Кривая почернений фотоматериала
Каждый фотолюбитель знает, что почернения на негативе и позитиве возникают под действием света и последующего проявления. Однако многим не известен характер этой зависимости. Установить ее удобнее на фотопластинке пли фотопленке, так как полученная на ней шкала почернений будет использована для дальнейших опытов.
Для этого проделаем такой опыт: на расстоянии 1 м от стеариновой свечи укрепим на столе в вертикальном положении кассету (рис. 10), заряженную диапозитивной фотопластинкой или позитивной фотопленкой. Горящая свеча излучает световой поток, который, освещая кассету, создает на ней (при отсутствии других источников света) освещенность примерно в один люкс *. Такая точность для нашего примитивного опыта вполне достаточна.
Накроем кассету покрывалом из плотной черной материи и вытянем под ним ее шторку, открыв всю фотопластинку. Затем быстро приподняв и опустив покрывало, проэкспонируем х/2 сек. Задвинем шторку в кассету на 1 см и этим же приемом вновь осветим фотослой в течение х/2 сек. Второй раз освещается только открытая часть фотопластинки, ее общая засветка уже составит одну секунду.
В этом опыте с каждым новым экспонированием поля фотопластинки получают все увеличивающиеся количества световой энергии, которые принято выражать через количество освещения, в фотографии чаще называемое экспозицией.
Количество освещения пропорционально времени освещения и освещенности поверхности. Поэтому можно получить экспозицию, например, в два раза большую, двумя способами: увеличив время освещения в два раза при постоянном уровне освещенности или увеличив энергетическую мощность источника в два раза, не меняя продолжительности экспонирования (в нашем примере вместо одной свечи, взяв две).
Количество освещения, или экспозицию (Н), выражают произведением освещенности (Е) в люксах на время освещения (t) в секундах, т. е. H=-Et люкс-секунд (лк-сек).
Количество освещения, полученное каждым полем фотопластинки, приведено в последней строке табл. 2.
Проявим экспонированную диапозитивную фотопластинку в течение 4 мин, отфиксируем, промоем и высушим. В результате чего получим шкалу с постепенно возрастающими оптическими плотностями (рис. 11). Чем продолжительнее экспонировался участок фотопластинки, тем большее количество освещения он получил, тем больше образовалось на нем металлического серебра, тем непрозрачнее он будет. Рассматривая шкалу почернений, легко заметить, что участки фотоматериала, на которые свет не действовал, также имеют почернение, но очень незначительное. Оно называется вуалью и обозначается символом D0. Вуаль образуется за счет проявления неэкспонированных микрокристаллов галогенида серебра. Таким образом, каждое почернение шкалы включает в себя и величину вуали.
Проделанный опыт позволяет установить первую зависимость между действием света на фотоматериал и почернением проявленного слоя. Величина почернения зависит не только от величины освещенности, создаваемой источником света, но и от времени освеи(ения (выдержки), т. е. от количества освещения.
Эту зависимость можно наглядно изобразить в виде графика. Для его построения воспользуемся величинами оптических плотностей почернении полей шкалы, приведенными в табл. 3. Каждая оптическая плотность почернений шкалы получилась в результате действия на светочувствительный слой диапозитивной фотопластинки некоторого количества освещения. Их значения в люкс-секундах возьмем из табл. 2.
Для построения графика по данным табл. 3 возьмем лист обычной миллиметровки.Проведем на ней две взаимно перпендикулярные оси. На вертикальной оси через каждый сантиметр отложим значения оптических плотностей, а на горизонтальной оси — логарифмы количества освещения. В этом случае увеличение количества освещения вдвое можно изобразить равными отрезками также через один сантиметр и график будет построен в одинаковом масштабе, что очень наглядно выразит зависимость D, т. е. lg О от IgH.
Вычерчивание графика обычное: из каждого деления на горизонтальной оси восстанавливают перпендикуляр, на котором откладывают оптическую плотность, соответствующую данному количеству освещения. Соединим концы перпендикуляров плавной линией, которая выразит зависимость оптической плотности почернений от количества освещения, подействовавшего на диапозитивную фотопластинку (линия А на рис. 12).
Такая линия называется кривой почернений, или характеристической кривой. Легко заметить, что она имеет три отчетливо выраженных участка. Нижний ее участок а —б представляет вогнутую линию и называется областью недодержек. Названа она так потому, что при съемке с большой недодержкой негативное изображение строится почернениями этого участка кривой почернений. Негатив
с подобным изображением считается плохим. Область недодержек характеризует рост почернений при воздействии на светочувствительный слой малых количеств освещения. В этой области равным приращениям логарифмов количеств освещения соответствуют неравные, постепенно возрастающие приращения оптических плотностей почернений (см. табл. 3). Чтобы избежать такого несоответствия, надо снимать с выдержкой, обеспечивающей получение фотоматериалом количеств освещения, дающих почернения, лежащие на среднем участке б — в кривой почернений.
Этот участок — прямая линия. В нем равным приращениям логарифмов количеств освещения соответствуют равные приращения оптических плотностей, поэтому его называют областью пропорциональной передачи. С фотографической точки зрения это лучший участок кривой почернений, так как негативное изображение, построенное его почернениями, будет, как правило, хорошим. Поэтому при съемке выдержка должна обеспечивать использование только области пропорциональной передачи.
Верхний участок кривой почернений в—г представляет выпуклую линию и называется областью передержек. Названа она так потому, что при съемке с большой передержкой негативное изображение строится почернениями данной области кривой почернений. Область передержек характеризует рост почернений при воздействии на фотослой больших количеств освещения. На всем ее протяжении равным приращениям логарифмов количеств освещения соответствуют неравные, постепенно уменьшающиеся приращения оптических плотностей. Сильно передержанный негатив считается плохим. Поэтому при съемке необходимо избегать передержек и недодержек, для чего определять выдержку надо фотоэлектрическим экспонометром.
Проделаем второй опыт с полутоновой репродукционной фотопластинкой, точно соблюдая условия освещения, экспонирования, обработки и построения кривой, которые были проведены с диапозитивной фотопластинкой.
Простым наблюдением легко установить, что почернения на этой шкале отличаются друг от друга менее значительно, чем на шкале, полученной на диапозитивной фотопластинке (см. рис. 12).
Для доказательства этого предположим, что оптические плотности почернений шкалы Б имеют следующие величины: 0,2, 0,35, 0,05, 1,0, 1,35, 1,7, 2,0, 2,2, 2,4.
2)1
Следовательно, разности оптических плотностей почернений между полями шкалы — первым и вторым, вторым и третьим и т. д. — составят: 0,15, 0,3, 0,35, 0,3, 0,2, 0,1.
Сравнение последних чисел с разностью почернений полей шкалы на диапозитивной фотопластинке (см. табл. 3) показывает, что одинаковые увеличения количеств освещения вызывают на репродукционной полутоновой фотопластинке меньшие приращения почернений, чем на диапозитивной фотопленке. Поэтому угол наклона кривых А и Б на рис. 12 различен.
Для удобства экспериментирования использовались малочувствительные фотопластинки. Если же для этой цели взять негативную высокочувствительную фотопленку, то на ней также будет получена шкала почернений.
При любой фотосъемке эта закономерность соблюдается, только почернения на негативе располагаются не в виде последовательной шкалы, а соответственно яркостям участков объекта. Следовательно, для любого сюжетного негатива можно построить кривую почернений (см. стр. 38).
Кривая почернений фотобумаги принципиально не отличается от кривой почернений фотоматериала на прозрачной основе, но она имеет ряд особенностей, которые описаны в § 20.