10005

ления. Недодержка и перепроявление повышают контраст изображения, а передержка и недопроявление снижают его.

Фотографическая широта (L) характеризует способность фотоматериала передавать с одинаковой степенью контрастности больший или меньший интервал яркостей объекта. Чем больше фотографическая широта, тем больший интервал яркостей он передает. Она находится в обратной связи с коэффициентом контрастности, т. е. с увеличением последнего фотографическая широта уменьшается. Фотографическую широту определяют по характеристической кривой и выражают разностью логарифмов экспозиций, соответствующих прямолинейному участку кривой

(рис. 22):

L = gH2 − gH1 .

Рис. 22. Определение фотографической широты

Фотографическая широта представляет тот интервал экспозиций, в пределах которого наблюдается пропорциональная передача яркостей объекта. Интервал яркостей, который может быть передан светочувствительным материалом с искажениями, но без потери деталей, является полезной фотографической широтой. Ее выражают разностью логарифмов экспозиций, соответствующих нижней и верхней полезным точкам m и n, где крутизна кривой равна значению 0,2:

Lпол = gHm − gHn .

101

Объекты съемки имеют различные интервалы яркостей – от 1:10 до 1:10000 и более. Современные светочувствительные материалы (по сравнению со зрением человека) обладают небольшой фотографической широтой и способны передавать на снимке интервалы яркостей до 1:150 – 1:200. Если интервалы яркостей при съемке не выходят за эти пределы, то получаемые изображения соответствуют зрительному восприятию объекта. От фотографической широты зависит и точность определения экспозиции – чем меньше ее значение, тем меньше допустимый предел колебаний экспозиции при съемке.

Фотографическая вуаль (Do) – это общее почернение фотослоя, появляющееся независимо от воздействия на него света в процессе химико-фотографической обработки. На характеристической кривой (см. рис. 19) – это плотности, соответствующие области вуали (Do). Вуаль в большей или меньшей степени свойственна всем фотоматериалам. Она возрастает при неблагоприятных условиях хранения, с увеличением времени обработки относительно рекомендуемого и повышением температуры проявляющего раствора.

Кривые кинетики проявления. Сенситометрические свойства фотоматериала (S, γ, Dο), указанные на упаковке, в справочной литературе, однозначны только для стандартных условий его обработки. Они соответствуют лишь для рекомендуемого времени проявления в стандартном проявителе и при температуре проявления 20°С. Изменение этих условий неизбежно приводит к изменению значений данных величин.

Зависимость указанных свойств фотоматериала от времени проявления или температуры раствора отражают кривые кинетики проявления. Для определения этой зависимости участки одного и того же фотоматериала экспонируют в сенситометре с одинаковым интервалом выдержек, но проявляют в течение разного времени, например, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 мин. Для каждого времени проявления по сенситограммам строят характеристические кривые и определяют значения светочувствительности, коэффициента контрастности, фотографической вуали. По полученным данным на специальном бланке строят зависимость изменения этих величин от времени проявления (температуры раствора) – график кинетики проявления (рис. 23).

102

ния (изображения). К их числу относятся разрешающая способность и зернистость.

Разрешающая способность – это способность фотоматериала к раздельному воспроизведению мельчайших деталей фотографируемого объекта; выражается числом линий на 1 мм изображения (лин/мм). Чем выше разрешающая способность, темменьшие по размерам детали данный фотоматериал воспроизводит на фотоизображении. Современные светочувствительные материалы обладают высокой разрешающей способностью: от 60 до 800 лин/мм. Большую разрешающую способность имеют мелкозернистые малочувствительные фотоматериалы. Для получения высокого разрешения в деталях фотопленки обрабатывают в мелкозернистых выравнивающих проявителях.

Зернистость – это кажущаяся неоднородность (неравномерность) структуры почернения равномерно экспонированного и проявленного фотослоя. Она ухудшает передачу мелких деталей, снижает резкость изображения, ограничивает пределы увеличений изображения при проекционной печати.

