сенситометрический метод
Сутність сенситометрический методу випробування фотографічних матеріалів на прозорій підкладці полягає в наступному: випробуваний матеріал поміщають в спеціальний прилад - Сенситометр, в якому за допомогою так званого модулятора експозиції, точно дозуючого кількість освітлення, повідомляють кільком, які стояли поруч, ділянкам випробуваного матеріалу, різні експозиції, тобто різні кількості освітлення, рівномірно збільшуються від однієї дільниці до іншої.
За одиницю експозиції приймається люкс-секунда, тобто експозиція, що отримується при освітленні поверхні фотоматеріалу протягом 1 секунди, з відстані в 1 метр від джерела світла силою в 1 свічку.
Як модулятора експозиції застосовується ступінчастий оптичний клин, який представляє собою пластинку з прозорого матеріалу, покриту нейтрально пофарбованим шаром желатини з поступово і закономірно зростаючої щільністю потемніння від однієї дільниці до іншої. Випробуваний матеріал поміщається позаду клина впритул до нього і висвітлюється крізь клин суворо певний час стандартним, еталонують джерелом світла.
Експоновану таким чином фотопластинку або плівку проявляють в свіжому проявнику певного складу протягом точно встановленого часу, в умовах постійної температури в спеціальному Проявні приладі, при безперервному перемішуванні виявляє розчину.
В результаті прояву і подальшого фіксування виходить так звана сенситограмм - зображення, подібне ступенчатому клину, тобто що складається з ряду ділянок з різною оптичною щільністю.
Далі за допомогою оптичного приладу денситометра вимірюють оптичну щільність кожної ділянки сенситограмм. За одиницю оптичної щільності приймається щільність почорніння пропускає одну десяту падаючого світла.
Для зручності розрахунків оптична щільність виражається логарифмом величини, зворотної коефіцієнту пропускання, тобто величини непрозорості.
Отримані за допомогою денситометра величини оптичної щільності наносять у вигляді точок на спеціальний сенситометрический бланк, на якому по горизонтальній осі відкладені величини логарифмів експозицій, а по вертикальній осі в тому ж масштабі - величини оптичної щільності. Нанесені на бланк точки з'єднують плавною лінією, яка носить назву характеристичної кривої.
Крива є своєрідним паспортом властивостей фотографічного матеріалу і дозволяє визначити відразу 5 величин: світлочутливість, контрастність, максимальну оптичну щільність, оптичну щільність вуалі і фотографічну широту.
Тривалість прояви сенситограмм робить істотний вплив на одержувані величини світлочутливості і контрастності, тому при випробуванні фотоматеріалів виготовляють кілька сенситограмм і виявляють їх протягом різного часу, щоб отримати оптимальне значення світлочутливості і коефіцієнта контрастності. На сенситометрический бланк наносять сімейство характеристичних кривих і вибирають необхідну криву.
При виборі кривої для подальшої практичної роботи керуються величиною коефіцієнта контрастності, який найбільш відповідає умовам практичного застосування даного фотоматеріалу. Знайдені практичним шляхом ці значення контрастності покладені в основу сенситометрический оцінки фотоматеріалів на прозорою підкладці і рекомендується фотографам-практикам.
Визначення сенситометричних величин
Визначення величини вуалі
Оптична щільність вуалі, т. Е. Почорніння в проявнику ділянки випробуваного фотографічного шару, що не піддавалося впливу світла, визначають за допомогою денситометра па неекспонованих ділянці сенситограмм.
Виникнення вуалі пояснюється тим, що під дією проявника відбувається відновлення в металеве срібло не тільки освітлених кристалів галоидного срібла, а й частково кристалів, що не піддавалися дії світла.
Таким чином, фотографічна вуаль - явище неминуче і в більшій чи меншій мірі властиве всім фотоматеріалів. Вуаль виникає повільно і збільшується з тривалістю прояву матеріалу; тому для визначення ступеня вуалювання в розрахунок приймається щільність вуалі, що виникає за час прояви, нормальне для даного матеріалу.
