10005
.pdf
Рис. 16. Распределение светотени на объекте при фронтальном освещении
Боковое освещение (см. рис. 17) резко делит лицо на освещенную и неосвещенную половины. При таком освещении лицо выглядит более узким, причем теневая его сторона кажется шире, чем освещенная; глаза освещены плохо, нос на изображении удлиняется. От выступающих частей лица (волос, носа) отбрасываются резкие тени. На границе раздела света и тени выявляется структура кожи.
Рис. 17. Распределение светотени на объекте при боковом освещении
91
Освещение под углом 45° к фронту объекта дает наиболее приемлемую светотень. Оба глаза освещены, тени в нижней части лица (носа, подбородка) небольшие. Тень на левой щеке лица достаточно плотна и поэтому выглядит тяжелой, но она обрисовывает левую половину лица.
Контровое освещение (рис. 18) создает силуэтное (контурное) изображение. Световой поток образует ореол на волосах и плечах фигуры. Форма изображения позволяет безошибочно узнать предмет съемки, но ни одна деталь на нем не проработана. Обычно такое освещение используют с другим дополнительным источником, расположенным перед фотографируемым объектом.
Рис. 18. Распределение светотени на объекте при контровом освещении
По высоте положения источника света освещение может быть фронтальным, верхним или зенитным и контровым.
С приближением источника света к зениту горизонтально расположенные участки поверхности объекта оказываются освещенными лучше, чем вертикальные. От выступающих элементов на вертикально расположенных поверхностях образуются глубокие тени. Так, при портретной съемке подбородок отбрасывает плотную тень на грудь фигуры, а нос – на верхнюю губу. Глаза оттеняются бровями и лбом, на который, в свою очередь, падают тени от волос. Горизонтальными тенями четко выявляются скулы.
При естественном освещении в зависимости от положения солнца над линией горизонта различают сумеречное, эффектное, дневное и зенитное освещение.
92
При сумеречном освещении солнце ниже линии горизонта. Освещенность на поверхности земли низка. Лишь участок небосвода над горизонтом ярко освещен красными и оранжевыми лучами. Съемка производится для получения эффекта ночи.
При эффектном освещении солнце поднимается над горизонтом до 15°. Освещенность поверхности земли низка, лучше освещены вертикально расположенные участки, что дает высокий контраст светотени; в спектре источника преобладают оранжевокрасные лучи.
При дневном освещении высота солнца над линией горизонта достигает 15-60°. Для съемки это освещение наиболее благоприятно. При высокой освещенности на объекте образуется оптимальный светотеневой и цветовой контраст. Примерно одинаково освещены и вертикально, и горизонтально расположенные участки поверхности, что способствует передаче объемов, глубины пространства, фактуры объекта.
При зенитном освещении солнце находится в зените (70-90°). В этом случае максимально освещены горизонтально расположенные участки объекта. Такое освещение неблагоприятно для съемки, ибо контраст светотени невысок.
Освещение является простым, если идет от одного источника света, и сложным, если идет по нескольким направлениям от двух и более источников. Каждый из них предназначен для решения определенных фотографических задач. Световые потоки источников, отличающиеся друг от друга не только по направлению, но и по интенсивности, создают на различных участках объекта неодинаковые освещенности.
При съемке в лабораториях используют следующие элементы сложного освещения: общий заполняющий, основной направленный или рисующий, выравнивающий, моделирующий, контровой и фоновой.
Общий заполняющий свет заполняет все предметное пространство и создает уровень освещенности, необходимый для съемки.
Основной направленный (рисующий) свет образует на сюжетно-
важной части объекта основной светотеневой рисунок, способствует передаче в изображении объемов и рельефа поверхности.
Выравнивающий свет, подсвечивая теневые участки объекта, обеспечивает оптимальный светотеневой баланс на объекте, исключая потерю существенных его деталей. Источники выравнивающего света обычно устанавливают со стороны, противоположной основному направленному. Освещенность, создаваемая ими на
93
поверхности объекта, в 1,5-2,5 раза меньше, чем от основного направленного.
Моделирующий свет подсвечивает отдельные участки объекта, позволяет выявлять особенности рельефа, выделять их на фоне окружающих.
Контровой свет, очерчивая контуры предмета, служит для выявления формы, отделяя его от фона.
Фоновой свет обеспечивает необходимый для каждого конкретного случая съемки уровень освещенности на поверхности фона, является разновидностью контрового, поскольку отразившиеся от фона лучи подсвечивают объект сзади, выявляя его контуры.
Для каждого вида освещения необходимы различные по конструкции осветительные приборы, различающиеся по структуре и мощности излучения, способности изменять диаметр и интенсивность светового пучка. Решая определенные задачи, каждый источник устанавливается и настраивается отдельно от других и только при съемке все они образуют на объекте общее комбинированное освещение.
Литература
1.Дыко Л. П. Беседы о фотомастерстве. М., 1977.
2.Дыко Л. П. Основы композиции в фотографии. М., 1989.
3.Фомин А. В. Общий курс фотографии. М., 1978.
4.Яштолд-Говорко В. А. Фотосъемка и обработка. М., 1977.
