Sensibilitatea la lumină a unui material fotografic este o caracteristică a unui material fotografic , reflectând capacitatea acestuia de a-și schimba densitatea optică sub influența luminii și a dezvoltării ulterioare [1] . Sensibilitatea la lumină este invers proporțională cu expunerea , care este necesară pentru a obține o densitate optică dată [2] . Ramura metrologiei care studiază sensibilitatea la lumină a materialelor fotografice se numește sensitometrie . Unitățile ISO utilizate în prezent pentru a indica fotosensibilitatea sunt internaționale și sunt standardizate de organizația cu același nume.
Conceptul de sensibilitate la lumină utilizat în fotografia digitală nu are nimic de-a face cu sensibilitatea materialelor fotografice, deoarece principiile sensitometriei nu sunt aplicabile metodelor electronice de înregistrare a imaginilor. În plus, fotografia digitală folosește o valoare care reflectă nu atât sensibilitatea matricei , cât proprietățile ADC -ului camerei și algoritmii de conversie a datelor sale în coordonatele spațiului de culoare [3] .
Cu toate acestea, sistemele de măsurare a expunerii camerelor digitale utilizează echivalentul ISO pentru a permite principiile clasice de control al expunerii împrumutate din fotografia analogică .
Căutarea celui mai precis sistem de măsurare ISO a început imediat după inventarea fotografiei pentru a cuantifica expunerea necesară pentru a produce o imagine de calitate. Cu toate acestea, primele progrese în acest domeniu au apărut simultan cu procesul de gelatină de argint , care a înlocuit dagherotipul imprevizibil și procesul de colodion umed . În același timp, principala dificultate a fost că densitatea optică a imaginii negative sau pozitive rezultate depinde nu numai de intensitatea expunerii, ci și de modul de dezvoltare. Creșterea timpului de dezvoltare duce la o creștere a densității optice, dar fotosensibilitatea este afectată într-o măsură mult mai mică. Prin urmare, principala problemă a oricărui sistem sensitometric este criteriul de fotosensibilitate , care permite determinarea cea mai precisă a capacității unei emulsii fotografice de a răspunde la lumină și nu depinde de alți factori.
Primul criteriu, folosit încă din anii 1870 , a fost pragul de înnegrire, adică expunerea minimă care dă o densitate detectabilă [2] . Un astfel de criteriu a fost folosit în majoritatea sistemelor de referință, de exemplu, Scheiner ( germanul Julius Scheiner ), Eder ( germanul Josef Maria Eder ) și Wynn. În 1890, oamenii de știință englezi Herter ( ing. Ferdinand Hurter ) și Driffield ( ing. Vero Charles Driffield ) au formulat conceptul de curbă caracteristică . Ca criteriu de fotosensibilitate a fost ales punctul de inerție (criteriul Hurter-Driffield) — punctul de intersecție al tangentei la secțiunea rectilinie a curbei caracteristice cu axa logaritmului de expunere. În URSS , scala de fotosensibilitate Hörter și Driffield, abreviată ca „X și D” ( ing. H&D ), a fost utilizată oficial din 1928 până la trecerea la unitățile GOST în conformitate cu standardul GOST 2817-50 [2] . În același timp, scara H&D folosită în Marea Britanie nu a coincis cu cea sovietică [4] . Standardul X și D a fost înlocuit în URSS de scara GOST în octombrie 1951 [5] .
În sistemul sensitometric modern ISO, densitatea optică normalizată este utilizată ca criteriu , adică densitatea depășește densitatea totală a vălului și a substratului cu o anumită valoare de prag. Expunerea necesară pentru a obține o astfel de densitate servește ca punct de referință pentru determinarea fotosensibilității. Pentru diferite tipuri de materiale fotosensibile: negative, pozitive, reversibile etc., în aceleași sisteme de măsurare sunt acceptate valori diferite ale acestui criteriu. De exemplu, pentru materialele film fotografice negative alb-negru, densitatea pragului este considerată a fi 0,1 deasupra vălului [6] . Dezvoltarea în continuare a tehnologiilor de fotoproces a necesitat îmbunătățirea sensitometriei, ceea ce a necesitat măsurarea fotosensibilității filmelor și hârtiei colorate multistrat. Fiecare dintre straturile sensibile la lumină ale unor astfel de materiale are propria sa sensibilitate la lumină, adesea diferită de cele învecinate. În plus, densitatea optică a materialelor colorate este creată nu de argint metalic , ca în alb-negru, ci de coloranții care alcătuiesc o imagine color.
