Хант Р.В.Г. Цветовоспроизведение

Подождите немного. Документ загружается.

позитивного фотоматериала должна при этом высчитываться из значений гранулярно

сти, полученных при разных уровнях экспозиции фотоматериала.

Описанные принципы в равной мере применимы как к фотобумагам, так и к копи

ровальным дубльпленкам, хотя при этом, конечно, следует учитывать еще и коэффи

циент увеличения изображений.

18.7.6 Динамика гранулярности цветных и черно@белых фотопленок

На рис. 18.9 даны результаты измерений среднеквадратичной гранулярности цвет

ной негативной фотопленки в сравнении с тем же показателем у пленки

бромсеребряной (чернобелой). Мы видим, что у данной конкретной пленки грану

лярность вначале растет по мере роста оптической плотности элементов изображения,

достигает максимума, после чего падает, но затем вновь начинает расти, достигает вто

рого максимума (который, правда, уже несколько ниже, чем первый) и вновь падает

(Morris и Wait, 1971). Данный тип колебания гранулярности в зависимости от оптиче

ской плотности элементов изображения весьма специфичен у цветных фотопленок, и

одна из причин тому — двойной полив каждого из светочувствительных эмульсион



411

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рис. 18.7 Кривая оптических плотностей (сплошная линия) и кривая среднеквадратичной гра

нулярности (пунктирная линия) цветной обращаемой пленки как функция от десятичного ло

гарифма экспозиции. Гранулярность достигает максимума на оптической плотности порядка

2.0, при этом максимум зернистости (перцепционный показатель) обычно приходится на 1.0,

поскольку в темных областях изображения визуально распознать его гранулярную структуру

труднее.

412

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рис. 18.8 Пример, иллюстрирующий высочайшую резкость, достижимую с помощью субтрактивных цветных фотопленок и современ

ных сканеров (см. разделы 18.16 и 29.7). Воспроизведено с кадра, выполненного на слайдпленке Kodachrome размером всего лишь

16´25 мм.

413

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

ных слоев (как уже отмечалось, один из способов повышения фотографической широ

ты фотопленок — это использование двух эмульсий с широким диапазоном размера зе

рен галоидного серебра).

Однако если нам удастся так изготовить эмульсию, что крупные, высокочувстви

тельные, зерна окажутся у поверхности эмульсионного слоя, а все мелкие, низкочув

ствительные, около его основания, то, с одной стороны, мы добьемся высокой чувстви

тельности фотоматериала (поскольку высокочувствительные зерна будут подвергать

ся воздействию света без какоголибо поглощения или рассеяния вышележащими зер

нами), с другой — увеличим фотографическую широту фотопленки, поскольку чувст

вительность мелких, низкочувствительных, зерен галоидного серебра, лежащих в ос

новании слоя, благодаря поглощению и рассеянию света вышележащими крупными

зернами будет еще ниже.

Одним из приемов, позволяющих добиться требуемого взаиморасположения зерен

галоидного серебра, является полив т.н. двухкомпонентных эмульсионных слоев: вна

чале поливается нижняя (мелкозернистая, низкочувствительная) эмульсия, а затем

эмульсия верхняя — грубозернистая и высокочувствительная (Kennel, Sehlin, Rein

king, Spakowsky и Whittier, 1982; Vervoort и Stappaerts, 1980) (см. рис. 18.10).

Когда описанным выше способом отлита чернобелая эмульсия, гранулярность

проявленного изображения по мере роста оптических плотностей его элементов внача



414

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рис. 18.9 Характеристики среднеквадратичной гранулярности цветной и чернобелой негатив

ных фотопленок. Хорошо видно, что гранулярность цветной пленки с ростом экспозиции начи

нает быстро расти, а затем падает. Для обеспечения минимума зернистости цветных негатив

ных фотопленок крайне важно избегать их недоэкспонирования.

ле будет быстро расти (поскольку при малых значениях экспозиции на свет в первую

очередь реагирует высокочувствительная эмульсия). Вместе с тем на больших значе

ниях экспозиции рост замедлится, поскольку экспонироваться начнет эмульсия низ

кочувствительная.

Однако, в цветных фотопленках, в которых изза «склеивания» облаков красите

лей гранулярность высокочувствительной эмульсии падает по мере роста оптических

плотностей, динамика гранулярности может оказаться совсем не той, что показана на

рис. 18.9. В тех ситуациях, когда необходим минимум зернистости, при использова

нии пленок такого типа крайне важно избегать недодержек, и сие, как мы видим, диа

метрально противоположно практике чернобелой фотографии, в которой, благодаря

росту гранулярности по мере роста оптической плотности, минимальных значений

зернистости добиваются на минимально допустимых экспозициях.