Известны два вида зернистости: микрозернистость и макрозернистость. Первая обусловлена небольшими скоплениями зерен и не сказывается на качестве увеличенных изображений; вторая – более крупными скоплениями зерен в виде отдельных комков, из-за которых качество заметно ухудшается.

Зернистость зависит от индивидуальных особенностей (величины зерна) фотослоя, его светочувствительности, условий съемки и лабораторной обработки. Высокочувствительные материалы имеют более крупнозернистую структуру, чем малочувствительные. К увеличению зернистости, как правило, приводят передержки и перепроявление.

3.Сенсибилизация. Спектральная чувствительность фотоматериалов

Собственная (природная) чувствительность галогенидов серебра относительно невысока и охватывает только коротковолновую зону спектра (ультрафиолетовую, фиолетовую и сине-голубую). Фотоматериалы с такой чувствительностью называются несенсибилизированными. Съемка на них возможна лишь при высоких освещенностях или больших выдержках. Непригодны они и для съемки цветных объектов, так как нечувствительны к желто-

104

зеленым и оранжево-красным излучениям и передают цветовые оттенки объектов с существенными искажениями.

Повышение общей светочувствительности и расширение зоны спектральной чувствительности фотографических материалов называется сенсибилизацией. Известны два вида сенсибилизации

– химическая и оптическая.

Химическая сенсибилизация – это процесс повышения соб-

ственной чувствительности галогенидов серебра. Светочувствительность повышают при изготовлении фотографической эмульсии в результате взаимодействия галогенидов серебра с химическими веществами – сенсибилизаторами (серебряножелатиновыми комплексами, соединениями золота, платины, палладия и др.) и образования дополнительных центров светочувствительности, расположенных преимущественно на поверхности микрокристаллов.

Процесс расширения границ чувствительности галогенидов серебра к тем спектральным зонам, которые лежат за пределами собственной, представляет оптическую сенсибилизацию. Она характеризует такое свойство фотоматериала, как спектральная чувствительность – способность отвечать теми или иными плотностями почернений на воздействие монохроматических излучений видимого и невидимого участков спектра. Спектральная чувствительность – важный фактор, определяющий передачу цвета при съемке. Сопоставляя ее со спектральными свойствами объекта, освещения, светофильтров, можно заранее оценить характер передачи цветовых оттенков объекта на черно-белых фотоматериалах.

Дополнительную чувствительность к длинноволновой части спектра обеспечивают органические вещества – оптические сенсибилизаторы типа цианиновых красителей, вводимые в фотографический слой. Адсорбируясь на кристаллах галогенидов серебра, они обеспечивают чувствительность эмульсии к лучам той спектральной зоны, которые сами поглощают. Один тип сенсибилизатора сообщает фотослою добавочную чувствительность в сравнительно небольшой спектральной зоне. Поэтому в эмульсионный слой вводят несколько различных по спектральному поглощению сенсибилизаторов, обеспечивающих необходимую спектральную чувствительность. Область спектральной чувствительности современных фотоматериалов распространена и на инфракрасную область спектра до 1200 нм включительно. Фотоматериалы с чувствительностью, превышающей этот предел, в обычных условиях съемки не применимы, поскольку вуалируются инфракрасным излучением окружающей среды.

105

Механизм образования скрытого изображения при оптической сенсибилизации на первой стадии несколько отличается от обычного. Квант света длинноволновой части спектра поглощается молекулой сенсибилизатора и приводит ее в возбужденное состояние:

Cенс + hν = Сенс .

Находясь в неравновесном состоянии, возбужденная молекула сенсибилизатора освобождает электрон, который захватывается центром светочувствительности галогенида серебра и заряжает его отрицательно:

Сенс →Сенс+ + е .

Дальнейший процесс идет по известной схеме. Межузельный ион серебра притягивается к отрицательно заряженному центру светочувствительности и, превратившись в нейтральный атом серебра, становится элементом формирования скрытого изображения:

Ag+ + e → Ag .

