Оглавление
История
развития фотографии
Фотография (от греческих слов «фотос»
— свет и «граф» — рисую, пишу) – светопись,
рисование светом. Под фотографией понимают
конечное изображение, полученное в результате
фотографического процесса.
История фотографии уходит корнями
в глубокую древность. Издавна люди замечали
свойства некоторых веществ и материалов
изменять свой цвет в зависимости от освещения.
Одним из наиболее ярких примеров является
человеческая кожа, которая становится
тёмной при длительном воздействии солнечных
лучей. Наши далёкие предки видели, что
участки кожи, закрытые от солнца одеждой
или украшениями, остаётся светлой. Однако
действительно серьёзное и направленное развитие
фотография получила значительно позже,
в XIX веке нашей эры.
Первой фотографией в мире считается
изображение, сделанное французским изобретателем
Жозефом Нисефором Ньепсом в 1822 году. Этот
человек взял металлический лист, покрыл
его тонким слоем асфальта и выставил
напротив окна своей комнаты. В результате
протаивания асфальта под воздействием
света и был получен снимок с видом из
окна:
Время экспозиции при ярком
свете составило целых восемь часов, однако
для того времени и это было невероятно
большим успехом.
Следующий рывок в истории развития
фотографии состоялся в 1835 году, когда английский
учёный Уильям Генри Фокс Тальбот изобрёл
революционно новый способ создания негативного
фотоснимка, который он назвал калотипией.
Изображение появлялось на бумаге, пропитанной
солями серебра. Первое изображение, полученное
этим методом — это фотография решётчатого
окна дома Тальбота:
Качество изображения получилось
опять-таки не очень высокое, но у калотипии
были очень весомые преимущества. Время
экспозиции составило всего 20 минут. К
тому же, полученный негатив в дальнейшем
можно было использовать для создания
большого количества копий изображения.
В связи с этим, метод Тальбота получил
большое развитие в будущем.
Однако практически в то же
время была изобретена ещё одна технология
— дагеротипия. Этот метод, изобретённый
французом Луи-Жаком Манде Дагером, основывался
на обработке пластины меди, покрытой
серебром, парами нагретой ртути. В качестве
закрепляющего вещества Дагер использовал
обычную поваренную соль, что позволяло
сохранить полученное изображение при
последующем облучении светом. В результате
получасовой выдержки получилась довольно
качественная и чёткая фотография с резкими
деталями и хорошим отображением как светлых,
так и тёмных участков:
Но были у дагеротипии и недостатки.
В первую очередь, это необходимость использовать
вредные, ядовитые пары ртути. К тому же
такие снимки было невозможно копировать.
Тем не менее, и этот метод внёс значительный
вклад в историю фотографию, хотя основное
развитие получила всё же калотипия.
Годом изобретения фотографии
считается 1839, когда в Париже появилась
дагеротипия. На основе своих собственных
исследований и опытов Нисефора Ньепса,
французскому изобретателю Луи Дагеру
удалось сфотографировать человека и
получить устойчивое фотоизображение.
По сравнению с более ранними опытами
время экспозиции сократилось (менее 1
мин). Принципиальное отличие дагерротипа
от современной фотографии – получение
позитива, а не негатива, что делало невозможным
получение копий.
Понятие
о фотографическом процессе
В фотографическом процессе
наиболее часто используют галогениды
серебра (галоидное серебро): бромистое
(АgВr), хлористое (AgCl), йодистое (АgI) и их
сочетания.
Фотографический эффект в общем
виде описывается формулой :
AgBr+hv=Ag+Br,
где hv—энергия фотона (h — постоянная
Планка; v — частота электромагнитных
колебаний); Ag—серебро; Вr — бром.
Энергия, поступающая на галогенид
серебра, вызывает начальную фазу реакции
разложения, происходящую медленно. Для
ее ускорения применяют химические реактивы
(проявители). Образованное при этом металлическое
серебро (Аr) есть та частица, из которой
строится изображение.
Весь процесс получения фотографического
изображения состоит из нескольких этапов.
На первом этапе — съемочном — с помощью
оптической системы строится изображение
на светочувствительном слое фотографического
материала, находящегося в ее фокальной
плоскости. Освещенность отдельных участков
оптического изображения будет пропорциональна
яркостям соответственных участков снимаемого
объекта. В результате взаимодействия
световых лучей и галогенидов серебра
происходит фотохимическая реакция и
образуется, так называемое скрытое изображение.