Наконец, отметим, что иногда с целью повышения общей чувствительности цвет

ных негативных фотопленок высокочувствительная «красная» эмульсия поливается

поверх низкочувствительной «зеленой» (Meyers и Dalton, 1979; Maude, 1980; Vervoort

и Stappaerts, 1980) (см. рис. 18.10).

18.8 МЕТОДЫ ПОНИЖЕНИЯ ГРАНУЛЯРНОСТИ

ЦВЕТОФОТОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Основным методом понижения гранулярности цветных фотопленок является оп

тимизация соотношения «фотографическая чувствительность / размер галогенсереб

ряного зерна» в галогенсеребряных эмульсиях, а также соотношения «размер облака

красителя / размер галогенсеребряного зерна» в эмульсиях цветных.

18.8.1 Управление выходом красителей

Цветное проявление повышает оптическую плотность и коэффициент контрастно

сти красочного изображения в сравнении с соответствующим ему изображением се

ребряным. Следовательно, с целью обеспечения адекватного тоновоспроизведения ко

личество галогенида серебра в эмульсии уменьшают. Сие, однако, повышает величину

гранулярности, поскольку данная оптическая плотность достигается теперь за счет

проявления относительно меньшего числа зерен по данному участку цветного фотома

териала. Таким образом, величину гранулярности можно уменьшить, если понизить

эффективность реакции образования красителя, то есть если для образования краси

теля будет задействовано большее количество активированных зерен галоидного се

ребра. Добиться сего можно либо несколько уменьшив концентрацию куплера в слое

(благодаря чему не все окисленное проявляющее вещество вступит в реакцию сочета

ния), либо добавив в слои фотоматериала т.н. конкурентный куплер (или же в прояви

тель). Конкурентный куплер, реагируя с частью молекул окисленного проявляющего ве

щества, образует растворимое соединение, легко уходящее из слоев фотоматериала.

Сегодня в качестве конкурирующего куплера активно используется цитразиновая

кислота,

вводимая в состав цветного проявителя (Thirtle и Zwick, 1964). Сходного эф

фекта добиваются, используя т.н. DIRкуплеры (см. раздел 17.11) (Barr, Thirtle и Vittum,

1969).

415

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Пиридиновое производное, применяемое в процессе «Е6». — Прим. пер.

416

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рис. 18.10 Поперечный разрез эмульсии влажного (разбухшего) цветного фотоматериала, увеличенный в 1100 раз (напомним, что

при высыхании толщина эмульсии уменьшается в пять раз):

(а) — типичная негативная фотопленка (Kodacolor II) перед обработкой (засвеченный фрагмент). Синечувствительный слой рас

положен над желтым фильтровым слоем, что предохраняет нижележащие слои фотоматериала от экспозиции коротковолновым

(«синим») светом. Нижний слой в данном примере — противоореольный (см. раздел 18.16), над которым хорошо виден красно

чувствительный эмульсионный слой. Над красночувствительным слоем располагается тончайший промежуточный слой, а по

верх него — слой зеленочувствительный. Зерна галоидного серебра в эмульсионных слоях хорошо различимы, однако увеличе

ние недостаточно для того, чтобы продемонстрировать масляные микрокапли, в которых заключены краскообразующие компо

ненты. Розоватый оттенок красночувствительного слоя и желтоватый оттенок слоя зеленочувствительного обусловлены присут

ствием окрашенных куплеров;

(b) — та же пленка, но после обработки: в синечувствительном слое образовался yellowкраситель, в зеленочувствительном —

magenta, в красночувствительном — cyan. Хорошо видно, что каждый из красочных слоев — двухкомпонентен, а внимательное

рассматривание левого верхнего изображения (а) дает возможность разглядеть, что во всех трех слоях верхние субслои содержат

гораздо более крупные зерна галоидного серебра, нежели нижние. Таким образом, высокочувствительный компонент в каждом

слое находится поверх низкочувствительного, что позволяет поднять общую светочувствительность фотоматериала. В данном

примере высокочувствительные компоненты слоев были полностью проявлены, и образованные ими облака красителей слились

в единую и равномерную красочную массу; нижние субслои демонстрируют некоторую гранулярность (см. раздел 18.7). Желтый

фильтровый слой, восстановленное серебро, непроявленный галогенид серебра, а также противоореольный слой были полностью

удалены при обработке (см. раздел 17.9);

(a)

(b)

417

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

(с) — сверхвысокочувствительная негативная фотопленка (Kodacolor VR1000) до обработки (засвеченный фрагмент).

