СОВЕТСКОЕ ФОТО, №8, 1926 год. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ЭМУЛЬСИЙ

"Советское Фото", №8, ноябрь 1926 год, стр. 223-227

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ЭМУЛЬСИЙ

СУЩЕСТВУЕТ мнение, что на любых доброкачественных пластинках или пленках можно получить хороший снимок, руководствуясь лишь общей чувствительностью, а иногда и цветочувствительностью избранного материала. Каково же бывает разочарование и недоумение с'емщика, когда после проявления он получает жиденький, серенький негатив, монотонный и лишенный контрастов (так что не поможет и контрастная бумага). Бывает, что и плотность, и контраст хороши, но мельчайшие детали размыты, а при с'емке лесных сюжетов осенью — желтую окраску лиственных пород не всегда легко отличить от зелени хвойных лесов. С'емщик обычно винит эмульсию, проявитель, об'ектив, неподходящие условия освещения и т.д. В большинстве же случаев виноват он сам, неправильно подбирая светочувствительный материал.

Не зная основных свойств эмульсии пластинок и пленок, работать на которых мы собираемся, мы тем самым уменьшаем возможности, которые могут быть достигнуты при умелом и рациональном использовании светочувствительного материала. А возможности эти, действительно, велики. Немногие из "опытных" с'емщиков, у которых "глаз — алмаз", сделают с'емку спортивного прыжка в пасмурную погоду, или блондина с голубыми глазами не перекрасят в брюнета с белыми глазами, или, наконец, получат со всеми мельчайшими деталями перспективный снимок при наличии голубой дымки. Конечно, определение всех свойств эмульсии пластинок и пленок — дело довольно хлопотливое, а подчас и невозможное, в виду отсутствия на рынке соответствующих дешевых приборов. Сложное же и дорогое оборудование для испытания светочувствительного материала недоступно не только любителю с его лабораторией "в ванной комнате", но и квалифицированному профессионалу.

Наиболее важными факторами при определении свойств светочувствительных эмульсий являются:

  1. Общая чувствительность Н.
  2. Контраст (фактор проявления) γ
  3. Вуаль D0.
  4. Цветочувствительность.
  5. Способность передавать мелкие детали (разрешающая способность).
  6. Разные физические свойства: прочность, сползание слоя и т. д.

1. Общая чувствительность

Наиболее точной, а теперь и наиболее распространенной системой сенситометрии (определения чувствительности пластинок) является система Хертера и Дриффильда (Х и Д). (H & D).

Рис. 1. Диск с прорезями

Для определения основных свойств эмульсии необходимо пользоваться серией экспозиций, в больших лабораториях обычно получаемых помощью вращающегося диска с точно вычисленными ступенчатыми прорезями (рис. 1). С одной стороны вращающегося диска помещается кассета с испытуемой пластинкой, а с другой — нормальный источник света (рис. 2). Таким образом, пластинка в местах, где прорезь длиннее, в единицу времени получит большее количество света, чем в участке, где прорезь короче. Освещенная пластинка проявляется специально выработанным для этой цели проявителем определенное время и при определенной температуре (18°С). Затем на полученном негативе, называемом сенситограммой (рис, 5), измеряются плотности при помощи фотометра, и по полученным числам строится кривая, называемая характеристической кривой.

Рис. 2. Экспонирование испытуемой пластинки за вращающимся диском. Справа — нормальный источник света — бензиновая свеча

Для изображения результатов фотометрирования данной эмульсии графическим способом, были введены следующие термины:

1.
Прозрачность = T интенсивность света прошедшего  =  J
   интенсивность света упавшего     J0 
2.
Непрозрачность = O интенсивность света упавшего  =  J0  =  1
 интенсивность света прошедшего   J   T 
3. Плотность = D = —lg10T = lg10O.

Х и Д указывают, что негатив должен дать верную передачу распределения света и тени предметов в том случае, если он воспроизводит эти разницы (света и тени) в соответствии с эквивалентными разницами непрозрачности. Это значит, что если все плотности изображены против соответственных экспозиций, то прямая линия должна иметь наклон в 45° (нормальный контраст) по отношению к оси экспозиций. Если линия имеет другой наклон, то плотности негатива будут пропорциональны освещению фотографируемого предмета, но контраст будет иной.

Рис. 3. График для нанесения кривых по методу Х и Д

Типичный график Х и Д мы видим на чертеже 3, на котором изображены две кривые, полученные при различном времени проявления. Эти кривые показывают, что контрастность или пропорциональность между разницами в экспозициях и разницами в плотностях зависит от времени проявления.

Каждая из этих кривых дает известные характеристики, которые общи всем испытаниям, сделанным по этому методу.

Прямолинейный участок кривой показывает на пропорциональность между плотностями и освещением. Этот участок чаще всего называется областью нормальных экспозиций.