Положительно заряженный ион сенсибилизатора, получая электрон от иона брома, восстанавливается в молекулу, а атом брома выходит из микрокристалла и связывается желатином:

Сенс+ + Br − →Сенс + Br .

Промышленность выпускает различные по спектральной чувствительности фотоматериалы: несенсибилизированные, ортохроматические, изоортохроматические, изохроматические, панхроматические, изопанхроматические, инфрахроматические, панинфрахроматические

(см. рис. 24).

Несенсибилизированные фотоматериалы чувствительны к ультрафиолетовым, фиолетовым, синим и голубым лучам (200-500 нм).

Ортохроматические и изоортохроматические дополнительно чув-

ствительны к желто-зеленым лучам (200-580 нм). У ортохроматических в зеленой части спектра (500-540 нм) наблюдается понижение чувствительности. Спектральная чувствительность изохроматических фотоматериалов расширена до красных лучей (200-640 нм).

Панхроматические и изопанхроматические фотоматериалы чув-

ствительны ко всем излучениям видимого спектра (200-700 нм), однако у панхроматического в зеленой части спектра (500-540 нм) наблюдается снижение чувствительности. Инфрахроматические материалы имеют собственную чувствительность к коротковолно-

106

вому излучению и добавочную в инфракрасной зоне спектра (максимально до 1200 нм). У панинфрахроматических слоев спектральная чувствительность распространена на ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную зоны спектра.

а

б

в

г

д

е

ж

з

Рис. 24. Спектральная чувствительности фотоматериалов:

а– несенсибилизированного; б – ортохроматического; в – изоортохроматического;

г– изохроматического; д – панхроматического; е – изопанхроматического;

ж– панинфрахроматического; з – инфрахроматического

107

Процесс понижения светочувствительности экспонированного фотоматериала называется десенсибилизацией. Возможны два ее вида – химическая и оптическая. Общую чувствительность по-

нижают с помощью химических десенсибилизаторов; спектральную – с помощью оптических десенсибилизаторов (красителей).

Первую применяют для уменьшения плотности вуали при обработке высокочувствительных эмульсий; вторую – для проявления изопанхроматических фотопленок с визуальным контролем при неактиничном (красном или зеленом) освещении.

Химическими десенсибилизаторами являются марганцовокислый, железосинеродистый калий и другие вещества-окислители, которые, воздействуя на центры светочувствительности, разрушают их и существенно снижают светочувствительность фотоматериала.

В качестве оптических десенсибилизаторов наиболее часто используют вещества-красители (пинакриптол зеленый или желтый 0,05 % раствор), которые нейтрализуют действие оптических сенсибилизаторов, обеспечивающих чувствительность фотоматериала к длинноволновой части спектра.

При хранении фотоматериалы теряют первоначальное значение светочувствительности. Для ее повышения применяют процесс, называемый гиперсенсибилизацией. Он основан на обработке фотослоев в растворах аммиака, азотнокислого серебра, аммиачных растворах солей серебра, увеличивающей содержание ионов серебра у поверхности микрокристаллов и способствующей образованию центров скрытого изображения; в парах ртути, которые оседают на центрах светочувствительности, вызывая их рост; на промывании фотоматериала в дистиллированной воде в течение 1,0-1,5 ч, обеспечивающем вымывание бромида, исключая его тормозящее воздействие на образование скрытого изображения; дополнительной засветке фотоматериала, способствующей появлению субцентров, из которых при съемке будут сформированы центры скрытого изображения. Гиперсенсибилизация проводится, как правило, непосредственно перед съемкой, так как эффект ее непродолжителен.

Процесс усиления скрытого (латентного) изображения при специальной обработке фотоматериала после съемки называется латенсификацией. Он основан на дополнительной засветке фотоматериалов светом малой интенсивности; их обработке в парах ртути, сернистого газа, растворах, содержащих ионы серебра. В ходе этих процессов создаются условия для формирования из субцентров центров скрытого изображения.