Fotosensibilitatea totală este o măsură cantitativă a fotosensibilității, determinată experimental în condiții standardizate pentru expunerea materialului fotografic la lumină albă și prelucrarea ulterioară în laborator. Măsurată pe baza caracteristicilor sensitogramei rezultate. Denumită și sensibilitate integrală sau fotografică. Pentru concizie, fotosensibilitatea totală este de obicei numită fotosensibilitate sau sensibilitatea materialului fotografic.
Sensibilitate la culoare - pentru materialele fotografice alb-negru, sensibilitatea relativă la diferite culori din spectrul vizibil și zonele adiacente. Sensibilitatea culorii este definită în termeni de sensibilitate efectivă și este adesea exprimată prin multiplicitatea unui filtru de culoare normalizat [7] .
Sensibilitate efectivă - fotosensibilitate la radiații cu o anumită compoziție spectrală [7] .
Sensibilitatea spectrală - sensibilitatea la lumină măsurată atunci când este expus la lumină monocromatică de o anumită lungime de undă.
Numărul de fotosensibilitate ( indicele de expunere ) este o expresie cantitativă a fotosensibilității totale, care marchează materialul fotografic. Acest număr și valoarea măsurată a luminozității sau iluminării obiectelor fotografiate sunt folosite pentru a găsi expunerea corectă .
Scala de fotosensibilitate este succesiunea valorilor numerelor de fotosensibilitate adoptate într-un anumit sistem sensitometric. Aplicat calculatoarelor de expunere . Există două tipuri de scale: aritmetică și logaritmică [8] .
De la începutul anilor 2000, cea mai răspândită indicație a sensibilității materialului fotografic în unități ale sistemului ISO , standardizată în 1974 . Este derivat dintr-o combinație a sistemelor anterioare ASA și DIN . În prezent, standardul ISO 5800:2001 [9] este utilizat pentru a măsura fotosensibilitatea filmelor fotografice color negative . Alte două standarde, ISO 6:1993 și ISO 2240:2003, există ca scale de viteză ISO pentru filmări fotografice negative alb-negru și inversare color.
Echivalentul ISO pentru camerele digitale este definit de ISO 12232:2006, publicat pentru prima dată în august 1998 și revizuit ultima dată în octombrie 2006 .
Tabelul prezintă valorile comparative ale principalelor sisteme de măsurare a fotosensibilității GOST, „X și D”, Weston, ASA, ISO, APEX și DIN [10] [4] [11]
APEX S v (1960-) | ISO (1974-) aritm./log.° |
Aritmemul „X și D” (1928-1951) . |
Aritmul Weston . |
ASA (1960-1987) aritmetica. |
DIN (1961-2002) logar. |
GOST (1951-1986) aritmul. |
Exemple de materiale fotografice cu o astfel de fotosensibilitate |
---|---|---|---|---|---|---|---|
−2 | 0,8/0° | cincisprezece | 0,8 | 0 | „ Svema ” TsP-8R, TsP-11 | ||
1/1° | 17.5 | unu | unu | unu | |||
1,2/2° | 25 | 1.2 | 2 | 1.2 | |||
−1 | 1,6/3° | treizeci | 1.6 | 3 | 1.4 | ||
2/4° | 38 | 2 | patru | 2 | |||
2,5/5° | cincizeci | 2.5 | 5 | 2.4 | „ Svema ” Mikrat-300 | ||
0 | 3/6° | 63 | 3 | 6 | 2.8 | " Tasma " OCT-N | |
4/7° | 75 | patru | 7 | patru | |||
5/8° | 100 | 5 | opt | 5 | Hârtie foto " Slavich " Phototsvet-4 | ||
unu | 6/9° | 125 | 6 | 9 | 5.5 | original Kodachrome | |
8/10° | 150 | opt | zece | opt | Polaroid Pola Blue | ||
10/11° | 200 | zece | unsprezece | 9 | Kodachrome 8mm | ||
2 | 12/12° | 250 | 12 | 12 | unsprezece | Gevacolor 8 mm reversibil, mai târziu Agfa Dia-Direct , " Svema " KN-1 | |
16/13° | 350 | 6 | 16 | 13 | 16 | Agfacolor 8mm reversibil | |
20/14° | 400 | opt | douăzeci | paisprezece | optsprezece | Adox CMS 20 | |