Величина вуалі зростає при зберіганні фотоматеріалів в несприятливих умовах, а також при занадто тривалому їх зберіганні (навіть при строгому дотриманні умов і правил зберігання), в зв'язку з чим на упаковці фотографічних матеріалів завжди проставляється дата випуску їх з виробництва або дата граничного строку їх придатності.
Визначення величини світлочутливості
Світлочутливість визначається величиною, обернено пропорційною кількості освітлення, що створює на даному фотографічному шарі після його прояви задану оптичну щільність.
В якості такої оптичної щільності, т. Е. Критерію для визначення світлочутливості, в сенситометрический системі ГОСТ прийнята щільність, що перевищує оптичну щільність вуалі на 0,2. Щоб визначити загальну світлочутливість випробуваного фотоматеріалу, знаходять на характеристичної кривої точку, відповідну цієї щільності і, опустивши з неї вертикальну пряму на вісь логарифмів експозицій, знаходять, при якій експозиції отримав ась ця щільність; після чого беруть величину, зворотну цієї експозиції.
Так, наприклад, якщо задана оптична щільність вийшла при експозиції в 1/180 лк / сек, то світлочутливість дорівнює 180 од. ГОСТ. Для більшої зручності на сенситометрический бланку паралельно осі логарифмів експозицій нанесена шкала з числами світлочутливості.
За інших рівних умов зйомки більш світлочутливі негативні матеріали дозволяють отримати задовільний негатив при меншій витримці, ніж менш світлочутливі, або проводити зйомку при таких несприятливих умовах освітлення, при яких зйомка на матеріалах низької чутливості може перестати працювати.
Таке ж практичне значення ступеня світлочутливості і позитивних матеріалів. Чим вище світлочутливість фотопаперу, тим меншою витримки вона вимагає при друку.
Світлочутливість фотографічних матеріалів залежить від складу емульсії і способу її приготування. Найбільшу світлочутливість мають бромосеребряние емульсії.
Визначення величини коефіцієнта контрастності.
Контрастністю називається здатність світлочутливого матеріалу передавати яскравості об'єкта, який фотографується з тим або іншим ступенем відмінності щільності почорніння.
Залежно від контрастності фотоматеріалу приріст оптичної щільності при однакових змінах експозиції у різних матеріалів по-різному. Більш контрастні матеріали при рівних умовах сенситометричних випробувань дають великі збільшення оптичної щільності, ніж менш контрастні, внаслідок чого прямолінійний ділянку характеристичної кривої у перших виходить крутіше, ніж у другій, що можна бачити з порівняння трьох характеристичних кривих. Приріст експозицій оптичної щільності показано на малюнку у вигляді сходинок.
Величину коефіцієнта контрастності визначають графічно безпосередньо по сенситометрический бланку. Коефіцієнт контрастності дорівнює тангенсу кута нахилу прямолінійної ділянки характеристичної кривої до осі абсцис.
Як видно з малюнка, можливі три випадки:
Випадок 1. Прирости оптичної щільності AD графічно рівні змін експозицій (висота сходинок дорівнює їх ширині). Кут а нахилу прямолінійної ділянки характеристичної кривої дорівнює 450; тангенс цього кута дорівнює одиниці, що відповідає нормальній передачі контрасту об'єкта.
Випадок 2. Приріст оптичної щільності AD графічно більше змін експозицій (висота сходинок більше їх ширини). Кут а нахилу прямолінійної ділянки характеристичної кривої більше 450; тангенс цього кута більше одиниці, тобто. е. контраст об'єкта переданий з перебільшенням.
Випадок 3. Приріст оптичної щільності графічно менше змін експозицій (висота сходинок менше їх ширини). Кут а нахилу прямолінійної ділянки характеристичної кривої менше 450; тангенс ця га кута менше одиниці, т. е. контраст об'єкта переданий з зменшенням.
