Trovo utile spiegare meglio questo concetto con una semplice analogia: immaginiamo di creare un'immagine con i valori delle monete della nostra valuta: ogni moneta rappresenta una porzione elementare dell'immagine (associabile a ciò che normalmente chiamiamo "pixel") e ad ogni moneta è ovviamente associato un valore in centesimi di Euro o in Euro (associabili a ciò che normalmente chiamiamo A.D.U. ("Analog to Digital Unit" è l'unità di misura dell'intensità luminosa di un pixel). Chiaramente l'analogia non è perfetta, infatti le monete di valore maggiore non sono le più luminose (forse per questo non sono riuscito a creare un'immagine riconoscibile...)
Comunque sia, ecco qua sopra una composizione che dovrebbe dare l'idea di un'immagine composta da monete.Qual'è l'istogramma di questa composizione? Molto semplice: basta raccogliere le monete, ordinarle per valore e ridisporle in fila dal valore più basso a quello più alto in modo da individuare immediatamente quali sono i valori maggiormente presenti nell'immagine.
Si vede chiaramente che i valori maggiormente presenti sono quelli da 1 e 2 centesimi, mentre quelli meno frequenti sono da 5 centesimi e da 2 Euro.Dunque l'istogramma altro non è che una "distribuzione di frequenze" ordinata dal valore più piccolo al valore più grande.
Ma definizione matematica a parte, di che utilità pratica può essere un'istogramma?
Per la normale fotografia terrestre l'istogramma può indicare ad esempio se il soggetto è troppo "sovraesposto" o al contrario "sottoesposto": nel primo caso si noterebbe un picco di valori nella zona a destra dell'istogramma, quella cioè corrispondente ai pixel più luminosi, nel secondo caso al contrario il picco di valori lo avremo a sinistra dell'istogramma. L'istogramma chiaramente dipende però anche dal soggetto della foto, in particolar modo nel caso delle fotografie astronomiche. Vediamone un paio di esempi confrontati con una normale fotografia "terrestre". Per semplificare la trattazione tutti gli esempi sono in bianco e nero e trasformati a 8 bit (256 livelli di grigio).
La prima immagine è un classico oggetto diffuso astronomico: una cometa. Anche in caso di soggetti diversi come galassie o nebulose, tuttavia, l'istogramma non si discosterebbe molto da quello mostrato sulla destra. Abbiamo una forte concentrazione di pixel poco luminosi, ovvero sulla sinistra dell'istogramma seguito da un graduale presenza di pixel via via più luminosi. La prima concentrazione altro non rappresenta che il numero di pixel del fondo cielo: non a caso il picco si attesta attorno ai valori 12-13 ADU, proprio quelli indicati come valore di fondo cielo dell'immagine (vedi il valore B nella barra di stato sotto l'immagine). La seconda parte dell'istogramma rappresentato dalla "coda" di valori via via più luminosi identifica la chioma e la coda della cometa con le stelle comprese nel campo di ripresa. Si noti poi il picco intorno al valore 255 ovvero il valore più luminoso per un'immagine a 8 bit: si tratta di tutti quei pixel concentrati nelle parti più luminose (e spesso saturate) dell'immagine come la parte centrale della chioma della cometa e la stella saturata in alto a destra.
La seconda immagine tratta un tipico oggetto astronomico esteso come un pianeta: Marte. Si noti subito che in questo caso il fondo cielo dell'immagine è completamente nero (B=0) e questo lo si identifica immediatamente nell'istogramma con il picco verticale in corrispondenza del valore 0. Tutto il resto dell'istogramma rappresenta le variazioni di grigio della superficie del pianeta. I pixel più numerosi sono intorno al valore 150 e rappresentano le superfici più chiare del pianeta mentre quelle più luminose sono concentrate nell'intorno della calotta polare e coprono un range di valori da 230 a 255.
Infine, come terzo esempio, una tipica figura terrestre: un volto umano. In una fotografia correttamente esposta e comprensiva in modo equilibrato di tutta la gamma dei grigi con valori da 0 a 255 l'aspetto dell'istogramma è praticamente piatto.
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