8 章 測光とヒストグラム

5 章で、カメラは画面の明るさを測って適正な露出を計算できる、と説明しました。この章では、その「適正」がいったい何を基準にしているのかを見ていきます。結論を先に書くと、カメラは撮りたいものが何なのかを知りません。知らないまま、ある決まった基準で明るさを決めています。

カメラは灰色を基準にする#

カメラの露出計は、測った範囲の明るさを平均して、それが中間の明るさの灰色に写るように露出を決めます。この灰色が 中間グレー で、光の 18% を反射する灰色の紙と同じ明るさです。

なぜ灰色なのかというと、ふつうの景色は、明るいところと暗いところを平均すると、だいたい中間の明るさになるからです。空と木と地面と人が写った写真なら、この前提でほぼうまくいきます。

問題は、平均が中間の明るさにならない景色です。

• 雪原、白い砂浜、白い壁の前の人物 — 画面のほとんどが白いのに、カメラはそれを灰色にしようとして暗く写します
• 黒い背景、夜の舞台、黒い服 — 画面のほとんどが黒いのに、カメラはそれを灰色にしようとして明るく写し、明るい部分を白飛びさせます

下のシミュレーションで、景色を切り替えてみてください。

反射光式と入射光式#

カメラに入っている露出計は、一眼レフでもミラーレスでもスマートフォンでも、被写体が跳ね返してレンズに入ってきた光を測ります。これを 反射光式 と呼びます。反射光式の露出計には、被写体に当たっている光が強いのか、それとも被写体そのものが白いのかを見分ける手段がありません。弱い光に照らされた白い紙と、強い光に照らされた灰色の紙は、跳ね返す光の量が同じなら同じ値になります。だから「平均すれば中間グレーになるはず」という前提を置くしかなく、それが白や黒の被写体で外れるのです。

これに対して、露出計を被写体の位置に置き、受光部をカメラのほうへ向けて、被写体に当たっている光を測るのが 入射光式 です。単体の露出計（手持ちの露出計）の多くは、乳白色の半球の受光部を付けてこの方式で測ります。測る値に被写体の色や反射率が入らないので、出てくる露出は「この光の下で、反射率 18% のものが中間グレーに写る露出」になります。その露出で撮れば、白いものは白く、黒いものは黒く、実物どおりの明るさの関係で写ります。

数値で比べてみます。反射率 72% の白い壁は、18% の灰色の 4 倍、つまり 2 段明るく光を返します。

• 反射光式 — 白い壁だけを測ると、壁を灰色に写そうとして、2 段暗い露出を出します。白く写すには +2 の露出補正が要ります
• 入射光式 — 壁の色は測る値に入らないので、補正なしで壁は白く写ります。壁の前に黒い服の人が立っても、出る露出は変わりません

撮影では、次のように使い分けます。

• 物撮り・ポートレート — 被写体の位置まで行けて、光が決まっている場面では、入射光式がいちばん確実です。被写体の位置で測った値を、5 章の M モードでそのまま設定します。白い背景や黒い服のように、反射光式なら補正の量を考えなければならない場面でも、計算が要りません
• 風景・遠くの被写体・刻々と変わる光 — 被写体の位置まで行けないので、カメラの反射光式で測り、露出補正で意図を伝えます
• 手持ちの露出計がないとき — 被写体の位置にグレーカードを置き、同じ光が当たる向きにしてカメラのスポット測光で測ると、入射光式に近い露出が得られます（上の補足の 1/2 段の差に気をつけてください）

ただし、入射光式が教えてくれるのは「当たっている光の量」だけです。強い光の当たった白いドレスが白飛びするかどうか、明暗差がセンサーに収まるかどうかまでは分かりません。撮ったあとは、この章の後半で扱うヒストグラムで確かめます。

測光モード#

画面のどこを、どのくらいの重みで測るかを決めるのが 測光 のモードです。

評価測光 は、各区画の明るさに加えて、ピントの位置や色、明暗の分布まで使って判断します。カメラの中には撮影例のデータベースがあり、「上が明るく下が暗いなら空のある風景」のように推定して補正しています。雪景色を見分けて明るめにすることもあるので、評価測光は中央重点より間違いにくくなっています。そのかわり、何を基準に決めたかが撮影者からは見えません。

スポット測光 は、測る範囲がはっきりしているので、結果が予測できます。舞台の上の人物の顔、逆光の中の人物の肌のように、「この部分をこの明るさにしたい」が決まっているときに使います。中間グレーでない場所を測ったら、その分を露出補正で足し引きします。白いシャツを測ったなら +1.5 段、といった具合です。

露出補正#

露出補正は、カメラの決めた露出に対して、明るさを段数で足し引きする指示です。+1 で 1 段明るく、-0.7 で 2/3 段暗くなります。5 章で見たように、絞り優先ならシャッター速度が、シャッター優先なら絞りが動いて明るさが変わります。

よく使う補正の目安です。

露出補正を戻し忘れると、次の場面でも明るさがずれたままになります。撮り終わったら ±0 に戻す習慣をつけておくと安心です。

AE ロック#

露出を決めたい場所と、構図の中心がずれているときに使うのが AE ロック です。

1. 明るさを合わせたい場所（たとえば人物の顔）をスポット測光で狙う
2. AE ロックボタンを押して、そのときの露出を固定する
3. 構図を整えて撮る

4 章のピントの固定（フォーカスロック）と同じ考え方を、明るさについて行うものです。多くのカメラでは、シャッターボタンの半押しで露出もロックされるように設定できます。明るさが目まぐるしく変わる場面では、5 章の M モードで露出そのものを固定してしまうほうが確実なこともあります。