(d) — она же после обработки. Для повышения светочувствительности поверх обычного зеленочувствительного слоя полит высо

кочувствительный «красный» слой, а поверх него — высокочувствительный «зеленый». В данном примере обычный желтый

фильтровый слой отсутствует, поскольку чувствительность эмульсий, использованных в нижних слоях, расширена относитель

но их исходной коротковолновой чувствительности в направлении средних и длинных волн (чего обычно добиваются путем уве

личения соотношения «площадь поверхности зерен галогенида серебра/единица объема слоя», а также за счет придания зернам

галоидного серебра таблитчатой формы [Tgrainтехнология] — см. раздел 18.8). На разрезе необработанной пленки (с) Тзерна за

метны в виде тонких черточек. Необесцвечивающийся желтый фильтровый слой, находящийся между красночувствительным и

зеленочувствительным слоями, позволяет облегчить приладку хроматического баланса при печати.

(е) — образец цветной обращаемой фотопленки (Kodachrome 25), обработанной проявителем, содержащим краскообразующие

компоненты (неэкспонированный фрагмент). В каждом слое высокочувствительный компонент находится поверх низкочувстви



тельного. Хорошо видно, что общая толщина слоев ощутимо меньше, чем в традиционной фотопленке с внедренными куплерами,

что дает ощутимый выигрыш в субъективной резкости изображений (см. раздел 12.7).

(f) — цветная фотобумага (Ektacolor) после обработки (засвеченный фрагмент). Yellowизображение расположено внизу с целью

минимизации визуальной различимости фактуры бумажной подложки фотоматериала (см. раздел 18.17). В некоторых цветных

пленках с целью достижения максимальной субъективной резкости результирующего изображения magentaизображение рас



полагается вверху, а yellowизображение — внизу (см. разделы 12.11 и 18.16).

Микрофотографии любезно предоставлены Фрэнком Джаддом (Kodak Research Laboratories, Harrow).

(e)

(f)

С помощью уже упомянутых и некоторых других методов размер облаков красите



ля можно уменьшить, а их количество на единицу площади (при данной оптической

плотности) — повысить, и, следовательно, уменьшить величину гранулярности. Было

показано, что у цветных изображений, равно как и у изображений серебряных, сред

неквадратичная гранулярность при данном размере считывающей апертуры обратно

пропорциональна корню квадратному из количества центров активации галоидного

серебра (Zwick, 1965).

18.8.2 T@grain@технология

Если на единицу объема эмульсионного слоя повысить площадь поверхности зе

рен, то тем самым можно увеличить количество красителя, абсорбирующегося на по

верхности этих зерен. Понятно, что площадь поверхности зерен проще всего повы

сить, уменьшив их физический размер (но при этом неизбежно понизится чувстви

тельность фотоматериала). Также существенно поднять площадь поверхности зерен

можно, если изменить их форму. Один из путей такого изменения — это выращивание

кристаллов т.н. таблитчатой формы, то есть, проще говоря, выращивание плоских

кристаллов (т.н. Tgrainтехнология).

Tgrainтехнология повышает как светочувствительность слоев фотоматериала,

так и результирующий выход красителей. Плюс к тому за счет использования

Tgrainкристаллов удается радикально поднять чувствительность серебряных слоев

к свету средневолновой («зеленой») и длинноволновой («синей») частей видимого

спектра относительно нативной коротковолновой («синей») чувствительности галоге

нида серебра (в результате чего отпадает всякая необходимость в использовании жел

того фильтрового слоя, что, в свою очередь, еще повышает светочувствительность фо

томатериала) (см. раздел 18.10).

18.9 РЕЗКОСТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Коль скоро свет в проявленных фотографических слоях рассеивается, то понятно,

что по мере увеличения изображения визуальное размытие границ между элементами

этого изображения усиливается, то есть происходит, как говорят, «размытие краев» (в

результате чего мелкие детали изображения рано или поздно полностью исчезают).

Степень увеличения изображения, при которой данный эффект никак не проявляет

себя визуально, является мерой резкости этого изображения.

18.9.1 Факторы, влияющие на резкость

18.9.1.1 Гранулярность

Гранулярная структура изображения, безусловно, может оказать влияние на его

резкость, но, как правило, сие весьма малозначащий фактор, и помимо него существу

ет ряд других, более важных факторов.

18.9.1.2 Характер оптического изображения

Хорошо известно, что когда т.н. оптическое изображение, экспонирующее фотома

териал, размыто (что может оказаться следствием несфокусированности этого изобра

жения объективами фотоаппарата и/или фотопринтера, а также наличия оптических

аберраций в этих объективах, или вибрации изображения в период экспозиции, а так



418

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

же низкой глубины резкости объективов), то результирующее изображение на этом

фотоматериале в определенной степени размывается вне зависимости от того, на

сколько рассеивается свет слоями.

18.9.1.3 Химические процессы

Еще одной причиной снижения резкости может явиться разнонаправленная диф

фузия химических агентов в период обработки фотоматериала. В результате изобра

жение фотографическое окажется лишь размытой копией изображения оптического.

