Фотографическая печать разделяется на контактную и проекционную. В первом способе печати в копировальном станке фотобумага приводится в тесное соприкосновение (контакт) с эмульсионным слоем негатива, во втором — негативное изображение посредством объектива фотоувеличителя проецируется на фотобумагу. Каждый способ имеет свои технологические особенности, описываемые в последующих главах. Общим же является процесс экспонирования, или выдержка, в результате которой светочувствительный слой фотобумаги получит одновременно разные экспозиции. Причиной этого является неравномерное ослабление светового потока, излучаемого источником света копировального станка или фотоувеличителя, при его прохождении через участки негатива с различной оптической плотностью.
Число экспозиций зависит от числа почернений негатива с различной оптической плотностью; например, негатив с репродукцией чертежа имеет только два тона: прозрачный штрих и плотный фон, а негатив с летним сюжетом — десятки тонов. При одной и той же выдержке фотобумага под первым негативом получит две экспозиции, а под вторым — десятки экспозиций. Рассмотрим сначала вопросы, связанные с выдержкой при печати.
Влияние величины выдержки на качество позитивного изображения. На рис. 54—56 представлены три типичных случая, поясняющих значение выдержки при печати на основе сенситометрических представлений. Рассматривая рис. 54, мы видим, что под максимальной оптической плотностью почернения негатива, обозначенной Z)M’ae,;C, на позитиве получилось минимальное почернение, оптическая плотность которого равна 0,02 (точка d1— на кривой почернений позитивного фотоматериала). Под минимальной оптической плотностью почернений негатива, на позитиве получилось максимальное почернение, равное PJSSb— 0,1 (точка d2— на кривой почернений). Остальные почернения негатива дали на позитиве промежуточные почернения.
Рассмотренный случай соответствует правильной выдержке при печати: светочувствительный слой получил ряд экспозиций (в данном примере — шесть), укладывающихся в полезный интервал экспозиций. Фотоотпечаток будет хорошим, так как для построения изображения использован весь интервал полезных оптических плотностей кривой почернений фотобумаги.
Увеличим выдержку по сравнению с предыдущей, например в четыре раза, что приведет к увеличению почернений всех участков позитива. На приведенной схеме это выразится перемещением оптических плотностей почернений позитива вверх по кривой почернений в сторону больших плотностей. Из-за возрастания экспозиций при печати на позитиве под Ямакс получится значительное почернение (точка d3), а под D^l и соседним с ним полем шкалы — максимальное почернение (отрезок и1), т. е. эти два разных почернения негатива передадутся на позитиве одним тоном.
Описанный случай — передержка при печати, результат которой — слишком темный, без светлых мест, малоконтрастный фотоотпечаток.
Произведем теперь печать с выдержкой, которая короче первой в четыре раза. В этом случае на фотобумагу УДут действовать меньшие экспозиции, чем при первом экспонировании, что вызовет уменьшение почернений всех участков позитива. Графически это на рис. 50 показано перемещением оптических плотностей почернений позитива вниз по кривой почернений в область малых плотностей. При этом ряд плотностей негатива (на схеме — два поля) «не пропечатаются», так как экспозиции, поступавшие на фотобумагу через Z)JJ,rc и соседнее с ними поле, настолько малы, что не вызовут после проявления на фотоотпечатке заметных для глаза почернений.
Данный случай — недодержки при печати, результат которой — слишком светлое, без ряда деталей изображение, построенное почернениями участка с1ъ—d6 кривой почернений фотобумаги.
Допустимые отклонения выдержки при печати. Выдержка будет правильной, если за время проявления, указанное в используемом рецепте, оптическая плотность почернений фотобумаги достигнет максимального значения, а ее кривая почернений примет устойчивую форму (см. рис. 46). Это время равняется 2 мин для бромосеребряных фотобумаг и 1 мин для хлоробромосеребряных и хлоросеребряных фотобумаг при их обработке в проявителе, рекомендованном фабриками фотобумаг.