ヒストグラムを読む#

撮った写真の明るさは、背面の液晶で見た印象だけでは判断できません。液晶は周りの明るさで見え方が変わるからです。明るい屋外では暗く見え、暗い室内では明るく見えます。

そこで使うのが ヒストグラム です。写真の画素を明るさごとに数えたグラフで、横軸が明るさ（左端が真っ黒、右端が真っ白）、縦軸がその明るさの画素の数です。

ヒストグラムを見るときに確かめるのは 2 つです。

1. 端に張り付いた山がないか — 右端に張り付いていれば白飛び、左端なら黒つぶれです。張り付いた部分は、記録できる範囲から外れて階調が失われています
2. 山の位置が意図と合っているか — 雪景色なら右寄り、夜景なら左寄りが自然です。山が右にあることが、それだけで失敗を意味するわけではありません

RGB ヒストグラム#

明るさのヒストグラムでは張り付いていなくても、赤・緑・青の 1 色だけが張り付いていることがあります。真っ赤な花や夕焼け、青いネオンのような、鮮やかな色の被写体です。1 色だけ飽和すると、その部分の色の階調が失われ、のっぺりとしたベタ塗りになります。鮮やかな被写体では、色ごとのヒストグラム（RGB ヒストグラム）で確かめると安心です。

白飛びと黒つぶれ#

白飛び は、明るい部分が記録できる上限を超えて、真っ白に塗りつぶされることです。センサーの画素が貯められる電子の上限（3 章）を超えたので、それ以上の明るさの違いは記録されていません。現像でどれだけ暗くしても、白いベタ塗りが灰色のベタ塗りになるだけで、雲の形や肌の質感は戻りません。

逆に、暗い部分が真っ黒に塗りつぶされるのが黒つぶれです。こちらは、光が少なくてノイズに埋もれた状態です。持ち上げればある程度は戻りますが、そのぶんノイズが目立ちます（3 章）。

両方をまとめて クリッピング と呼びます。

迷ったらハイライトを守る#

白飛びは戻せず、黒つぶれはノイズと引き換えにある程度戻せる。この非対称性から、デジタルでは迷ったら明るい部分を守るのが基本の考え方になります。空、白いドレス、肌のハイライトのように、階調が残っていてほしい明るい部分が白飛びしないことを先に確かめ、暗い部分はあとで持ち上げます。

撮影直後の確認では、白飛びした部分を点滅させる ハイライト警告 を使うと、ヒストグラムよりも「どこが」飛んでいるかが分かります。動画やミラーレスのライブビューでは、白飛びしそうな部分に縞模様を重ねる ゼブラ表示 も使えます。

明るめに撮る：ETTR#

3 章で見たとおり、ノイズを減らす方法は、センサーに届く光を増やすことだけです。そこで、白飛びしない範囲で、できるだけ明るく撮るという考え方があります。ヒストグラムの山を、右端に張り付かない範囲で右に寄せるので、ETTR（右寄せ） と呼ばれます。撮ったあと、現像で適切な明るさまで下げれば、暗部のノイズが少なく、階調の豊かな写真になります。

RAW で撮って現像することが前提の方法です。JPEG で撮るなら、意図した明るさで撮るほうが確実です。

明暗差が大きいとき#

逆光の人物、窓のある室内、日なたと日陰が混じる景色のように、明暗差がセンサーのダイナミックレンジ（3 章）を超えることがあります。どちらかを飛ばすか潰すしかありません。選べる方法は 4 つです。

1. どちらを犠牲にするか決める — 空を守って人物を シルエット にする（10 章）か、人物を明るくして空を飛ばすか。写真の主役で決めます
2. 暗い部分に光を足す — レフ板やストロボで、暗い部分を明るくして明暗差そのものを縮めます（10 章・11 章）
3. 撮ったあとで持ち上げる — 明るい部分を守って撮り、RAW 現像で暗い部分を持ち上げます（13 章）。カメラの「ダイナミックレンジ補正」機能も、同じことを撮影時に行っています
4. 何枚かに分けて撮って合成する — 次の節の HDR

ブラケット撮影と HDR#

明るさを段数ずつ変えて、何枚かを続けて撮ることを 露出ブラケット と呼びます。-2 0 +2 のように撮っておけば、あとから最も良い 1 枚を選べます。

さらに、暗く撮った写真から明るい部分を、明るく撮った写真から暗い部分を取り出して 1 枚に合成すると、1 枚では写しきれない明暗差を収められます。これが HDR 合成です。三脚を使い、動くものがない場面で効果を発揮します。やりすぎると、明暗の差が不自然に平らになり、絵のような質感になります。

スマートフォンのカメラは、シャッターを押すたびにこれを自動で行っています（1 章）。

明るさの語彙（Google 画像検索）#

写真の明るさを言葉で伝えるときの語彙です。

• 露出オーバー / 露出アンダー — 意図より明るすぎる・暗すぎる状態
• ハイキー — 意図的に明るい側に寄せた写真。白い背景、柔らかい光、影が少ない。清潔感や軽やかさを出します
• ローキー — 意図的に暗い側に寄せた写真。黒い背景、狭い範囲の光、深い影。重厚さや緊張感を出します

ハイキーとローキーは露出補正だけでなく、光の当て方（10 章・11 章）と背景の色で作るものです。露出の失敗（オーバー・アンダー）とは、意図があるかどうかで区別されます。