Основы светотехники. Часть I
Лекция 18
Ореолы отражения
При прохождении света из оптически более плотной среды в менее плотную происходит внутреннее отражение. Оно тем больше, чем больше различаются показатели преломления, а также чем больше угол падения лучей на границу раздела сред.
У фотографического материала эмульсионный слой и основа имеют близкие показатели преломления около 1,5. Поэтому отражение света обратно в пленку происходит на выходе из основы в воздух (n = 1). Внутреннее отражение усиливается за счет большого угла падения лучей на границу раздела основа-воздух, обусловленного рассеянием света эмульсионным слоем.
На рис. 1 показано образование ореолов отражения и рассеяния от маленького светлого пятна в фотопластинке с толщиной подложки 1 - 1,5 мм. У фотопленок с толщиной основы 0,1 — 0,15 мм ореол отражения сливается с ореолом рассеяния.
Рис. 1. К описанию механизма образования ореолов: а - схема рассеяния и отражения света в фотоматериале, б - изображения ореольных кружков рассеяния (внутренний круг) и отражения (наружный круг); распределение освещенностей: наложенной и эффективной (Р - рассеянный свет, О - отраженный свет).
Чтобы снизить ширину ореола отражения, существует ряд способов.
Обычно на оборотную сторону фотопленок наносят противоореольный слой, состоящий из желатины, в которой растворен краситель, поглощающий актиничный свет. Показатель преломления желатины близок к показателю преломления основы, и свет проходит из основы в противоореольный слой без отражения и там поглощается. Окраска исчезает в щелочной среде проявителя.
В некоторых пленках основу прокрашивают до оптической плотности не более 0,3. Свет, образующий ореол отражения, проходит через основу дважды, причем под большими углами. Это приводит к тому, что эффективная плотность основы для этого света составляет более 0,6, и ореол не образуется.
О склонности фотоматериала к образованию ореолов отражения можно судить по коэффициенту противоореольности
,
где — наложенная освещенность, а – освещенность за счет ореола отражения.
Рис. 2. Тест-объект для определения коэффициента противоореольности (а) и его фотоизображение (б).
Тест-объект для определения коэффициента противоореольности представляет собой светлое кольцо на темном фоне (рис. 2). Диаметр внутреннего темного круга подбирают таким образом, чтобы ореол от кольца образовывался в центре крута. Измеряют оптические плотности в центре и на кольце полученного фотографического изображения тест-объекта, и по характеристической кривой находят экспозиции, полученные фотоматериалом за кольцом и в центре круга. Первую принимают наложенную , вторую - за экспозицию от ореола . Коэффициент противоореольности находят по формуле
.
Экспонироварования проводят в специальном приборе, предназначенном для исследования структуры и разрешающей способности фотографического изображения - резольвометре, используя набор тестов с разными диаметрами внутреннего круга.
При хорошей противоореольной защите величина коэффициента противоореольности составляет не менее 25—30.
ЗЕРНИСТОСТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Природа зернистости
Если увеличить фотографическое изображение в 4 - 8 раз, то обнаружится, что равномерно экспонированные участки имеют неравномерное, пятнистое строение. Эта неоднородность почернения называется зернистостью.
Зернистая картина связана не с отдельными зернами, которые можно различить только при большем увеличении (в 1000 раз), а с их агрегатами; при небольшом увеличении мы видим физические или оптические скопления зерен.
Серебряные зерна в эмульсии, как и микрокристаллы галогенида серебра, не распределены строго равномерно и образуют скопления - так называемые агрегаты. При энергичном проявлении эта неравномерность увеличивается из-за реального агрегатирования.
Кроме того, зерна расположены несколькими ярусами (до 30). Проекции зерен при копировании изображения перекрываются, образуя проекционные агрегаты, которые выглядят как отдельные макрозерна изображения.
На рис. 3 показаны микроденситограммы изображений плашек и штрихов на фотоматериалах с малой и большой зернистостью. Из рисунка видно, что зернистость ухудшает воспроизведение мелких деталей, снижая их резкость. Уменьшается и разрешающая способность фотоматериала.
Методы количественной оценки зернистой структуры изображения делятся на две группы: определение зернистости и определение гранулярности. Методы первой группы оценивают предельное увеличение, при котором макрозерна становятся видны глазом. Методы второй группы оценивают колебания оптической плотности из-за зернистой структуры изображения.