Светочувствительные фотографические материалы
 

Статья на тему "Светочувствительные фотографические материалы". Это уже последняя моя такая статья с закрытого фото-блога.

Зависимость разрешающей способности пленок
 

Величина разрешающей способности фотопленки в конечном итоге зависит от вида объектива, т. е. его разрешающей способности, и поэтому на практике она всегда ниже, чем это указано в нашей таблице.

Проследим зависимость разрешающей способности пленок от светочувствительности:

Светочувствительность/ Разрешающая способность

250/ 82

130/ 100

65/ 110

32/ 135

Контрастность фотопленки
 

Контрастность — свойство светочувствительного слоя черно-белых фотоматериалов передавать различие яркостей фотографируемого объекта почернением различной степени.

При съемке учитывается требуемая величина контрастности получаемого изображения. Контрастность необходима там, где важно подчеркнуть контуры и выделить некоторые детали светом, передать полутона тех или иных деталей (например, станка, элементов архитектуры зданий), чтобы темные контрастные «провалы» не искажали натурального изображения.

При съемке задача заключается в том, чтобы без тоновых искажений изобразить объект. Сейчас по ГОСТ 555463 для фотолюбителей выпускаются негативные пленки типа «Фото», которые позволяют изменять контрастность в зависимости от времени проявления и состава проявителя. Для портретной съемки в одних случаях желательна небольшая контрастность фотоматериала, в других — высокая контрастность с целью получения специфичного эффекта. Чаще всего высококонтрастные фотоматериалы используются при съемке штриховых оригиналов: для репродукции чертежей, схем, печатного текста, а также при графической съемке архитектурных объектов, пейзажей и при создании спецэффектов.

Контрастность характеризуется коэффициентом контрастности:

для фотоматериала нормального — 1;

фотоматериала мягкого (малоконтрастного) - 1;

фотоматериала контрастного (особоконтрастного, сверх контрастного) - 1.

Величина контрастности для негативных фотопленок считается нормальной при коэффициенте 0,8, для позитивных — при 2,5.

Фотографическая широта
 

Фотографическая широта — способность фотоматериала передавать на снимке с одинаковой степенью контрастности определенный интервал яркостей объекта съемки.

Существует определенная взаимозависимость: чем меньше контрастность, тем больше фотографическая широта, и наоборот.

Следует отметить, что чем больше широта, тем более разнообразную гамму тонов можно получить на негативе.

Выпускаемые в настоящее время промышленностью негативные фотоматериалы обладают фотографической широтой, позволяющей натурально изображать явления, предметы с присущими им интервалами яркостей. В обращаемых, позитивных и цветных фотоматериалах (по сравнению с негативными) фотографическая широта гораздо меньше. У негативных фотоматериалов может иметь место небольшая разбежка в экспозиции при большой фотографической широте. В этом случае изображение будет одинаковой контрастности, но с большей или меньшей плотностью. При позитивной фотопечати таких негативов используется один тип фотобумаги с соответствующим увеличением (уменьшением) величины выдержки.

Спектральная чувствительность
 

В процессе лабораторно-химической обработки фотоматериалов фотографическая широта может быть увеличена путем выравнивающего проявления (снижения контрастности).

Цветочувствительность (спектральная чувствительность) характеризует чувствительность фотоматериалов к лучам различных участков спектра.

Отраженные от объекта съемки лучи с различной длиной волны (разного цвета) в процессе экспонирования воздействуют на эмульсионный слой, в котором создается скрытое изображение. Светочувствительный слой обладает естественной чувствительностью галогенидов серебра к сине-голубой части спектра, т. е. к фиолетовым, синим и голубым лучам. При съемке на черно-белую пленку эти цвета отличаются друг от друга тональностью. Фотоматериалы с естественной цветочувствительностью называются несенсибилизированными.

Ко всем остальным зонам спектра несенсибилизированные пленки нечувствительны, т. е. зеленый, желтый, оранжевый, красный цвета они передают как черный. Предназначены несенсибилизированные пленки в основном для репродуцирования одноцветных штриховых оригиналов.

Сенсибилизаторы (красители) при введении в эмульсию расширяют и повышают цветочувствительность эмульсионного слоя, а фотоматериалы, содержащие их, называются сенсибилизированными.