Лекция 5. ФОТОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Повседневная деятельность органов дознания, следствия и суда невозможна без использования научно-технических средств и методов, в том числе и фотографических. Фотография в руках спе- циалиста-криминалиста, эксперта является инструментом фиксации и исследования объектов для эффективного предупреждения, быстрого и полного расследования преступлений.
94
Использование фотографического процесса всегда связано с подбором фотоматериалов, светофильтров, обрабатывающих растворов, контролем процесса обработки, оценкой качества получаемого изображения. Учитывая особенности передачи доказательственной информации фотографическими средствами и ясно представляя основы фотографического процесса, можно в той или иной мере компенсировать возможность ее искажения.
В данной лекции рассмотрены свойства светочувствительных материалов, способы их определения, особенности воспроизведения информации на черно-белых фотопленках и фотобумагах.
1. Основы фотографической метрологии
С момента зарождения фотографии перед учеными всегда стоял вопрос о величине чувствительности используемых материалов. Уже в 40-х годах ХIХ столетия появляется специальный раздел фотографии, изучающий свойства светочувствительных материалов и разрабатывающий методы их измерения.
Изучение свойств фотографических материала сначала сводилось исключительно к измерению их чувствительности к белому свету как наиболее важного параметра, характеризующего их эксплуатационные свойства. Именно из-за более высокой светочувствительности мокрый коллодионый процесс в 1850-1860 гг. вытеснил дагерротипию и калотипию и сам, в свою очередь, был вытеснен в 1871 г. фотографическим процессом на сухих броможелатиновых пластинках. И, наконец, на смену несенсибилизированным пришли сенсибилизированные светочувствительные материалы. По мере развития фотографии и совершенствования фотоматериалов огромное значение приобрело и знание других их характеристик, таких, как контрастность, фотографическая широта, спектральная чувствительности и т. д.
Это стало возможным лишь после внедрения в 1890 г. английскими учеными Ф. Хертером и В. Дриффельдом в теорию фотографического процесса характеристической кривой фотоматериала. Раздел фотографии, изучающий свойства фотографических материалов и разрабатывающий методы и средства их измерения,
получил называние фотографическая сенситометрия или фотографическая метрология.
В настоящее время фотографическая метрология широко применяется для контроля технологического процесса производства фотографических материалов, оценки их свойств при химикофотографической обработке или для получения изображений с
95
заданными параметрами качества. Свойства фотоматериалов указывают на их упаковке или в паспортах, в справочной литературе, что позволяет подбирать соответствующие разным случаям съемки фотоматериалы. Без знания свойств фотоматериалов невозможно грамотное использование фотографии в различных областях науки и техники, в том числе и в криминалистике. Понимание же сущности фотографического процесса невозможно без использования сенситометрических понятий и методов.
Фотографическая метрология подразделяется на три раздела: интегральную сенситометрию, спектральную сенситометрию и структурометрию.
Интегральная сенситометрия изучает суммарное (интеграль-
ное) действие излучений, составляющих белый свет (естественный и искусственный). Методы интегральной сенситометрии дают возможность определять численные значения следующих свойств фотографических материалов: общая (интегральная) светочувствительность, коэффициент контрастности, фотографическая широта, фотографическая вуаль, максимальная оптическая плотность.
Спектральная сенситометрия изучает фотографическое дей-
ствие монохроматических излучений на светочувствительный слой, а также воздействие на него излучений определенной спектральной зоны. Свойства, определяемые в этом разделе сенситометрии, называются спектральными. Важнейшими из них являются эффективная светочувствительность и спектральная чувствительность.
Десенситометрия рассматривает методы измерения плотностей почернения, образовавшихся на светочувствительном материале в результате воздействия света и процесса проявления.
Структурометрия изучает структуру почернения на фотографическом изображении (структурные свойства) при воздействии света на ограниченные по размерам участки фотоматериала, оценивает его способность воспроизводить малые элементы изображения с помощью таких характеристик, как разрешающая способность, резкость изображения, зернистость, частотно-контрастная характеристика (ЧКХ).
2.Сенситометрические испытания фотоматериалов, их свойства
Для определения свойств фотоматериалы подвергают сенситометрическим испытаниям, которые проводят в стандартных условиях, определяемых Государственными стандартами (ГОСТами).
96
Характеристическая кривая фотоматериала. При сенсито-
метрических испытаниях фотоматериалы экспонируют в специальных приборах – сенситометрах, сообщая различным участкам заранее известные количества освещения (экспозиции):
Н1, Н2, Н3, Н4, Н5 ……… Нn.
После стандартной фотохимической обработки получают ряд участков (полей) с плотностями почернений, каждый из которых соответствует количеству воздействующего на фотоматериал излучения. Результат испытаний называют сенситограммой. Плотности каждого поля сенситограммы измеряют на приборе – денситометре, получая для каждого значения экспозиции соответствующее значение плотности:
D1, D2, D3, D4, D5 ……… Dn.
Сопоставляя значения плотностей с количеством освещения, действующего на участки фотослоя, строят зависимость их изменения от логарифма экспозиций. График зависимости этих величин называется характеристической кривой фотоматериала (рис. 19).