Наклон этого участка прямой есть отношение плотности к lg экспозиций, и это отношение называется фактором проявления, обыкновенно обозначаемым буквой γ (гамма). Гамма, равная единице (tg 45°), передает градацию снимаемого об'екта вполне точно. Ниже участка нормальных экспозиций находится отрезок кривой уменьшенного контраста. Этот отрезок называется областью недодержек. Выше области нормальных экспозиций находится другой отрезок кривой, где плотность, достигая максимума, понижается. Этот отрезок носит название области передержек или области соляризации.

Общая чувствительность эмульсии (быстрота) на графике Х и Д получается при продолжении прямолинейного участка характеристической кривой до пересечения с осью экспозиций. Эта точка пересечения называется инерцией. Инерция выражает наименьшую экспозицию, которая определяет начало периода правильной передачи. Инерция не изменяется от времени проявления, как это и видно на графике.

Численное значение общей чувствительности по Х и Д получается, как частное от деления эмпирического числа 34 на инерцию, при условии, что экспозиция была выражена в C.M.S. (секундо-метро-свечах).

Если пластинка проявлена до тех пор, пока не получены максимальные для данной эмульсии плотность и контраст, то фактор ее проявления называется γ ∞ (гамма бесконечности), и величина эта показывает наибольший контраст, который данная эмульсия может дать при проявлении. Если при подобном проявлении получается вуаль в неэкспонированных местах, то она измеряется в единицах плотности и помечается в аттестате в графе: вуаль при γ ∞.

Длина прямолинейного участка характеристической кривой определяет широту (градацию) эмульсии или пределы допустимых экспозиций для получения хороших негативов. Таким образом, если мы предположим, что предмет имеет пределы освещения от 1 до 30, а наша пластинка имеет широту 120, тогда 120/30 = 4. Это значит, что экспозиция для данного сорта эмульсии может быть увеличена или уменьшена против нормальной в четыре раза без изменения правильности передачи в светотенях. Если пределы экспозиции слишком малы, то тени попадут в область недодержек, а сильно освещенные места — в область передержек, и контрасты будут отсутствовать.

Рис. 4.
1 — эмульсия высокой чувствительности;
2 — эмульсия средней чувствительности.

В спортивной и репортажной с'емке чувствительность пластинок — дело первостепенной важности. При выборе сорта эмульсии необходимо учесть все факторы, могущие сообщить выразительность фотографическому изображению при малых экспозициях, единственно возможных при с'емке движущихся об'ектов. Но, как показано на графике (черт. 4), кривая I, соответствующая эмульсии высокочувствительной, имеет область нормальных экспозиций (широту) и контраст, гораздо меньшие, чем таковые же у кривой II, соответствующей эмульсии средней чувствительности. Обе кривые получены при максимальном проявлении. Поэтому при хорошем освещении рациональнее будет употреблять пластинки, имеющие кривую второго типа, то-есть более медленные.

Рис 5. Сенситограмма

Что же делать при с'емке в пасмурную погоду или во время тумана, когда и освещение, и контраст снимаемого предмета уменьшаются? Можно рассуждать таким образом: большинство экспозиций при существующих пластинках падает на область недодержек, где контрасты с нормальным проявлением меньше, чем на снимаемом предмете. В этом случае правильная тональная передача, с точки зрения перспективы, даже и не нужна, и лучше получить преувеличение контраста, чем его отсутствие. Таким образом, выясняется, что для получения контрастных, детальных снимков требуются пластинки средней чувствительности и что в пасмурную погоду, при недодержках, на них, при рациональном проявлении, мы получим более контрастный и рельефный негатив, чем на пластинке высокой чувствительности. Правда, контраст в области нормальных экспозиций может быть чрезмерно велик, но это в некоторых случаях даже желательно. Кроме того, пластинка средней чувствительности имеет способность уплотняться при проявлении больше, чем пластинка высшей чувствительности, что дает возможность в некоторой мере регулировать получаемые плотности и контрасты.

2. Цветочувствительность

Исследование пластинок не останавливается на определении общей чувствительности, контраста, градации и других сенситометрических данных, выявляющих силу и распределение света, действовавшего на пластинку.

Все это важно для простой с'емки в хорошую погоду, когда не преследуется цветоделение. В случаях же цветоделения (пейзажные с'емки осенью, с'емка детей с голубыми глазами и светлыми волосами) или когда производится перспективная, пейзажная с'емка, и вмешательство воздушной дымки, во втором случае, уменьшает и без того несовершенный контраст, — тогда пластинка требует употребления светофильтров, поглощающих ненужные нам лучи.