Типы фотоматериалов
 

До введения нового ГОСТ 555463 сенсибилизированные фотоматериалы для любительских целей по чувствительности к определенным зонам спектра подразделялись на ортохроматические, изоортохроматические, изохроматические, панхроматические, изопанхроматические.

В настоящее время эти типы фотоматериалов (кроме панхроматических и изопанхроматических) выпускаются для прикладных целей. Ниже приводится краткая характеристика возможностей этих материалов:

ортохроматические — кроме чувствительности к фиолетовым, синим, голубым имеют добавочную — к зелено-желтым и желтым лучам спектра при значительно меньшей чувствительности к зеленым;

изоортохроматические — светочувствительны к фиолетовым, синим, голубым, зеленым, желтым лучам;

изохроматические — к фиолетовым, синим, голубым, зеленым, желтым, оранжевым, оранжево-красным лучам спектра; панхроматические — ко всем лучам видимого спектра — от фиолетового до красного включительно, но при этом наблюдается тенденция к снижению чувствительности к зеленым лучам;

изопанхроматические — ко всем лучам видимого спектра.

Для специальных технических и научных целей выпускаются инфрахроматические фотоматериалы, в небольшой степени чувствительные к красным лучам и к зоне невидимых инфракрасных лучей.

После введения нового ГОСТа пленки «Фото-32», «Фото-65», «Фото-130» сенсибилизируются близко к панхроматической, а «Фото-250» является изопанхроматической, т. е. чувствительной ко всем видимым лучам спектра. Цифры показывают величину светочувствительности в ед. ГОСТа.

Рассмотрим краткие характеристики каждого типа пленки:

Фотопленка Фото-32
 

«Фото-32« — малочувствительная мелкозернистая пленка с большой фотографической широтой и высокой разрешающей способностью, (до 135 и не менее 116 лин/мм), что дает качественную резкость изображения на негативе и позволяет добиваться при позитивной печати фотографий больших увеличений.

Может быть использована при дневной съемке хорошо освещенных объектов. При съемке со светофильтром ЖС18 чувствительность данного типа пленки не менее 11 ед. ГОСТа. Коэффициент контрастности — в пределах 0,8.

Фотопленка Фото-65
 

«Фото-65» — среднечувствительная мелкозернистая пленка с большой фотографической широтой и разрешающей способностью (до 110 и не менее 92 лин/мм), что дает качественную резкость негативного изображения и позволяет выполнять большие увеличения (50x60 см) при фотопечати. Пленка может быть использована при дневной съемке практически в любую погоду.

Съемка в помещении осуществляется с применением мощных осветительных ламп. Наиболее качественно на данную пленку можно фотографировать портреты. При съемке со светофильтром ЖС18 светочувствительность не менее 22 ед. ГОСТа. Коэффициент контрастности в пределах 0,8.

«Фото130» — высокочувствительная пленка
 

«Фото130» — высокочувствительная пленка, предназначенная для фотографирования объектов при их недостаточной освещенности. Высокая светочувствительность «Фото130» позволяет осуществлять с короткими выдержками съемку быстро движущихся объектов, интенсивных процессов.

Максимальное увеличение при фотопечати — 30 X Х40 см. Разрешающая способность — до 100 лин/мм и не менее 75 лин/мм. При съемке со светофильтром ЭКС18 светочувствительность не менее 45 ед. ГОСТа. Коэффициент контрастности — в пределах 0,8.

Пленка Фото-250
 

«Фото-250» — пленка высшей чувствительности. Предназначена для съемок объектов при незначительной освещенности. Имеет увеличенную зернистость. Соблюдение оптимальных условий при определении экспозиции, подборе рецепта негативного проявителя, фотобумаги позволяет достичь неплохих результатов при увеличении до 18x24 см.

Короткие выдержки дают возможность успешно применять «Фото250» для съемки спортивных состязаний, быстро движущихся объектов. Определенного эффекта можно достичь при съемке в помещении с использованием осветительных ламп. В этом случае светочувствительность «Фото250» увеличивается до 350 ед. ГОСТа. Разрешающая способность — до 82 лин/мм и не ме1 нее 75 лин/мм.

Коэффициент контрастности — в пределах 0,8.