3 | 25/15° | 500 | zece | 25 | cincisprezece | 22 | vechi Agfacolor , Kodachrome II și Kodachrome 25 , Efke 25 , " Tasma " TsO-22D |
32/16° | 700 | 12 | 32 | 16 | 32 | Kodak Panatomic-X , „ Svema ” DS-5M, Foto-32 | |
40/17° | 800 | 16 | 40 | 17 | 38 | Kodachrome 40 (film), „ Tasma ” Panchrome SChS-1 | |
patru | 50/18° | 900 | douăzeci | cincizeci | optsprezece | 45 | Ilford Pan F Plus , Kodak Vision2 50D 5201 (film), AGFA CT18 , " Svema " DS-4 |
64/19° | 1400 | 24 | 64 | 19 | 65 | Kodachrome 64 , ORWOCOLOR NC-19 , „ Tasma ” Panchrome SChS-4, „ Svema ” Foto-65 | |
80/20° | 1500 | 32 | 80 | douăzeci | 75 | Ilford Commercial Ortho | |
5 | 100 /21° | 2000 | 40 | 100 | 21 | 90 | Kodacolor Gold , Kodak T-Max , Provia , Efke 100 , " Svema " KN-3 |
125/22° | 2500 | cincizeci | 125 | 22 | 125 | Ilford FP4+ , Kodak Plus-X Pan | |
160/23° | 3000 | 64 | 160 | 23 | 130 | Fujicolor Pro 160C/S , Kodak High-Speed Ektachrome , Svema Photo-130 | |
6 | 200 /24° | 4000 | 80 | 200 | 24 | 180 | Fujicolor Superia 200 , " Svema " OChT-180, " Tasma " OCh-180, TsO-T-180L |
250/25° | 5000 | 100 | 250 | 25 | 240 | " Tasma " Foto-250 | |
320/26° | 6000 | 125 | 320 | 26 | 250 | Kodak Tri-X Pan Professional | |
7 | 400 /27° | 8000 | 400 | 27 | 350 | Tri-X 400 , Ilford HP5+ , Fujifilm Superia X-tra 400 , Svema OCHT-V, Tasma A-2Sh | |
500/28° | 10000 | 500 | 28 | 500 | Kodak Vision3 500T 5219 (film), „ Tasma ” Panchrome tip-17 [12] | ||
640/29° | 12500 | 640 | 29 | 560 | Polaroid 600 | ||
opt | 800 /30° | 16250 | 800 | treizeci | 700 | Fuji Pro 800Z , " Tasma " Panchrome tip-15 [12] | |
1000/31° | 20000 | 1000 | 31 | 1000 | Kodak P3200 TMAX , Ilford Delta 3200 | ||
1250/32° | 1250 | 32 | 1200 | Kodak Royal-X Panchromatic | |||
9 | 1600 /33° | 1600 | 33 | 1440 | Fujicolor 1600 , " Tasma " Isopanchrome tip-42 [13] | ||
2000/34° | 2000 | 34 | 2000 | ||||
2500/35° | 2500 | 35 | 2400 | ||||
zece | 3200 /36° | 3200 | 36 | 2880 | Konica 3200 , Fujifilm FP-3000b , " Tasma " Panchrome tip-13 [12] | ||
4000/37° | 37 | 4000 | |||||
5000/38° | 38 | 4500 | „ Tasma ” Isopanchrome tip-24 [12] | ||||
unsprezece | 6400 /39° | 6400 | 39 | 5600 | |||
8000 /40° | |||||||
10000 /41° | 10000 | Truse foto pentru fotografiere instant Polaroid tip-410 [14] | |||||
12 | 12500/42° | ||||||
16000/43° | |||||||
20000/44° | 20000 | Truse foto pentru fotografiere instant Polaroid tip-612 [14] | |||||
13 | 25000/45° |
Sensibilitatea la lumină a materialelor fotografice negative alb-negru este determinată de curba caracteristică, care este construită pe forme speciale sau hârtie milimetrată pe baza rezultatelor măsurării sensitogramei cu ajutorul unui densitometru [15] . Punctul de pe curba de la care se determină fotosensibilitatea (punctul de criteriu) este indicat prin litera „m” din figură, iar pentru filmele negative alb-negru, densitatea acestuia ar trebui să fie de 0,1 deasupra vălului. În acest caz, negativul trebuie dezvoltat în așa fel încât punctul „n”, expus cu 1,3 unități mai mult decât „m”, să aibă o densitate optică care o depășește cu 0,8. Aceasta este o condiție importantă pentru menținerea raportului de contrast specificat . În acest caz, expunerea H m în lux pe secundă , corespunzătoare punctului m, poate fi considerată drept criteriu de sensibilitate, iar valoarea aritmetică a sensibilității ISO este determinată de ecuația:
Pentru materialele fotografice pozitive și reversibile , fotosensibilitatea este determinată de aceeași egalitate, care diferă în coeficientul superior pentru alte criterii de contrast.