Рис. 19. Характеристическая кривая фотоматериала
По характеристической кривой качественно и количественно оценивают, как он реагирует на те или иные количества света, определяют численные значения фотографических свойств, проводят различные расчеты.
Характеристическая кривая выражает свойства фотоматериала для конкретных условий обработки: определенного времени проявления, температуры раствора, типа проявителя. Ее положение относительно начала координат, угол наклона к оси логарифмов экс-
97
позиций и другие особенности зависят и от природы фотослоя, однако общая форма кривой сохраняется.
На характеристической кривой различают участки, отличающиеся особенностями изменения плотностей почернения при равномерном увеличении экспозиции: область вуали – начальный участок кривой (ab) с постоянной плотностью почернения (Do); область недодержек – нижний криволинейный участок (bc), на котором с возрастанием крутизны кривой плотности почернения возрастают непропорционально экспозициям; область нормальных экспозиций
– прямолинейный участок (cd), где плотности почернения возрастают пропорционально экспозициям; область передержек – верхний криволинейный участок (de), на котором с падением крутизны кривой плотности почернения вновь непропорционально возрастают; область соляризации – участок за точкой (е), где плотности почернения уменьшаются с увеличением экспозиции.
Интервалы экспозиций, соответствующие указанным участкам характеристической кривой, вносят неодинаковый вклад в формирование изображения. При съемке объектов интервалы их яркостей (экспозиций) могут соответствовать различным областям кривой. Часть яркостей теряется, другая передается искаженно и лишь третья воспроизводится без искажений. Так, область вуали вообще не предназначена для получения изображения; нижний и верхний криволинейные участки соответствуют непропорциональной передаче яркостей; пропорциональное их воспроизведение обеспечивает лишь прямолинейный участок характеристической кривой.
На характеристической кривой можно выделить и несколько особых точек: b – порог почернения (соответствующее ему количество освещения называют пороговым), m и n – нижняя и верхняя полезные точки, в которых градиент кривой равен 0,2; е – максимум плотности почернения.
Сенситометрические свойства черно-белых фотоматериа-
лов. Положение характеристической кривой относительно оси логарифмов экспозиции дает представление о сенситометрических свойствах светочувствительных материалов: общей светочувствительности, контрастности, фотографической широте и плотности вуали, позволяет определить их численные значения.
Светочувствительность общая (S) – способность фотома-
териала давать те или иные плотности почернения под действием белого света и процесса проявления. На рис. 20 приведены характеристические кривые двух фотоматериалов.
98
Рис. 20. Характеристические кривые фотоматериалов с разной светочувствительностью
Очевидно, что для получения одинаковых плотностей (D=1) каждому из них необходимы различные экспозиции. На втором один и тот же результат получают под действием большего количества освещения (10 лк), чем на первом (0,1 лк). Следовательно, его следует признать менее светочувствительным.
Величина светочувствительности тем выше, чем меньше количества освещения требуется для получения определенной плотности почернения. Численно она представляет величину, обратно пропорциональную экспозиции, вызывающей на фотослое почернение, оптическая плотность которого выбрана за критерий:
S = K ,
Hkp
где К – коэффициент пропорциональности, Нкр – экспозиция (критическая), при которой плотность почернения выбрана
за критерий.
В качестве критической принимают экспозицию, которая дает оптическую плотность, превышающую плотность вуали на определенную величину. Для разных фотоматериалов этот критерий светочувствительности и коэффициент пропорциональности различны и устанавливаются ГОСТами. Например, для негативных фото- и кинопленок общего назначения:
Нкр = НD = Do + 0,1; K = 0,8 (ГОСТ 10691.2 – 84);
99
для фототехнических пленок:
Нкр = HD = Do + 0,2; K = 1,0 (ГОСТ 2817-50).
Контрастность фотоматериала. При съемке различные фотоматериалы один и тот же интервал яркостей В (интервал экспозиций Н) объекта передают большим или меньшим интервалом почернений D. Такая способность характеризует их контрастность. Численным выражением контрастности является коэффици-
ент контрастности (γ). Для элементов изображения с интервалом почернений в пределах прямолинейного участка характеристической кривой он представляет тангенс угла наклона этого участка к оси логарифмов экспозиций (рис. 21):
γ = tgα = |
D2 −D1 |
= |
ΔD |
, |
||
|
g∆H |
|||||
|
gH |
2 |
− gH |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
где γ – тангенс угла наклона прямолинейного участка кривой к оси ℓgH,
∆D – интервал плотностей начала и конца прямолинейного участка кривой, ℓgΔH – проекция прямолинейного участка кривой на ось ℓgH.
ℓgΔH
Рис. 21. Характеристические кривые фотоматериалов с различной контрастностью
Промышленностью выпускаются различные по контрасту фотоматериалы: одни из них, менее контрастные, используют для передачи всех яркостей объекта на изображении, другие, более контрастные, – для получения графических изображений. Контрастность – не только свойство самого светочувствительного материала. Она зависит и от условий его экспонирования и прояв-
100