В этом случае полезный интервал плотностей фотобумаги и ее полезный интервал экспозиций достигают максимального значения, а светочувствительность — величины, нормированной техническими условиями. При
правильной выдержке, как уже указывалось, продолжительность проявления можно несколько удлинить против рекомендованного рецептом, что повысит светочувствительность фотобумаги и незначительно увеличит плотность изображения без образования вуали.
Если за время проявления, указанное в рецепте, изображение на фотоотпечатке получилось небольшой плотности, то выдержка была недостаточной; если очень плотным, то фотобумага была переэкспонирована. В первом случае при повторной печати выдержку надо увеличить, а во втором — уменьшить.
Точность определения выдержки при фотографической печати находится в зависимости равенства или неравенства полезного интервала экспозиций фотобумаги (Lg) интервалу плотностей негатива (АВнег).
Если Lg равно ADCT, то теоретически только одно значение выдержки будет правильным, при которой фотоотпечаток получается превосходным. Однако практика показывает, что в этом случае значительную часть негативов можно печатать с различными выдержками, каждый раз получая приемлемый результат. Произведенные опыты установили, что отклонения от оптимальной выдержки могут доходить до 40% без существенного изменения качества отпечатка. Такое несоответствие между требованием теории и практики вызывается влиянием психологического фактора.
Когда Lg больше ADHer, теоретически при печати может быть несколько оптимальных выдержек, минимальная из которых дает менее плотный фотоотпечаток, а максимальная — более плотный. Однако практика показывает, что любая из допустимых выдержек, за редким исключением, дает плохой фотоотпечаток. В тех случаях, когда при таком неравенстве Lg и ADer получают удовлетворительный фотоотпечаток, допустимые отклонения в выдержке будут незначительными.
Если Lg меньше ADneT, то при любой выдержке фотоотпечаток будет очень плохим. Однако и в этом случае можно подобрать выдержку, при которой на позитиве будут переданы средние оптические плотности негатива и частично его сильные света или глубокие тени, т. е. такой фотоотпечаток будет «лучшим» из очень плохих. Допустимые колебания такой выдержки еще более незначительны и составляют несколько процентов. При больших отклонениях выдержки фотоотпечаток становится совершенно неудовлетворительным.
Соотношение величин интервала оптических плотностей негатива и полезного интервала экспозиций фотобумаги оказывает еще большее влияние на качество позитивного изображения. Этот вопрос рассматривается в § 34.
Критерии определения выдержки. Величину выдержки можно определить по трем критериям: а) по общей (интегральной) оптической плотности негатива, б) по максимальной оптической плотности негатива и в) по его минимальной оптической плотности.
Эксперименты, проведенные различными авторами, показали, что наилучшим критерием для определения величины выдержки является минимальная оптическая плотность негатива. Этот критерий позволяет находить выдержку, обеспечивающую получение отличного фотоотпечатка с наименьшим числом проб. Им рекомендуется пользоваться при увеличениях в крупном масштабе, когда из-за соображений экономии нельзя для проб использовать большие листы фотобумаги.
Следующим, несколько менее точным критерием для определения выдержки будет общая (интегральная) оптическая плотность негатива. Этим критерием наиболее часто пользуются фотографы, когда экспонируют полоску фотобумаги, положив ее на участок негатива с различной оптической плотностью.
Максимальная оптическая плотность негатива является наименее точным критерием и пользоваться им для определения выдержки не следует.
Факторы, влияющие на выдержку. На величину выдержки влияют: светочувствительность фотобумаги, освещенность негатива, общая (интегральная) оптическая плотность и явление невзаимозаместимости.
Светочувствительность фотобумаги. Чем она выше, тем короче экспонирование. Поэтому при печати с данного негатива на бромосеребряной фотобумаге выдержка должна быть меньше по сравнению с выдержкой при печати на хлоробромосеребряной или хлоросеребряной фотобумаге. Затем надо учитывать, что светочувствительность любого сорта фотобумаги зависит от степени ее контрастности, вследствие чего выдержку надо изменять при переходе от одного номера контрастности фотобумаги к другому в соответствии с указаниями, данными в табл. 17.