На следующем этапе, негативном, с помощью
химических реактивов скрытое изображение
превращается в видимое. Продукт этого
этапа — негатив. Негатив- промежуточный
продукт, используется в следующем этапе
для получения позитива, который представляет
собой аналоговую копию объекта съемки.
Строение черно-белых фотографических
материалов
Схема расположения основных
слоев черно-белой аэрофотопленки показана
на рисунке1. На основу (подложку) 5 наносится один
или два фотоэмульсионных (светочувствительных)
слоя 2, 3. Имеются вспомогательные
слои: защитный слой 1(задубленная
желатина) покрывает эмульсионный слой
и защищает его от механических повреждений,
слои 4 обеспечивают
надежное соединение отдельных слоев
и подложки, противоореольный слой 6 поглощает лучи,
отразившиеся от подложки.
Светочувствительный (фотоэмульсионный)
слой изготавливают из фотоэмульсии, которая
представляет собой желатину с распределенными
в ней частицами светочувствительного
вещества (галогенидами серебра).
В качестве основы (подложки)
используют прозрачные и непрозрачные
материалы. К материалам, применяемым
для создания аэрофотопленок, предъявляют
высокие требования: механическая прочность
и эластичность, малая деформация при
сушке после фотохимической обработки,
устойчивость к температурным изменениям
и химическому воздействию реактивов.
Критерием подложки, определяющим
позиционную точность изображения на
снимке, является ее деформация, которая
может быть плоскостной, определяемой
по двум взаимно перпендикулярным направлениям
в плоскости снимка, и вертикальной вследствие
непостоянства толщины аэрофотопленки
(изменение толщины на 4...8 мкм). Плоскостную
деформацию разделяют на равномерную
и неравномерную.
- наибольшую (0,06...0,25 %) равномерную
деформацию наблюдают у пленок на триацетатной
основе, что при формате снимка 180х 180 мм
приводит к изменению длины линии на 0,1...0,5
мм;
- неравномерная деформация (неодинаковая
в различных направлениях) для обоих типов
основ составляет в среднем и»01...0,02 %, что
соответствует на краю снимка 7... 14 мкм.
Параметры светочувствительных материалов
1) светочувствительность –
это способность фотографического материала
реагировать в большой или меньшей степени
на световой поток.
2) цветочувствительность (спектральная
чувствительность) – способность
реагировать на лучи различного
спектрального диапазона. Спектральная
чувствительность фотоматериалов
зависит от типа сенсибилизаторов,
находящихся в фотоэмульсии.
3) коэффициент контрастности
численно равен тангенсу угла наклона
прямолинейного участка характеристической
кривой к оси логарифмов экспозиций Н
. Может быть определен как отношение разности
оптических плотностей к разности логарифмов
экспозиций для точек начала и конца прямолинейного
участка характеристической кривой
Также этот коэффициент может
быть определен графическим способом
на сенситометрическом бланке с помощью
характеристической кривой. Коэффициент
контрастности характеризует свойство
фотоэмульсионного слоя реагировать на
некоторый интервал экспозиций большей
или меньшей разностью оптической плотности
соседних объектов.
4) разрешающая способность
относится к резольвометрическим
характеристикам и определяет способность
фотоэмульсионного слоя раздельно воспроизводить
мелкие близко расположенные детали фотографируемого
объекта. Эта спосбность зависит от размера
зерна фотоэмульсионного слоя: чем больше
зерно, тем меньше разрешающая способность.
5) деформация пленки –
критерий подложки, определяющий
позиционную точность изображения
на снимке. Деформация бывает
равномерная и неравномерная.
Равномерная наблюдается у
пленок на триацетатной основе, что при
формате снимка 180х180 приводит к изменению
длины линии на 0.1 … 0.5 мм; равномерная
деформация может изменяться для различных
кадров в одном аэрофильме двукратно;
при нагревании (при вводе снимка в компьютер
при помощи сканера) величина деформации
может изменяться полуторакратно;
Неравномерная деформация (неодинаковая
в различных направлениях) для обоих типов
основ составляет в среднем 0.01…0.02 %, что
соответствует на краю снимка 7…14 мкм.
Данный вид деформации имеет небольшие
изменения от воздейтсвия различных факторов.
Устройство фотоаппарата
Самая важная часть фотоаппарата
- объектив. Это оптический прибор, проецирующий
на пластинку или пленку световое изображение
фотографируемого предмета. Простая собирательная
линза (увеличительное стекло) дает расплывчатое
нерезкое изображение. Поэтому объективы,
которые применяются в фотографии, обычно
являются сочетанием нескольких (от трех
до восьми) линз, вогнутость или выпуклость
(радиусы кривизны) и состав стекла которых
точно вычислены и соблюдены при изготовлении.
