Светлочувствителност на фотоматериала

(1) способността на фотографските материали да образуват изображение, когато са изложени на светлина. По аналогия се определя фоточувствителността към лъчите на невидимото лъчение на IR и UV диапазоните на електромагнитното поле, към рентгеновите лъчи.
(2) числена стойност, която определя количествено способността на фотографските материали да формират изображение, което се използва за определяне на правилната експозиция при фотографиране [1] . Важно условие за определяне на фоточувствителността е стандартизирането на условията за проявяване на фотоматериала.

Светлочувствителността на фотографските материали се измерва в относителни единици: DIN, ISO, GOST и др.

Понятието "светлочувствителност" се използва за правилното експониране на фотографския материал. Следователно, от аналогова фотография, тя беше прехвърлена към цифрова фотография, за да се определи експозицията, подобно на използването на термина в традиционната фотография. Но физическият смисъл на понятието в случая е друг – регулира се степента на усилване на сигнала от матрицата, естеството на използване на пикселните групи и т.н.

Съдържание

Критерият за фоточувствителносте стойността на фотографския ефект, избран в сенситометричната система за определяне на фоточувствителността. През 1870 г. единственият използван критерий е прагът на почерняване. От 1890 г. фотографската инерция (критерий на Хъртър и Дрифийлд) е взета като основа за оценка на фоточувствителността. Сега стойността на плътността се използва при определен градиент на характеристичната крива.

Общата фоточувствителносте количествена мярка за фоточувствителност, определена експериментално при стандартизирани условия за излагане на фотографски материал на бяла светлина (RGB) и последващата му обработка. Измерена чрез получената оптична плътност на фотоматериала,или, за електронни устройства, от големината на изходния сигнал на устройството. Нарича се още интегрална или фотографска чувствителност. За краткост общата фоточувствителност обикновено се нарича фоточувствителност или чувствителност на фотографския материал.

Спектралната светлинна чувствителносте същата количествена мярка, измерена при излагане на монохроматична светлина с определена дължина на вълната. Също така това име се прилага към графиката на зависимостта на спектралната чувствителност от дължината на вълната (или честотата) на електромагнитното излъчване. Чувствителността на повечето филми не е строго еднаква в целия диапазон на видимата светлина с рязко прекъсване на границата. За цветни фотографски материали (фотоленти, фотохартия и др.) сенситометрията използва цветно изображение, което се формира от три багрила в три емулсионни слоя по време на проявяването им. На екрана в полученото цветно изображение цветовете на тези слоеве се наслагват (например адитивен или субтрактивен синтез на цветовете). Числените стойности на сенситометричните параметри се получават за всеки слой поотделно - това е с аналитична оценка. А при необходимост се извършва сенситометрия на едно цяло оптично изображение. Извършва се интегрирана сертификация, т.е. оценка на едно цяло цветно оптично изображение, получено на базата на три отделни цветни слоя. В този случай се използва фотопечат върху стандартна цветна фотографска хартия, последвана от визуална оценка.

Ефективна светлочувствителност- използва се при снимане през светлинен филтър.

Числото на фоточувствителносте количествен израз на общата фоточувствителност, която маркира фотографския материал. Това число и измерената стойност на яркостта или осветеността на сниманите обекти служат занамерете или задайте експозицията.

Скалата за чувствителносте поредица от числа, приети в определена сенситометрична система, показваща стойността на общата светлинна чувствителност на материала. Прилага се към калкулатори на експонометри.

Аритметичната скала е представена като геометрична прогресия, обикновено с коефициент \(\sqrt\приблизително 1,4\), по-рядко \(\sqrt[3]\приблизително 1,26\). Този коефициент е константата на фотометричния клин, който се използва при сенситометрични тестове. Числата в скалата обикновено са закръглени до 2 различни от нула цифри.
По-рядко се използва логаритмична скала, чиито числа съставляват аритметична прогресия на логаритмите на аритметична скала. DIN - логаритмична скала.

ISO стандарт Редактиране

Понастоящем (2001 г. и по-късно) най-широко използваната е индикацията за фоточувствителността на фотографския материал в относителни ISO единици, приета през 1974 г. Преди това тази система се наричаше ASA и имаше още два стандарта за броя на фоточувствителността - DIN и GOST.