108

4.Основы воспроизведения цвета на черно-белые фотоматериалы. Светофильтры

Современная фотография охватывает обширный круг объектов. Трудно перечислить все возможные случаи съемки и их особенности. Можно лишь выделить основные группы объектов, обладающих сходными свойствами. Так, все встречающиеся объекты можно подразделить на ахроматические (черно-белые) и хроматические (цветные). При съемке первых учитываются только яркостные свойства, при съемке вторых и цветовые свойства, т. е. спектральный состав отражаемого света.

Цветовые оттенки объекта в черно-белой фотографии передаются на изображении соответствующими плотностями почернений. Значение последних зависит от фотохимического эффекта, создаваемого излучениями различных спектральных зон и часто не соответствуют зрительно воспринимаемым значениям яркостей.

Излучения различных спектральных зон по-разному взаимодействуют с существующими приемниками света (рис. 25). Так, глаз человека воспринимает электромагнитные излучения в более широком интервале длин волн от 380 до 760 нм. Максимум его спектральной чувствительности приходится на желто-зеленую область (λ = 554 нм). Наиболее яркими для него являются желто-зеленые цветовые оттенки. При одинаковых значениях энергии излучения фиолетовые, синие и красные спектральные зоны кажутся нам менее яркими, а голубые и оранжевые имеют некоторое среднее значение.

Рис. 25. Спектральная чувствительность различных приемников излучения: 1 – несенсибилизированного фотоматериала; 2 – глаза человека

Спектральная чувствительность различных фотоматериалов существенно отличается от спектральной чувствительности зрения. У несенсибилизированных (с природной чувствительностью) она распространена только на коротковолновую часть спектра. При

109

съемке такие фотоматериалы не передают желто-зеленые и оран- жево-красные цветовые оттенки. Поэтому на фотоснимке соответствующие им участки выглядят глубоко черными, а фиолетовые, синие и голубые участки – светлыми (яркими). По мере расширения зоны спектральной чувствительности фотоматериал дополнительно воспринимает зеленые, желтые, оранжевые и красные цветовые оттенки.

Более приспособлены для съемки цветных объектов панхроматические и изопанхроматические фотоматериалы, чувствительные к излучениям видимой части спектра в области 400-680 нм. Однако и они имеют повышенную чувствительность к коротковолновому (ультрафиолетовому, фиолетовому и сине-голубому) излучению, и различные по цвету объекты передаются на снимках плотностями, не соответствующими зрительно воспринимаемым значениям яркостей. Чем больше энергия излучения, тем плотнее участки изображения при съемке. На снимках, наоборот, коротковолновому излучению соответствуют участки с меньшей плотностью (большей яркостью).

Несоответствие отображаемых на черно-белых фотоматериалах цветовых оттенков реально воспринимаемым яркостям объясняется повышенной природной чувствительностью галогенидов серебра к ультрафиолетовым, фиолетовым и сине-голубым лучам. Применение сенсибилизаторов расширяет область их чувствительности, однако эффективная чувствительность в длинноволновой области спектра значительно меньше природной и неодинакова в различных спектральных зонах.

Искажения в передаче цветовых оттенков при съемке на чернобелые фотоматериалы происходят и из-за различий спектрального состава источников искусственного и естественного света. Так, для ламп накаливания характерно преобладание оранжево-красных лучей; солнце, дуговые лампы, импульсные источники света излучают больше коротковолновых (ультрафиолетовых и сине-голубых). Изменяются интенсивность и спектральный состав солнечного света в различное время дня. Поэтому одни и те же цветовые оттенки объекта в зависимости от выбранного источника света и времени съемки будут восприниматься фотоматериалом по-разному.

Вследствие этих причин цветовые оттенки объектов на чернобелых фотоматериалах передаются искаженно. Поэтому в практике фотографии нередко возникает необходимость изменения цветопередачи при съемке, например, для достижения цветопередачи, приближенной к зрительному восприятию цветовых оттенков предметов обстановки на местах происшествий, следов и т. п.; для ис-

110