Освещенность негатива. Чем она больше, тем короче выдержка при печати. Степень освещенности негатива зависит от расстояния до него источника света (она изменяется по закону обратных квадратов) и от величины излучаемого им светового потока в люменах. У наиболее часто применяемых нормальных осветительных электроламп накаливания он составляет: для 55 вт всех напряжений — 650 лм, для 60 вт всех напряжений — 645 лм, 75 вт для напряжений НО и 127 в—881 лм, а 220 в—671 лм, 100 вт для напряжений 110 и 127 в—1275 лм, а для напряжения 220 в—1000 лм.
Таким образом, замена в копировальном приборе любой конструкции электролампы в 60 вт на 100 вт увеличит освещенность негатива в два раза, если напряжение в сети 110 или 127 в, и в 1,5 раза при напряжении 220 в.
Общая оптическая плотность негатива. Чем плотнее негатив, тем продолжительнее будет выдержка при данной освещенности негатива; чем его общая плотность меньше, тем короче время экспонирования.
С очень плотного и очень прозрачного негатива нельзя получить фотоотпечатки хорошего качества, изменяя только продолжительность выдержки при постоянной освещенности негатива. Надо иметь в виду, что не безразлично, сообщим ли мы светочувствительному слою фотобумаги одни и те же экспозиции при малой выдержке и большой освещенности или при большой выдержке и соответственно малой освещенности.
Предположим, что требуется получить фотоотпечатки с очень плотного и с очень прозрачного негативов. У первого света и тени с трудом просматриваются на просвет, у второго они имеют небольшую плотность, а детали в светах едва намечены. Казалось бы, что при данной освещенности для плотного негатива нужна продолжительная выдержка, а для прозрачного — короткая. Однако практика показывает, что изменение только одной выдержки не даст удовлетворительных результатов.
В этом случае, чтобы получить хорошие фотоотпечатки, надо соблюдать следующие правила.
Негативы прозрачные, со слабо намеченными деталями, необходимо печатать при очень небольшой освещенности и соответственно продолжительном экспонировании.
Величина выдержки в этом случае зависит от показателя Шварцшильда для фотобумаги и явления невзаимо-заместимости (см. ниже). Чем меньше освещенность негатива и чем длительнее выдержка, тем большее количество деталей проработается на фотоотпечатке после проявления, тем выше будет его качество. Степень уменьшения освещенности негатива зависит от его прозрачности, например при печати среднепрозрачного негатива его освещенность уменьшают менее значительно, чем когда экспонируют через очень прозрачный негатив. Однако не следует уменьшать освещенность негатива более чем в 10 раз по сравнению с освещенностью, используемой при печати негатива нормальной плотности, так как в этом случае позитивное изображение получится малоконтрастным.
Освещенность негатива уменьшают, заменяя в фотоувеличителе электролампу, а в копировальном станке — все электролампы менее мощными, или несколько понижая трансформатором напряжение в сети, или листами восковой чертежной бумаги, укладываемой на конденсор фотоувеличителя, а в копировальном станке — на матовое стекло, служащее для рассеяния света. Восковую бумагу можно заменить другой полупрозрачной бумагой, если она имеет равномерную плотность при просмотре на просвет.
Негативы плотные, у которых детали в светах и тенях на просвет просматриваются с трудом, надо печатать с короткой выдержкой, но при большой освещенности негатива.
В этом случае освещенность негатива требуется увеличить в такой степени, чтобы выдержка составляла несколько секунд, так как слитком короткая выдернша дает большую ошибку в отсчете времени, чем длительная. Только тогда можно получить нормальный фотоотпечаток с хорошей проработкой деталей в светах и тенях. Если очень плотный негатив длительно экспонировать при нормальной освещенности, то фотоотпечаток получится недостаточно контрастным и детали на нем будут проработаны плохо.