Dependența fotosensibilității de modul de dezvoltare încurajează producătorii de materiale fotografice să indice formularea și modurile de dezvoltare recomandate, în care este atinsă valoarea acestui parametru indicată pe ambalaj. Utilizarea altor dezvoltatori și moduri poate modifica sensibilitatea la lumină și poate cauza rezultate eronate de măsurare a expunerii. În plus, dezvoltarea intensă duce la creșterea contrastului și la creșterea granulozității, ceea ce afectează negativ calitatea imaginii.
Pentru filmele multistrat color, fotosensibilitatea este determinată în conformitate cu legi mai complexe, deoarece trebuie luate în considerare proprietățile a trei curbe caracteristice. Cele trei straturi fotosensibile au valori diferite ale fotosensibilității parțiale, în funcție de echilibrul de culoare al filmului. Prin urmare, fotosensibilitatea materialelor fotografice color este o cantitate complexă.
ISO total al filmelor negative color este definit ca media celor trei ISO parțiale ale fiecărui strat. Pentru materialele fotografice pozitive, cea mai mică dintre cele parțiale este luată ca fotosensibilitate totală, iar pentru cele reversibile, cea mai mare [7] . O altă caracteristică a sensitometriei filmelor multistrat este faptul că imaginea din acestea nu constă din argint metalic, ci din coloranți. Prin urmare, este necesar să se utilizeze mai multe concepte diferite de densitate optică, reflectând concentrația fiecăruia dintre coloranți în câmpul corespunzător al sensitogramei. Termenii cei mai des utilizați sunt densitatea de gri echivalent vizual (VESP) și densitatea de copiere [16] . Primul parametru se referă de obicei la materiale fotografice pozitive sau reversibile, în timp ce al doilea se referă la negativ și contratip [17] .
Sensibilitatea la lumină naturală a emulsiilor cu halogenură de argint se află în regiunea albastru-violet a spectrului vizibil. Sensibilitatea uniformă la toate razele vizibile se realizează prin sensibilizarea optică a materialelor fotografice prin adăugarea de sensibilizatori la emulsie [18] . Acestea sunt de obicei unele tipuri de coloranți organici depuși pe suprafața microcristalelor de halogenură de argint. În acest fel, se obțin filme fotografice alb-negru, care diferă ca sensibilitate la culoare și emulsii pentru diferite straturi de materiale fotografice multistrat color. Cu ajutorul sensibilizării chimice , fotosensibilitatea generală este crescută. Pentru aceasta se folosesc săruri ale metalelor nobile: aur și platină , precum și alte substanțe care fac posibilă creșterea fotosensibilității de mai multe ori [19] . În unele cazuri, pentru a simplifica procesarea în laborator, se utilizează desensibilizarea, care îngustează sensibilitatea spectrală sau sensibilitatea totală la lumină a materialului fotografic expus, dar nu afectează imaginea latentă.
Latensificare ( lat. latens - hidden and lat. facio - I do) - amplificarea imaginii latente existente în materialul fotografic, care servește la creșterea fotosensibilității efective [20] . Cel mai simplu mod este de a ilumina suplimentar stratul foto cu lumină de intensitate scăzută după expunerea principală înainte de dezvoltare [21] . O acțiune suplimentară de acest fel produce o creștere a centrilor instabili ai imaginii latente și trecerea lor la o stare stabilă. Intensitatea luminii este aleasă astfel încât creșterea nivelului voalului să nu depășească 0,05–0,01. În această condiție, fotosensibilitatea poate fi crescută cu un factor de 2-4. Metoda este cea mai eficientă pentru fotomaterialele cu sensibilitate scăzută și medie, în timp ce fotosensibilitatea ridicată poate scădea. O altă tehnologie presupune tratarea emulsiei cu amoniac, peroxid de hidrogen sau vapori de mercur [21] . La fel ca hipersensibilizarea, latența duce la rezultate slab reproductibile.