Залежно від складу світлочутливої емульсії і способу її виготовлення можуть бути отримані фотографічні матеріали різного ступеня контрастності.
За ступенем контрастності світлочутливі матеріали підрозділяються на особливо м'які, м'які, нормальні, контрастні, особливо контрастні і сверхконтрастние. Відповідні позначення ставляться на упаковці цих матеріалів.
Застосуванням матеріалів різної контрастності можна змінювати характер зображення сфотографованих об'єктів, досягаючи необхідного для кожного окремого випадку ефекту.
У фотографічної практиці при оцінці негативних матеріалів приймається в розрахунок контрастність негативного зображення в порівнянні з фотографованим об'єктом, а при оцінці позитивних матеріалів - контрастність позитиву в порівнянні з негативом.
Визначення фотографічної широти.
Фотографічною широтою називається здатність фотоматеріалу передавати на знімку з однаковим ступенем контрастності більший або менший інтервал яркостей об'єкта зйомки, т. Е. Різницю між найбільш світлими і найбільш темними ділянками фотографується.
Інтервал яскравості об'єкта виражається відношенням, що показує, у скільки разів яскравість найбільш світлої частини об'єкта зйомки більше яскравості найбільш темної його частини. Це відношення називають також контрастом об'єкта. Так, якщо найбільш світлий елемент об'єкта в 100 разів яскравіше найбільш темного його елемента, то інтервал яркостей виразиться ставленням 100: 1, т. Е. Просто числом 100.
Залежно від характеру об'єкта інтервал яскравості його деталей може змінюватися в досить широких межах, досягаючи в деяких випадках 100000. Зазвичай же інтервал яркостей більшості об'єктів не перевищує 150-160. Фотографічна широта визначається інтервалом експозицій, обмеженим точками початку і кінця прямолінійного ділянки характеристичної кривої. Іншими словами, проекцією прямолінійного ділянки характеристичної кривої на вісь абсцис сенситометрический бланка.
У сенситометрії фотографічна широта виражається логарифмам відносини експозицій, що відповідають верхній і нижній точках прямолінійного ділянки характеристичної кривої.
На практиці ж зручніше користуватися не логарифмічною, а арифметичної формою вираження фотографічної широти, т. Е. Ставленням самих експозицій, виражених в люкс-секундах.
Такий вираз фотографічної широти зручно тим, що дозволяє зіставляти її з інтервалами яркостей об'єкта, який фотографується. Практичне значення такого зіставлення полягає в тому, що, знаючи величину фотографічної широти фотоматеріалу і наближено оцінивши інтервал яркостей об'єкта зйомки, фотолюбитель може судити, чи вдасться йому на даному фотоматеріалі правильно відтворити весь інтервал яркостей об'єкта чи ні.
Сучасні негативні матеріали (особливо кіноплівки) характеризуються фотографічною широтою, достатньої для правильного відтворення більшості об'єктів, що зустрічаються в аматорській практиці.
При зйомці об'єктів з інтервалом яркостей більшим, ніж широта емульсії фотоматеріалу, в тих місцях негатива, де зображуються деталі з крайніми яркостямі об'єкта, буде неправильна передача яркостей, що, природно, скажется1Iа якості фотографічного зображення.
З іншого боку, при зйомці об'єкта з інтервалом яркостей меншим, ніж фотографічна широта фотоматеріалу, з'являється можливість легко передати на знімку весь інтервал яркостей об'єкта навіть і при деяких відхиленнях від правильної витримки.
Досвід показує, що майже без жодного збитку для якості фотознімку інтервал експозицій, який можна використовувати для зйомки дещо більший, ніж зазначений вище інтервал експозицій, обмежений фотографічною широтою, т. Е. Для задовільною передачі інтервалу яркостей об'єкта зйомки, можна скористатися і деякими ділянками області недодержек і області передержек характеристичної кривої. Виражається таким чином фотографічна широта називається корисною фотографічною широтою. Фотографічна широта пов'язана з контрастністю фотоматеріалу. Чим вище контрастність матеріалу, тим менше його фотографічна широта.