Това е чувствителността в стандарта ISO, която е посочена от производителя в инструкциите за фотоапарати и филми и се използва и на скалата на експонометра.

Определяне на ISO скорост за филми Редактиране

Намерете експозицията, при която оптичната плътност на филма (след проявяване по стандартизиран процес) превишава плътността на неекспонирания филм с 0,1. След като разделим 0,8 на това число, получаваме чувствителността в линейни единици ISO.

За черно-бели филми "стандартният процес" е проявяване в стандартен проявител на метал; за цвят - развитие по съответния процес.

Определя се времето за развитиепостигане на средния градиент, определен от стандарта в определен участък от характеристичната крива. За начало се приема точката D0 + 0,1, за край е точката с експозиция 20 пъти по-голяма (в логаритмични единици 1,3). Увеличаването на плътността на почерняване в тази област трябва да бъде 0,8 ± 0,05.

Имайте предвид, че в зависимост от режима на проявяване, светлочувствителността на филма може да се увеличи или намали. По-конкретно, има начини да се повиши светлочувствителността на черно-бял филм няколко пъти в сравнение с проявителя на метол.

Фотографските материали, които не отговарят на описаните изисквания, не се обозначават с номер за чувствителност. Те използват "индекс на експозиция", наричан E.I. и приблизително съответстваща (в числова стойност) на ISO чувствителността, която може да се използва при измерване на експонацията. [3]

Надценяване на скоростта на филма от производителя Редактиране

Светлочувствителност след обработка на експозицията Редактиране

Всеки от прилаганите методи, ефективен за черно-бели филми, има ограничено приложение за цветни фотографски материали, тъй като води до значителна промяна в цветовия баланс.

Лицеви опори(англ. лицеви опори) - промяна на условията за проявяване на фотографски материал за повишаване на ефективната чувствителност:

Време за проявяване - Удвояването на времето за проявяване в сравнение със стандартното за този материал води до увеличаване на ефективната чувствителност с 1,4-1,7 пъти, в зависимост от кинетиката на конкретни вещества, и до увеличаване на контраста с 1,1-1,3 пъти. В същото време плътността на булото се увеличава;
Концентрацията на проявяващото вещество - ;
Температура на проявителя - ;

Латенсификация(лат. latens - скрит и лат. facio - правя) - усилване на съществуващо скрито изображение във фотоматериал, което служи за повишаване на ефективната светлочувствителност. Най-лесният начин е слабо допълнително осветяване на фотослоя след основната експозиция преди проявяване. Допълнителен ефект от този вид е увеличаването на нестабилните центрове на латентния образ и преминаването им в стабилно състояние. Интензитетът на осветяване се избира така, че повишаването на нивото на воала да не надвишава 0,05–0,01. При това условие фоточувствителността може да се увеличи 2-4 пъти. В най-голяма степен се повишава чувствителността на нискочувствителните материали. Подобно на свръхчувствителността, латентността води до лошо възпроизводими резултати. [4]

Техники за повишаване на светлочувствителността преди експозиция Редактиране

Свръхчувствителност(от гръцки. hyper - над, над и сенсибилизация) - Обработка на фоточувствителен материал преди експониране, промяна на свойствата на фотографския слой в посока на подобряване на условията за формиране на латентен образ по време на снимане.

Измиване на филма във вода и след това изсушаване. Този метод се основава на намаляване на концентрацията на халогенни йони във фотографска емулсия. Поради това техният инхибиторен ефект се отслабва и се намаляват рекомбинационните явления, които разрушават центровете на латентния образ.
Потапяне на фотолента във воден разтвор на амоняк и/или сребърен нитрат. Това действие повишава концентрацията на сребърни йони върху повърхността на микрокристалите.
Лечение с живачни пари. Отлагането на живачни атоми в центровете за светлочувствителност променя тяхната активност.
Насищане на фотографска емулсия с водород. По време на последващо снимане халогенните йони до голяма степенградуса се свързват с водород, като по този начин намаляват техния инхибиращ ефект, както в случая на измиване с вода.
Нагряване на фотоматериал до температура 50-60°C. Това води до увеличаване на концентрацията на подвижни сребърни йони (оставени от възлите на кристалната решетка в резултат на топлинни вибрации. Такива йони се наричат още интерстициални).
Третиране в разтвор на триетаноламин.
Слабо предварително осветяване на фотографския материал, което не води до образуване на скрито изображение като такова, но увеличава броя на нестабилните центрове на латентното изображение.