Efectul de latență a fost folosit în tehnologia de „ iluminare măsurată suplimentară ” (SDZ), utilizată pe scară largă de cameramani pentru a controla latitudinea fotografică și fotosensibilitatea filmelor [22] . În același timp, filmul negativ destinat filmării filmului, cu puțin timp înainte de expunerea principală, a primit un film preliminar uniform printr-un filtru de culoare. Ca rezultat, a fost posibilă îmbunătățirea semnificativă a reproducerii culorilor și a detaliilor în umbre [23] . În plus, metoda a făcut posibilă ajustarea echilibrului de culoare al negativului pentru fotografiere în condiții de iluminare non-standard. Pentru tehnologia teledetecției, un grup de specialiști sovietici conduși de Pavel Lebeshev a primit un brevet nr. 1057919 [24] .
Termenii Push și Pull își au originea în primele decenii ale cinematografiei, când corectarea expunerii a avut loc în timpul dezvoltării filmului negativ ortocromatic sub iluminare non-actinică . Cameramanul prezent la procesarea laboratorului i-ar putea cere asistentului de laborator să îndepărteze rama cu pelicula de rănire din rezervorul de revelator (Pull) sau să continue dezvoltarea coborând-o înapoi (Push).
Indicele de expunere EI este utilizat în cazurile în care utilizarea directă a valorii sensibilității este dificilă. EI este aplicabil pentru a compensa inexactitățile expunerii camerei sau procesarea non-standard. Indicele de expunere poate fi numit „setat ISO” spre deosebire de ISO nominal. De exemplu, filmul ISO 400 poate fi expus la lumină scăzută la EI 800 și apoi dezvoltat în continuare pentru a produce negative imprimabile. Un alt exemplu este fotografierea cu o cameră cu un obturator care dă o eroare constantă într-o direcție sau alta. În acest caz, puteți utiliza EI adecvat, care diferă de valoarea ISO față de o eroare constantă sau compensarea expunerii pentru a compensa eroarea.
Pentru unele filme cu sensibilitate ridicată, modul de dezvoltare „regulat” este dezvoltarea, ceea ce duce la o creștere a sensibilității („procesul push”). Dezvoltarea standard a unor astfel de materiale fotografice face posibilă obținerea unei sensibilități mai scăzute cu contrast redus. De exemplu, un dezvoltator standard produce o sensibilitate de 1000, una recomandată - 3200. Marcarea sensibilității unor filme de inversare a culorilor poate conține indicele „P”, indicând sensibilitatea atinsă în cazul procesării „push”.
Sensibilitatea la lumină a unei emulsii fotografice depinde de mărimea granulelor de halogenură de argint, deoarece boabele mai mari oferă o sensibilitate mai mare. Filmele cu granulație fină au sensibilitate scăzută și sunt potrivite pentru tipărirea contratipului sau pozitivă. Materialele fotografice negative concepute pentru fotografierea în condiții dificile de iluminare sau cu viteze mari de expunere au granulație grosieră și rezoluție scăzută . Prin urmare, una dintre principalele dificultăți rezolvate în procesul de îmbunătățire a materialelor negative a fost obținerea unor valori ridicate de sensibilitate cu boabe fine.
În majoritatea cazurilor, expunerea, care este produsul iluminării și al vitezei de expunere , nu depinde de valorile specifice ale fiecăruia dintre factori.
Cu toate acestea, la expuneri foarte lungi, există o abatere de la această lege, ducând la o scădere a fotosensibilității, determinată pentru cele mai frecvent utilizate viteze de expunere, care se situează în intervalul 1/1000-2 secunde. Modificarea sensibilității la lumină cu expuneri lungi contează în zonele de fotografie care necesită expuneri lungi (cum ar fi astrofotografie ) și este exprimată prin coeficienți speciali utilizați în astfel de cazuri.
ISO | Standardele|
---|---|
| |
de la 1 la 9999 |
|
10000 până la 19999 |
|
20000+ | |
Vezi și: Lista articolelor ale căror titluri încep cu „ISO” |