Такая закономерность образования изображения в случае печати с прозрачного негатива объясняется двумя причинами. Во-первых, при слабой освещенности под действием квантов света электроны галогенида серебра освобождаются с относительно небольшой скоростью, отчего вероятность их захвата центрами светочувствительности, а также нейтрализации этих центров междуузельными ионами серебра увеличивается. Это способствует образованию центров проявления, представляющих собой скрытое изображение. Во-вторых, при таком экспонировании скрытое изображение образуется почти целиком на поверхности микрокристаллов галогенида серебра светочувствительного слоя фотобумаги, вследствие чего они сразу начинают проявляться, давая достаточно плотное и контрастное изображение.
Образование нормального изображения в случае использования интенсивного освещения при печати с плотного негатива объясняется большой скоростью движения электрона, освобожденного квантом света, и малой подвижностью по сравнению с ней скорости передвижения междуузельных ионов серебра микрокристаллов галогенида серебра. Отчего вероятность роста центров светочувствительности до центров проявления значительно уменьшается из-за медленной их нейтрализации между-узельными ионами серебра. Затем, по мере увеличения экспозиций, действующих на светочувствительный слой фотобумаги, больше образуется центров проявления внутри микрокристаллов галогенида серебра, чем на их поверхности. Микрокристаллы с внутренними центрами проявления за нормальное время проявления не восстанавливаются. Такой механизм образования скрытого изображения способствует получению при проявлении нормального фотоотпечатка. Если плотный негатив освещать световым потоком нормальной или слабой интенсивности, то процесс образования центров проявления будет протекать по схеме, описанной для печати с прозрачного негатива, и позитивное изображение получится малоконтрастным.
Явление невзаимозаместимости. Оно заключается в том, что фотографический эффект, оказываемый при печати некоторым количеством освещения на светочувствительный слой фотобумаги.зависит еще и от времени поступления его. При этом одно и то же количество освещения действует на светочувствительный слой тем слабее, чем медленнее, оно поступает к нему.
Предположим, производится печать с одного и того же негатива один раз при его освещенности в 15 лк и выдержке 10 сек, а в другой раз, предполагая улучшить качество фотоотпечатка, при освещенности в 10 раз меньшей (1,5 лк) и выдержке в 10 раз большей (100 сек). В обоих случаях количество освещения, поступившее на негатив, будет одинаково и равняется 150 лк сек (1,5лкХ 100 сек =» — 15 лкХ 10 сек= 150 лксек).
Несмотря на одинаковое количество освещения, действовавшее на фотобумагу, фотоотпечатки будут разными, а именно: почернения на фотоотпечатке, полученном при малой освещенности и продолжительной выдержке, имеют меньшую оптическую плотность по сравнению с почернениями на фотоотпечатке, который экспонировался при большой освещенности и короткой выдержке.
Исследования этого явления показали, что фотографический эффект определяется не произведением освещенности (Е) на время освещения (t), а произведением ее на время освещения в некоторой степени р, т. е.
Ко^**4л=% (3°)
Показатель степени р называется показателем Шварц-шильда. Для диапазона освещенностей, обычно применяемых в позитивном процессе, он равен для фотобумаг 0,65-0,7.
Поэтому в вышеприведенном примере, уменьшая освещенность в 10 раз, недостаточно увеличивать время освещения тоже в 10 раз, так как изображение на фотоотпечатке при такой выдержке будет небольшой плотности. Чтобы получить нормальное изображение, экспонировать фотобумагу надо значительно дольше.
Найдем продолжительность экспонирования при показателе Шварцшильда р = 0,7, освещенности негатива в 1,5 лк и количестве освещения в 150 лк/сек, необходимых для получения максимального почернения на фотоотпечатке.
Подставляя в формулу 30 эти данные, получим: 150 лк/сек=1,5 лк-Щ. Откуда t$ =100. Логарифмируя это выражение, получим plgЈ2=lgl00 или lgЈ2==2 : 0,7=2,857.
По логарифму 2,857 находим число секунд выдержки, которое равно 720.
Значит, при уменьшении освещенности негатива в 10 раз надо экспонировать 720 сек вместо 100 сек, чтобы получить фотоотпечаток нормальной плотности.