素也少多了，大約只有19500，而在亞當斯的5區，即所謂的中間灰，對應的數碼圖像的色階128，也因為高度不夠，只有約48700像素。
如果用文字來描述，直方圖就是：數碼圖像中不同亮度像素數的分佈。有了直方圖，人們就可以據此來判斷曝光的準確與否以及精確地後期調圖。
如果有人對直方圖還沒有清晰的理解，可以做一個實驗。用一個放大倍數不小於5倍的放大鏡，對著報紙的黑白圖像觀看，會發現報紙上的圖像是由一顆顆不同灰度等級的小點（像素）組成的。如果我們想象著把全部的小點按不同的亮度在橫軸上標示出來，在縱軸上把同一亮度的顆粒的數量也一一標示出來，最後形成的圖表就是報紙上該圖片的直方圖。
二、直方圖對曝光的判斷與指導作用。
現在的數碼相機在回放的時候既能看照片又能看直方圖。對照片的曝光有重要的指導作用。
1、正常曝光
由該圖的直方圖可以看出，該圖的像素主要集中在中間部分，而暗部十分接近純黑，亮部也是十分接近純白，這是非常理想的曝光直方圖，面對這樣的曝光，我們可以放心的使用。
2、曝光不足
3、曝光過度
4、暗部溢出
這張照片的直方圖還是不錯的，亮部非常接近純白區域，其細節一定非常豐富。只是這個場景的亮度範圍有點偏大，使暗部有些溢出。 對於這樣的曝光我們應該怎麼辦呢？ 我的意見是完全可以正常使用。首先，暗部的溢出並不是很多，後期可以輕鬆拉回。其次，人類的視覺習慣是對過曝的純白比較不容易接受不容忍，而對欠曝的純黑色是可以接受和習慣的。
5、場景光比過大，暗部亮部都溢出
對於這種光比過大的場景，膠片時代的攝影師唯一的辦法是尋找合適的時間與氣象條件，等光比不是那麼大的時候拍。這一點，在數碼時代仍是可以借鑑的。這是一種解決方案。其二，可以包圍曝光，用HDR的方法，只是目前HDR的效果不盡人意。第三，還是包圍曝光，用後期合成的方法。第四，也可以參考前面說的暗部溢出的思路。
6、反差（光比）小的場景
對於這種反差小的場景的直方圖，我們最好是儘量向右曝光，如何向右，可以參閱筆者寫過的《精準曝光，一招搞定》一文。 在這裡，有必要把為什麼要向右曝光的理由講清楚。某著名數碼影像專家在他的書中說，如果數碼相機能記錄10級光圈的亮度，則記錄最亮一級的能力（信息量）比次一級亮度的能力高出一倍，依次類推。這是由數碼相機的成像器及其編碼器決定的。因此，向右曝光，可以記錄更多的信息，從而獲得更優秀的畫質。
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