Визначення спектральної світлочутливості.
Спектральної чутливістю або цветочувствітельность називається чутливість фотографічних матеріалів до променів різних зон спектра.
Характер впливу кольорових променів на фотографічну емульсію має дуже важливе практичне значення, так як в прямій залежності від цього впливу знаходиться відтворення яскравості різних кольорів на фотознімку.
На малюнку графічно показана відносна спектральна чутливість бромосеребряной фотографічного шару і сприйняття кольорів очі. На малюнку можна бачити, що максимум чутливості шару знаходиться в ультрафіолетовій частині спектру, в той час як максимум візуальної яскравості розташований в жовто-зеленій зане спектра.
Усунення зазначеного вище недоліку фотографічних шарів досягається штучним очувствленние фотографічної емульсії до променів довгохвильової частини спектра. Процес цей носить назву оптичної сенсибілізації.
Спосіб оптичної сенсибілізації емульсій заснований на введенні до складу емульсії в дуже невеликих кількостях деяких органічних барвників, які повідомляють емульсії чутливість до тих променів спектру, які ці барвники поглинають. Застосовувані для цієї мети барвники називаються оптичними сенсибілізаторами.
Залежно від характеру спектральної світлочутливості розрізняють світлочутливі шари несенсибілізовані (звичайні), ортохроматичні, ізоортохроматіческіе, ізохроматіческіе, панхроматические, ізопанхроматіческіе і инфрахроматические. Приблизне визначення цветочувствітельності фотографічних матеріалів полягає в зйомці кольоровий таблиці, що складається з ділянок різних кольорів.
Більш точне визначення цветочувствітельності полягає в застосуванні спеціального приладу - спектрографа, що представляє собою з'єднані разом спектроскоп і фотографічна камера. Спектр, що отримується в цьому приладі, за допомогою дифракційної решітки або призми безпосередньо проектується на випробуваний фотоматеріал кілька разів при послідовному переміщенні фотоматеріалу на ширину смуги спектра з поступово змінюваними експозиціями. Одночасна в касету приладу поміщається прозора пластинка зі шкалою довжин хвиль різних випромінювань. Таким чином на знімку спектру виходить зображення і цієї шкали. Такий фотознімок, званий спектрограммой, дозволяє більш-менш точно викреслити криву, що дає наочну картину розподілу світлочутливості цього матеріалу па спектру.
Криві спектральної чутливості різних фотоматеріалів: 1 - несенсибілізованими; 2 - ортохроматичні; 3 - ізоортохроматіческого; 4 - ізохроматіческого; 5 - панхроматичного; 6 - ізопанхроматіческого.
У практиці фотографії цілком достатнім є знання не спектральної, а так званої ефективної зональної світлочутливості, т. Е. Чутливості фотоматеріалу до тієї зоні спектра, до якої очувствлен (сенсибилизирован) цей матеріал.
Визначення роздільної здатності. Роздільною здатністю фотографічного шару називається здатність шару до відтворення найдрібніших деталей, що фотографується. Чим вище роздільна здатність фотографічного шару, тим менше за розмірами деталі фотографируемого і більше число їх цей шари може відтворити в зображенні.
Роздільна здатність фотоматеріалів визначається числом штрихів, що передаються роздільно на одному міліметрі поверхні фотослоя. Випробування фотоматеріалів на роздільну здатність виробляється шляхом фотографування штрихових таблиць в сильно зменшеному вигляді і подальшим розгляданні отриманих зображень в мікроскоп.
Роздільна здатність залежить від ряду властивостей емульсії і в першу чергу від ступеня зернистості. Більш високочутливим емульсій властива велика зернистість і менша роздільна здатність.