Фотографическая вуаль
 

Фотографическая вуаль — потемнение пленки, образующееся после проявления в местах, на которые не воздействовал свет при экспонировании.

Чем выше светочувствительность фотоматериалов, тем больше плотность вуали. Последняя снижает контраст изображения и создает на фотоматериале эффект серого (дымчатого) цвета, т. е. снижает качество изображения.

Она может возникнуть, а затем и увеличиться при:

продолжительном хранении фотоматериала в неблагоприятных условиях;

увеличении продолжительности проявления;

отсутствии в составе проявляющего раствора противовуалирующего вещества;

истечении гарантийного срока хранения;

хранении вместе со светящимися красками и составами.

Выбор фотопленки
 

Выбор определенного типа пленки — важный момент в фотографии. Советы здесь самые разнообразные и зависят от опыта и квалификации фотографа. Так, для начинающих рекомендуется первые съемки осуществлять на фотопленку «Фото65» средней чувствительности, которая по всем своим остальным характеристикам может быть использована для съемки практически в любую погоду вне помещения.

В основе выбора пленки фотолюбителями в большинстве случаев лежат такие факты, как:

а) условия съемки и освещенность объектов (солнечная или пасмурная погода; лесные пейзажи летом или горные зимой; отдых на юге или в Прибалтике; естественное или искусственное освещение в квартире и т. д.);

б) цель и объект съемки (например, оформление стенгазеты в учебном заведении). В зависимости от условий, цели и объекта съемки подбираются типы пленок. Так, при съемке в помещении без специального освещения желательно использовать пленку высокой или высшей чувствительности, а на улице в яркий

солнечный день — средней чувствительности.

Условия фотографирования
 

Условия фотографирования безграничны, поэтому до сих пор еще не выработано жесткого алгоритма выбора типа пленки в каждом отдельном случае.

В то же время, работая с фотопленкой одного или двух типов светочувствительности для разнообразных видов съемки, фотограф адаптируется к характеристикам этих пленок, подбирает необходимый рецепт проявителя и может постоянно получать качественные негативы.

Большое значение имеет при этом номер партии фотопленки (именуемый в дальнейшем номером эмульсии). Фотопленка, изготовленная на фабрике и направленная потребителю под одним номером эмульсии, обладает совершенно идентичными характеристиками. Поэтому на определенное время для работы желательно приобретать нужное количество пленок с единым номером эмульсии. Одну из них необходимо использовать для выявления оптимальных условий при съемке (освещенность, выдержка, диафрагма) и лабораторно-химической обработке (рецепт и режим проявления). Для организаций и кружков технического творчества возможно приобретение пленки в бобинах (металлических коробках) объемом около 300 м.

Зная свойства черно-белых негативных материалов, легче правильно выбрать нужную пленку для съемки определенного объекта в определенных условиях.

Хранение фотопленки
 

Хранение фотопленки вместе с химикатами недопустимо в связи с вредным воздействием паров последних на эмульсионный слой пленки.

Хранится пленка в заводской упаковке при нормальной и постоянной комнатной температуре (18—21 °С) в затемненном месте. Следует помнить, что даже упакованную пленку необходимо оберегать от попадания прямых солнечных лучей. Вредное воздействие на пленку оказывают близость отопительных приборов, сырость. При резких механических воздействиях фотослой может быть деформирован. Срок годности пленки указан на упаковке. Неэкспонированные фотопленки чувствительностью до 130 ед. ГОСТа включительно хорошо сохраняются на протяжении двух лет, «Фото250» и выше — одного года. Фотопленка в течение гарантированного фабрикой времени сохраняет в пределах нормы все присущие ей свойства. В процессе старения фотопленки (как и любого фотоматериала) происходит ухудшение ее фотографических и механических свойств: уменьшаются свето и цветочувствительность, контрастность, растет вуаль. Сущность старения заключается в медленно происходящих между галогенидами серебра и желатиной химических реакциях. В процессе длительного хранения фотопленки происходит медленное испарение пластификаторов из ее основы (подложки), что повышает хрупкость и уменьшает эластичность. Процесс старения и соответственно изменения свойств фотопленки значительно замедляется при хранении в холодильнике. С целью стабилизации температурного режима (особенно летом или в теплой комнате) целесообразно вынуть пленку из холодильника приблизительно за 10 часов до съемки.