В най-голяма степен при хиперсенсибилизация се променя допълнителната фоточувствителност, а не собствената.
Ефектът, постигнат чрез свръхчувствителност, като правило, продължава няколко часа, така че лечението се извършва непосредствено преди заснемането или хиперсенсибилизираният материал се съхранява на хладно място между процедурата на свръхчувствителност и експозицията.
Тъй като, за разлика от производството на фотографска емулсия, свръхчувствителността може да възникне при различни по-малко контролирани условия, тя често дава нестабилни, слабо възпроизводими резултати. [5]

Тези основни свойства ограничават прилагането на свръхчувствителност. Дълго време хиперсенсибилизацията се използва широко за повишаване на чувствителността на инфрачервените филми. С развитието на електронните фоточувствителни елементи обаче са постигнати по-добри резултати в тази област на спектъра.

Светлочувствителност на позитивни фотографски филми Редактиране

За позитивни филми се използва стандартен позитивен проявител.

Основата на фотоемулсионния слой е конгломерат от светлочувствителни микрокристали ("зърна")сребърни халиди (хлорид, бромид и йодид) в колоидни системи, равномерно разпределени в желатин или друг защитен колоид. Всъщност фотографският филм е слой от сух желатинов гел с микрокристали (кубични или кубоктаедрични) от сребърен халогенид, които се образуват след нанасяне на емулсия върху гъвкави или твърди прозрачни субстрати (филми от органични оптични материали или листово стъкло), последвано от изсушаване.

Светлинната чувствителност се увеличава с увеличаване на размера на микрокристала. В същото време зърнистостта на полученото изображение също се увеличава.

Редактиране на спектрална сенсибилизация

Светлинната чувствителност на сребърнохалогенидните материали може да бъде представена като сумата отприсъщата (естествена) светлинна чувствителностна сребърните халогениди идопълнителната светлинна чувствителностпоради абсорбцията на електромагнитно излъчване от молекули на специално вещество, адсорбирано върху повърхността на микрокристали от сребърен халогенид - сенсибилизатор. Някои органични багрила обикновено действат като такива. По този начин се получават фотографски филми с различна спектрална чувствителност.

Например допълнителната чувствителност на изохроматичните материали е 65% от общата при светлината на лампите с нажежаема жичка и около 32% при дневна светлина.

Основният елемент на фотосензорната матрица (снимка) се състои от фотодиоди - (пиксели) - отделни светлочувствителни елементи, които реагират на електромагнитно излъчване (включително светлина). В отделния му елемент (пиксел) под действието на падащ светлинен лъч се генерира електрически заряд. По този начин фоточувствителността на матрицата е сумата от фоточувствителността на всички нейни фотодиоди - (пиксели) и най-общо зависи от:

интегрална светлочувствителност, което е съотношението на големината на фотоелектричния ефект (в милиампери) към светлинния поток (в лумени) от източника на излъчване, чийто спектрален състав съответства на волфрамова лампа с нажежаема жичка (този параметър ви позволява да оцените светлинната чувствителност на сензора като цяло);
монохроматична фоточувствителност- съотношението на големината на фотоелектричния ефект към големината на светлинната енергия на излъчването (в милиелектронволта), съответстваща на определена дължина на вълната;

Измерване и промяна на светлочувствителността на фотосензорите Редактиране

Сенситометрия на фотосензор Редактиране

Всеки фоточувствителен материал има свой собствен диапазон от изходни стойности, който определя фотографската ширина. Измерваме и впоследствие използваме изходния сигнал, като отчитаме възможността за получаването му в зоната на директното сечение (XK) (виж фиг. 1). Това ограничава влиянието му върху получената стойност на фотографската ширина. В зависимост от избора на ISO стойност от 100 до 1600, ъглите на наклона (HK) отα1 доα5 се увеличават, а оптималните стойности (FS) намаляват, оптималните диапазони на заряд (плътност) на пикселите намаляват. В този случай графиката се измества по оста на експозицията (абсцисата) наляво. Тези. тъй като чувствителността (ISO) се увеличава, шумовата зона се увеличава и обхватът на "плътността" или количеството заряд на всеки пиксел намалява.