***

В заключение раздела отметим, что резкость — это важнейший критерий качества

фотографических изображений, который мы обязаны были обсудить в контексте раз

говора об их структуре и в дополнение к разговору о гранулярности (см. рис. 18.1).

18.10 ФОКУСИРОВКА

Само собой разумеется, что для получения резких изображений нужно, чтобы фо

томатериал находился в оптическом фокусе объектива фотоаппарата и/или фотоуве

личителя (принтера или копировального аппарата).

18.10.1 Фотоаппараты с фиксированным положением объектива

У простейших камер позиция объектива относительно плоскости фотопленки фик

сирована, что несколько ограничивает диапазон расстояний от аппарата до объекта

съемки фокусировки (см. раздел 18.11).

18.10.2 Фотоаппараты с переменным положением объектива

Фотоаппараты среднего уровня дают возможность управления расстоянием от объ

ектива до плоскости пленки. Такое управление реализуемо за счет:

— некоего дискретного набора позиций, таких как «общий план», «группа»,

«портрет»;

— приблизительного позиционирования расстояния по специальной метрической

или футовой шкале;

— использования специального дальномера;

— зеркальной системы фокусировки.

18.10.3 Автофокусировка

Автоматическая фокусировка изображения, применяемая в фотоаппаратах высо

кого класса, осуществима на базе следующих основных принципов:

18.10.3.1 Принцип системы Honeywell Visitronic

Два объектива, находящиеся на расстоянии нескольких сантиметров друг от дру

га, образуют два изображения на сенсоре, состоящем из массива CCDэлементов. Спе

циальное зеркало сдвигает одно из изображений до тех пор, пока наборы сигналов от

обоих изображений не достигнут максимума корреляции. Зеркало настроено так, что

419

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

его позиция четко коррелирует с расстоянием объекта фокусировки (British Journal of

Photography, 1977).

18.10.3.2 Принцип системы Polaroid Sonar Autofocus

Принцип системы Polaroid Sonar Autofocus построен на определении времени дос

тижения ультразвуковой волной объекта съемки и ее возврата назад к ультразвуково

му детектору фотоаппарата (Mannheim, 1978; Crawley, 1979).

18.10.3.3 Прочие системы автофокусировки

Прочие устройства автофокусировки посылают импульсный свет (или инфракрас

ное излучение) в направлении объекта съемки и определяют количество света (излуче

ния), вернувшегося назад. Количество вернувшегося света коррелирует с расстоянием

до объекта, имеющего средний коэффициент отражения.

***

Все перечисленные системы автофокусировки находят применение, но и все они

ошибаются в нестандартных ситуациях, к примеру таких, как съемка через оконное

стекло. Однако важнее всего отметить, что ни одна из упомянутых систем не в состоя

нии решить проблему одновременной фокусировки объектива на разноудаленные объ

екты.

18.11 ГЛУБИНА РЕЗКОСТИ

Когда мы рассматриваем ту или иную сцену, то создается впечатление, что все ее

объекты (на какое бы расстояние они ни были удалены от нас) находятся в фокусе. Од

нако на самом деле сие верно лишь отчасти, поскольку глаз непрерывно «сканирует»

сцену от предмета к предмету, оперативно меняя при этом свое фокусное расстояние

(т.н. явление аккомодации, способность к которой с возрастом снижается, что прояв

ляет себя в затруднении фокусировки при чтении): так происходит потому, что зрение

в первую очередь ориентировано на распознавание объектов, а не на исследование оп

тических феноменов.

Очевидно, однако, что создание документально точного изображения сцены требу

ет того, чтобы объекты, расположенные на разных расстояниях от фотоаппарата,

были воспроизведены в изображении этой сцены равновелико резкими (см. рис. 6.20),

то есть, т.н. глубина резкости изображения должна быть достаточно большой.

Достижение необходимой глубины резкости предъявляет к объективу фотоаппара

та определенные требования, речь о которых ниже.

Чтобы вычислить диапазон расстояний, в котором значимые объекты сцены на ее

изображении будут выглядеть приемлемо резкими, необходимо сделать допущение,

что два точечных объекта создают на задней поверхности объектива два точечных изо

бражения, визуальное угловое расстояние между которыми не превышает 1/1000 ра

диан (3.6 угловых минуты), что эквивалентно объекту диаметром 0.25 мм, рассматри

ваемому с расстояния 250 мм. Следовательно, если объектив камеры сфокусирован по

предметам, расположенным на плоскости, удаленной от объектива камеры на рас

стояние l

, то объекты, расположенные на двух других плоскостях, удаленных от объ

ектива соответственно на l

и l

, будут резкими, если точки, расположенные на этих

плоскостях, образуют на задней поверхности объектива изображения, угловое рас



420

ГЛАВА 18 СТРУКТУРА ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