Явление неравномерной структуры фотоизображения
 

Явление неравномерной структуры фотоизображения (фотоматериала), наблюдаемое после лабораторно-химической обработки и при большом увеличении, называется зернистостью.

Теория и практика фотографического процесса показывают, что фотоматериалы низкой и малой чувствительности являются мелкозернистыми, высокой и высшей — крупнозернистыми.

Поэтому, выбрав пленку со светочувствительностью 130 и более единиц ГОСТа, фотограф заранее должен знать, что на ней недостаточно четко будут воспроизводиться очень мелкие детали. Характеризуется зернистость уменьшением четкости изображения, расплывчатостью линий, нерезкостью контура. При увеличении масштаба изображения (например, позитивная печать больших фотографий размером 30x40, 50Х60 см и более с узкого 35миллиметрового негатива) растет величина зерна, что не всегда является желательным.

Правда, в некоторых случаях для создания нужного художественного эффекта можно преднамеренно увеличить зернистость. Для этих целей используются высокочувствительная пленка, специальный рецепт проявителя, регулируется время обработки, выполняется многократное увеличение при фотопечати.

Явление зернистости связано с разрешающей способностью, которая характеризуется свойством фотоматериала раздельно воспроизводить мелкие детали объекта съемки.

Для фотографирования текстов, графиков, чертежей применяются специальные мелкозернистые фотоматериалы, которые имеют малую светочувствительность, что соответственно увеличивает выдержку.

Они позволяют повысить резкость и увеличить количество линий передаваемого на снимке изображения.

Технология приготовления фотографической эмульсии
 

Кратко рассмотрим основные этапы технологии приготовления фотографической эмульсии.

1. Осуществляется дозировка желатины и реактивов, необходимых для синтеза эмульсии, и растворение их в дистиллированной воде.

2. Реактивы и воду вводят в обогреваемый реактор, где вещества нагреваются и перемешиваются, образуя однородную массу. Происходит эмульсификация. Затем в этом же реакторе совершается первое (физическое) созревание: эмульсия в течение определенного технологического времени (до 1 ч) перемешивается.

3. Эмульсию охлаждают в специальном аппарате, в котором ее доводят до желеподобного состояния. Технология требует, чтобы вся масса эмульсии была охлаждена одновременно и в короткий срок.

4. Застывшая желеподобная масса измельчается путем продавливания в прессе или другими способами.

5. Полученную структуру подвергают интенсивной промывке для удаления оставшихся растворимых продуктов реакции, эмульсификации.

С целью совершенствования технологии синтеза эмульсии и получения тонкослойных фотоматериалов с увеличенной разрешающей способностью вместо промывки применяется метод осаждения твердой фазы эмульсии полимерами и поверхностноактивными веществами.

6. После промывки и стока воды (или после осаждения) эмульсия транспортируется в обогреваемый реактор, где она плавится. Затем вводятся определенные добавки и свежая желатина. Эмульсия выдерживается строго необходимое время, соответствующее технологическому процессу. Происходит второе (химическое) созревание: образуются центры светочувствительности кристаллов, обусловливающие величину светочувствительности фотоматериала.

7. Эмульсия охлаждается и для профилактики бактериального заражения проходит антисептическую обработку.

8. Обработанная и охлажденная эмульсия заливается в специальные емкости, которые помещаются в холодильные камеры для хранения.

9. При необходимости эмульсию извлекают из хранилищ и перед поливом пленки нагревают примерно до температуры 40 °С, вводя в эмульсию в различных дозах химические вещества (дубители, пластификаторы, стабилизаторы и др.)> с помощью которых окончательно формируются фотографические показатели фотоматериала.

10. Эмульсия фильтруется.

11. Эмульсия направляется в термостаты, где стабилизируется температурный режим и удаляются пузырьки воздуха.

Нанесение эмульсии на подложку осуществляется в цехах полива с помощью специальных машин.

Схема строения фотопленки
 

Вложение 1919
Рис. 3.1. Схема строения фотопленки:

1 — защитный слой;
2 — эмульсия;
3 — подслой;
4 — подложка;
5 — противоскручивающии и противоореольный слой

Из цеха полива пленка в рулонах направляется в цех отделки. Здесь она разрезается по размерам ГОСТа и при необходимости — перфорируется.