Соседние линзы разделяются воздушным
промежутком или склеиваются.Объектив
монтируется в оправу, соответствующую
конструкции фотокамеры, для которой он
предназначен.
Характеристики объектива:
Фокусное расстояние.
Фокусным расстоянием (главным) называется
расстояние между оптическим центром
объектива и пластинкой (или пленкой) при
резкой наводке на очень удаленный предмет.
Если объектив установлен так, что изображение
очень удаленных предметов (например,
зданий и пр., расположенных не ближе 100
м от аппарата) получается на матовом стекле
резким (это называется наводкой на бесконечность),
то расстояние между плоскостью диафрагмы
объектива и матовым стеклом будет равно
фокусному расстоянию данного объектива.
Фокусное расстояние каждого объектива
- это наименьшее расстояние от оптического
центра его до пластинки, при котором вообще
возможно получить резкое изображение.
Если снимать ближе расположенные предметы,
то расстояние между объективом и пластинкой
приходится увеличивать для того чтобы
сфотографировать предмет в натуральную
его величину (в пределах размера пластинки
аппарата), потребуется растянуть мех
на двойную величину фокусного расстояния
объектива - на двойное растяжение меха.
Из отечественных массовых фотоаппаратов
только "Фотокор" имеет двойное растяжение
меха; поэтому другими аппаратами нельзя
снимать предметы с очень близкого расстояния
(ближе 1,3-1,5 м) без помощи дополнительных
приспособлений.
Фокусное расстояние выражается в сантиметрах
(или в миллиметрах). От его величины зависят
светосила и глубина резко изображаемого
пространства, масштаб изображений предметов
и, кроме того, для каждой определенной
конструкции объектива - наибольший формат
пластинки или пленки, на которой можно
получить резкое до краев изображение.
При съемке с одной и
той же точки объектив с
коротким фокусным расстоянием
дает изображение малого формата
и в мелком масштабе, объектив
с длинным фокусным расстоянием
дает изображение большого формата
и в крупном масштабе. Масштаб
изображений прямо пропорционален фокусным
расстояниям.
Нормальными фокусными расстояниями считаются:
для формата 9x12 см-13,5 сантиметра; для негатива
6x9 см - 11 сантиметров; для негатива 6x6 см
- 7,5 сантиметра; для малоформатного негатива
24x36 мм - 5 сантиметров.
Поле зрения
объектива - круг всего изображения, даваемый
фотографическим объективом. Он состоит из круга резкого
изображения, так называемого поля изображения
объектива, окружённого кольцом более
тёмного и менее резкого изображения,
постепенно переходящего в полную темноту.
Поле зрения зависит от конструкции фотообъектива
и не изменяется придиафрагмировании.
В отличие от угла изображения
объектива практического значения поле
зрения не имеет.
Поле изображения-круг резкого изображения равномерной
яркости, даваемый объективом без виньетирования.
Поле изображения определяет размеры
кадра на фотоплёнке,киноплёнке или фотоматрице,
покрываемого оптическим изображением достаточного
качества. Величина поля изображения зависит
от угла изображения объектива и его фокусного
расстояния.
Угол поля
зренияобъектива-угол между двумя лучами, проходящими
через центр входного зрачка объектива к
наиболее удалённым от оптической оси
отображаемым точкам объекта в пространстве
предметов.
Угол поля
изображения-та часть пространства объектов
съемки, которую можно зафиксировать на
фотоснимке.
Разрешающая способность
объектива – способность объектива различать мелкие
детали. Численная способность разрешения
определяется с помощью специальных мер
и выражается количественной линией различаемых
объективом в 1 мм. изображений. Разрешающая
способность зависит от размера зерна
фотоэмульсионного слоя: чем больше зерно,
тем меньше разрешающая способность.
а – штриховая мира; б - радиальная мира.
Дисторсия –искривление
оптических систем, при которой линейное увеличение изменяется по полю зрения. При этом нарушается геометрическое подобие между объектом и его изображением. Исправляется подбором линз
и других элементов оптической системы
при её разработке. В наименьшей степени
проявляется в объективах симметричной
конструкции.
Изменение освещенности (Е)
в плоскости кадра(снимка). Освещенность
– это отношение светового потока к величине
поверхности (распределение светового
потока по площади), измеряют в люксах
(лк).Eβ=Eo*cosnβ, где n- коэффициент показывающий
скорость освещенности изображения, n=1,
2, 3, 4.