色彩直方图是图像中像素亮度分布的统计图表。横轴表示像素值（0-255，从暗到亮），纵轴表示该亮度值的像素数量。它直观反映了图像的曝光、对比度和色彩分布情况，是摄影和图像处理中最重要的分析工具之一。

RGB直方图分别统计红(R)、绿(G)、蓝(B)三个通道的像素分布，能看出各色彩通道的曝光情况。亮度直方图使用加权公式 L = 0.299×R + 0.587×G + 0.114×B 计算每个像素的感知亮度，模拟人眼对绿色的敏感度，更贴近视觉感受。

正常曝光：像素广泛分布在整个范围，暗部和亮部都有细节。过曝：大量像素堆积在右侧(255附近)，亮部细节丢失。欠曝：大量像素堆积在左侧(0附近)，暗部细节丢失。低对比度：像素集中在中间，缺乏暗部和亮部。高对比度：像素在暗部和亮部各有一个峰值，中间较少。

线性刻度直接显示像素数量，适合查看整体分布。对数刻度使用log变换压缩Y轴，能更好地展示暗部区域的细节——在摄影中暗部通常包含大量信息但像素数较少，对数刻度让这些细节更加可见。切换两种模式有助于全面分析图像。

标准差反映了像素值分布的离散程度。σ较小说明像素值集中在均值附近（低对比度），σ较大说明像素分布广泛（高对比度）。对于8位图像，RGB各通道的标准差通常在20-80之间。标准差是衡量图像对比度的量化指标。