Затем пленка маркируется: обозначается номер кадра, наименование предприятия-изготовителя, дата изготовления и некоторые другие показатели, которые видны только в результате лабораторно-химической обработки. После маркировки пленка контролируется по всем основным показателям ГОСТа, расфасовывается, упаковывается и поступает на склад, оттуда — потребителям: в магазины, на предприятия, в фотолаборатории.

Основные характеристики фотопленок
 

Номенклатура фотографических материалов на основе пленки, выпускаемых отечественной промышленностью, достаточно разнообразна и используется в различных сферах любительской и профессиональной фотографии, кинематографии, медицине, библиотечном деле, полиграфической промышленности и др.

Вложение 1920
В таблице 3.1 приведен перечень фотопленок, наиболее часто используемых для любительских, научных и прикладных целей.

Выбор фотопленки
 

При съемке различных объектов в зависимости от поставленной цели фотопленка выбирается по следующим параметрам:

величине светочувствительности;

зернистости и разрешающей способности;

контрастности;

фотографической широте (по обратной зависимости от степени контрастности фотопленки);

цветочувствительности.

Светочувствительность
 

Светочувствительность — способность фотографического материала (фотопленки) под действием света и последующего проявления образовывать изображение. Определение светочувствительности пленки — довольно сложный процесс. Он основан на использовании специальных приборов — сенситометров [40].

Полученная в результате экспонирования фотопленки сенситограмма дает возможность получить графическое изображение данной характеристики пленки на сенситометрическом бланке в виде характеристической кривой. Эта кривая выражает зависимость оптических плотностей фотоматериала от экспозиций. (Более подробно о сенситометрических испытаниях черно-белых материалов см. в кн.: Фомин А. В. Общий курс фотографии. — М.: Легкая индустрия, 1978, с. 107—144).

Светочувствительность выражается в условных единицах (единицы ГОСТа — советские стандарты,

единицы ДIN - немецкие, единицы ASA — американские и японские стандарты).

В процессе выпуска фотопленок отсутствует возможность указать величину светочувствительности с точностью до одной целой.

Например, светочувствительность пленки «Фото250» находится в интервале 220—500 ед.

С целью обеспечения удобства оперирования величиной светочувствительности на практике, т. е. удобства расчета величины выдержки и диафрагмы, ГОСТом установлен стандартный ряд величины светочувствительности. Наиболее часто применяемые фотолюбителями светочувствительности пленок: 32, 65, 130, 250 ед.

В последнее время в связи с расширяющимся международным сотрудничеством в области науки и культуры, увеличением торговых связей в практике фотографии используются иностранная фотоаппаратура и фотоматериалы.

Сенситометрические системы зарубежных фирм состоят из аппаратуры, отличающейся от отечественной, и основываются на различной методике испытания фотоматериалов.

Все это затрудняет применение унифицированного ряда светочувствительности при использовании фотопленки зарубежных фирм. Примерные соотношения ряда чисел светочувствительности по ГОСТу, ДIN, ASA приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Примерное соотношение величин светочувствительности.

Соответствие (по вертикали) ряда чисел различных стандартов в ед. светочувствительности

ГОСТ 4 6 8 11 16 22 32 45 65 90 130 180 250 350 500

DIN 8 9 10 12 13 15 16 18 20 21 23 24 25 27 28

ASA 5 6 8 12 16 25 32 50 70 100 140 200 300 400 600

В зависимости от цифровой величины ряда пленки можно классифицировать по группам светочувствительности.

Влияние на экспозицию изменения величины показателей светочувствительности пленки
 

Необходимо учитывать, что с изменением светочувствительности пленки изменяется величина экспозиции. Если величина светочувствительности меняется в пределах одной ступени цифрового ряда, экспозиция увеличивается (переход от 65 к 45 ед. ГОСТа) или уменьшается (от 45 к 65 ед. ГОСТа) почти в 1,5 раза. При переходе через ступень стандартного цифрового ряда величина экспозиции изменяется вдвое (переход от 32 к 65 ед. ГОСТа) (рис. 3.3).