Употребляя светофильтры, мы, следовательно, делаем с'емку в том участке спектра, который светофильтром не поглощается. Для поглощения синих и фиолетовых лучей, преобладающих в дымке, и для повышения цветного контраста требуется желтый светофильтр. Следовательно, пластинки должны быть очувствлены к желтому цвету, так как их естественная чувствительность находится в сине-фиолетовых лучах.

Очувствление пластинок производится или введением красящего вещества в эмульсию при ее изготовлении, или же купанием готовых пластинок в красящих растворах. Последний метод дает большую цветочувствительность, но меньшая сохраняемость и хлопоты ограничивают употребление приготовленных по этому методу цветочувствительных пластинок.

В общих чертах, цветочувствительные пластинки делятся на два вида: 1) ортохроматические, чувствительные к желтым и желто-зеленым лучам, и 2) панхроматические — чувствительные до некоторой степени ко всему спектру. Наиболее точное определение цветочувствительности, конечно, будет спектрографическое. Спектрограммы, показывающие распределение чувствительности по длине спектра, для некоторых образцовых пластинок представлены на фиг. 7.

Ортохроматические пластинки употребляются наиболее часто с желтыми светофильтрами разных оттенков и имеют большое практическое преимущество в том отношении, что они могут быть проявлены при обыкновенном лабораторном красном свете.

Панхроматические пластинки, употребляемые с оранжевым или красным светофильтрами, обрабатываются в полной темноте или при слабом зеленом свете.

Менее точное определение цветочувствительности производится при помощи особой кассеты с тремя светофильтрами: желто-зеленым, красно-оранжевым и сине-фиолетовым. Эти светофильтры одинаковы по прозрачности для соответствующих каждому из них лучей.

Если пластинки чувствительны ко всему спектру, то за всеми светофильтрами в одно и то же время получим одни и те же почернения. Если же пластинки чувствительны только к определенным лучам, то максимальное почернение будет за светофильтром, пропускающим эти лучи. Принимая чувствительность к сине-фиолетовым лучам за единицу, чувствительность к другим лучам будет выражаться в числах, больших или меньших этой единицы.

Такое выражение цветочувствительности, конечно, будет относительным.

3. Разрешающая способность (фактор резкости)

Вопрос, который возникает в связи со всякой детальной фото-с'емкой, это — размер зерен фотографической эмульсии. Способность эмульсии разделять изображение близко расположенных друг к другу деталей — называется разрешающей способностью или фактором резкости.

Рис. 6. Расположение зерен эмульсии на четырехкратном расстоянии

Разрешающая способность, кроме величины зерен, зависит также от зернистости эмульсии, то-есть соединения отдельных зерен в группы и рассеяния света между зернами в эмульсии. Величина зерен может изменяться в зависимости от чувствительности эмульсии (быстрые пластинки имеют обычно более крупные зерна) и от метода и времени проявления. Практически говоря, изображение двух линий может быть отчетливо разделено в том случае, если зерна бромистого серебра, располагающиеся по осям этих линий, имеют такой диаметр, что расстояние между осями линий является учетверенным диаметром одного зерна (рис. 6).

4. Требования, пред'являемые к светочувствительной эмульсии

В отношении сенситометрических данных, к эмульсии пред'являются следующие требования:

1) Чувствительность. Вообще говоря, высокая чувствительность при наличии подходящего контраста была бы желательна.

Обыкновенно же пластинки высокой чувствительности дают небольшие плотность и контрастность.

Для целей репортажа и спортивной с'емки вполне подходят пластинки чувствительностью в среднем 150 по Х и Д.

2) Контраст. Контраст не-ортохроматических пластинок при нормальном проявлении без вуали должен быть γ = 1,5—2.

Ортохроматические пластинки, применяемые со светофильтрами, должны иметь при максимальном проявлении контраст γ = 2,5.

3) Быстрота проявления. Гамма (γ) приблизительно около 2 должна быть получена при проявлении в течение 2,5 минут при 20° С.

4) Вуаль не должна быть больше 0,25 для нормального проявления и не больше 0,40 при максимальном проявлении.

5) Цветочувствительность должна быть высокой, насколько это возможно.

Рис. 7. Спектрограммы: 1 (сверху) — обыкновенной пластинки. 2 — ортохроматической пластинки. 3 — ортохроматической пластинки с фильтром в слое. 4 — ортохроматической пластинки с повышенной чувствительностью к оранжевому и пониженной к синему цвету. 5 — панхроматической пластинки.

Исследование всех свойств фотографического светочувствительного материала — дело довольно сложное и кропотливое, требующее, как было указано, специального дорогого оборудования. Определение же и сравнение только основных свойств светочувствительного материала — необходимо для продуктивности работы и рационального подбора материалов при различных условиях. Эти испытания вполне доступны лишь тогда, когда на рынке имеются подходящие для практических целей дешевые приборы.

К. КОЛОСОВ