<img src="../fotografia/image068.jpg" width="430" height="162" class=""/>

Рис. 3.3. Влияние на экспозицию изменения величины показателей светочувствительности пленки:

а — чувствительность 65 ед. ГОСТа; б — чувствительность 130 ед. ГОСТа

Виды фотопленок
 

Светочувствительные фотографические материалы в зависимости от назначения, состава, характера получаемого изображения, вида лабораторно-химической обработки делятся на три основные группы: негативные, позитивные, обращаемые.

<u>Негативные</u>. Предназначены для получения изображения, обратного по свету и тени объекту съемки (белые облака на негативе будут выглядеть темными).

В зависимости от материала основы выпускаются фотопленки (триацетатцеллюлозная подложка) и фотопластинки (стекло). Для любительских и профессиональных съемок наиболее широко используются фотопленки.

<u>Позитивные</u>. Дают возможность получать изображение, соответствующее по свету и тени объекту съемки, т. е. видимое изображение сфотографированного объекта. Выпускаются в виде позитивных фотопленок и фотобумаг, на которые с негатива печатают позитивное изображение.

<u>Обращаемые</u>. Позволяют получать позитивное изображение на том же фотоматериале, на который производилась фотосъемка.

Рассмотрим наиболее часто применяемые в фотографии фотоматериалы и фотохимикаты.

Технология изготовления фотопленки
 

Фотопленка — лента различной ширины и длины с нанесенным на нее светочувствительным слоем. Является сложным по строению и трудоемким по изготовлению материалом. Только для изготовления черно-белой фотопленки применяется около 60 видов химических веществ.

Фотопленка состоит из подложки 4, подслоя 3, защитного слоя 1, противоскручивающего и противоореольного слоя 5, эмульсии 2 (рис. 3.1). Ко всем составным частям пленки предъявляются определенные требования.

Так, подложка — гибкая, негорючая пленка, изготовленная из триацетатцеллюлозы, — должна быть прозрачной, эластичной, термо и гидроустойчивой при сушке и хранении, прочной при растяжении и усадке, однородной по составу без механических включений, воздушных пузырьков и т. д.

Подслой служит лучшему скреплению эмульсии с основанием пленки — подложкой.

Защитный слой предохраняет верхнюю часть эмульсии от случайных повреждений.

Противоскручивающии и противоореольный слой предохраняют фотопленку от скручивания (особенно при пересушке), снижают ореолы, возникающие при съемке ярко освещенных объектов, и предотвращают электризацию пленки при намотке ее на катушку или при раскручивании для зарядки в фото-бачок.

Эмульсия представляет собой взвесь светочувствительных микрокристаллов галогенидов серебра в коллоидном растворе, которым преимущественно является желатина.

С целью создания светочувствительных материалов с необходимыми фотографическими характеристиками осуществляется изготовление (синтез) фотографической эмульсии по определенным рецептам и технологии. В процессе синтеза эмульсии формируются фотографические показатели светочувствительных материалов.

Зернистость и разрешающая способность пленки
 

При выборе пленки фотолюбителю желательно знать о том, что величина светочувствительности в некоторой степени влияет на качество самого негативного материала, а в дальнейшем это отражается и на качестве позитивного отпечатка. Известно, что эмульсионный слой фотопленки состоит из большого количества микрокристаллов галогенидов серебра, находящихся в желатине. У каждого фотоматериала величина микрокристаллов различна.

Разрешающая способность фотоматериалов
 

Разрешающая способность фотоматериалов для любительских целей находится в пределах 30—120 лин/мм. Для репродукционных работ в научных исследованиях большая величина разрешающей способности имеет первостепенное значение. Подбираются специальные материалы, а при съемке учитываются: тип пленки с необходимой разрешающей способностью; рецепт проявителя; режим лабораторно-химической обработки пленки; величина экспозиции; разрешающая способность объектива;

величина кадра (18X24 мм; 24X36 мм; 6X6 см; 6X9 см и т. д.);

степень увеличения (в том случае когда с негатива печатается фотография).

Однако полностью убрать зернистость невозможно, так как фотографическая эмульсия по своей природе сама зерниста. Степень зернистости зависит не только от типа пленки, но и от характера процесса негативной обработки ее, т. е. проявления. При умелом проявлении, соблюдении всех режимов обработки, наличии мелкозернистых проявителей можно добиться минимальной зернистости. Это позволит получать качественные фотографии больших размеров: 24V30, 30 V 4 40, 50x60 см.