Сенситометрические свойства черно-белых фотоматериалов

Положение характеристической кривой относительно оси логарифмов экспозиции дает представление о сенситометрических свойствах светочувствительных материалов: общей светочувствительности, контрастности, фотографической широте и плотности вуали, позволяет определить их численные значения.

Светочувствительность общая (S) – способность фотоматериала давать те или иные плотности почернения под действием белого света и процесса проявления. На рис. 46 приведены характеристические кривые двух фотоматериалов.

Очевидно, что для получения одинаковых плотностей (D=1) каждому из них необходимы различные экспозиции. На втором один и тот же результат получают под действием большего количества освещения (10 лк), чем на первом (0,1 лк). Следовательно, его следует признать менее светочувствительным.

Величина светочувствительности тем выше, чем меньше количества освещения требуется для получения определенной плотности почернения. Численно она представляет величину, обратно пропорциональную экспозиции, вызывающей на фотослое почернение, оптическая плотность которого выбрана за критерий:

,

где К – коэффициент пропорциональности,

Н_кр – экспозиция (критическая), при которой плотность почернения выбрана за критерий.

В качестве критической принимают экспозицию, которая дает оптическую плотность, превышающую плотность вуали на определенную величину. Для разных фотоматериалов этот критерий светочувствительности и коэффициент пропорциональности различны и устанавливаются ГОСТами. Например, для негативных фото- и кинопленок общего назначения:

Н_кр = Н_{D = Do + 0,1}; K = 0,8 (ГОСТ 10691.2 – 84);

для фототехнических пленок:

Н_кр = H_{D = Do + 0,2}; K = 1,0 (ГОСТ 2817-50).

Контрастность фотоматериала – это его способность передавать при съемке один и тот же интервал яркостей ΔВ (интервал экспозиций ΔН) объекта большим или меньшим интервалом почернений ΔD. Численным выражением контрастности является коэффициент контрастности (g). Для элементов изображения с интервалом почернений в пределах прямолинейного участка характеристической кривой он представляет тангенс угла наклона этого участка к оси логарифмов экспозиций (рис. 47):

,

где g – тангенс угла наклона прямолинейного участка кривой к оси ℓgH,

∆D – интервал плотностей начала и конца прямолинейного участка кривой,

ℓgΔH – проекция прямолинейного участка кривой на ось ℓgH.

ℓgΔH

Промышленностью выпускаются различные по контрасту фотоматериалы: одни из них, менее контрастные, используют для передачи всех яркостей объекта на изображении, другие, более контрастные, – для получения графических изображений. Контрастность – не только свойство самого светочувствительного материала. Она зависит и от условий его экспонирования и проявления. Недодержка и перепроявление повышают контраст изображения, а передержка и недопроявление снижают его.

Фотографическая широта (L) характеризует способность фотоматериала передавать с одинаковой степенью контрастности больший или меньший интервал яркостей объекта. Чем больше фотографическая широта, тем больший интервал яркостей он передает. Она находится в обратной связи с коэффициентом контрастности, т. е. с увеличением последнего фотографическая широта уменьшается. Фотографическую широту определяют по характеристической кривой и выражают разностью логарифмов экспозиций, соответствующих прямолинейному участку кривой (рис. 48):

.

Фотографическая широта представляет тот интервал экспозиций, в пределах которого наблюдается пропорциональная передача яркостей объекта. Интервал яркостей, который может быть передан светочувствительным материалом с искажениями, но без потери деталей, является полезной фотографической широтой. Ее выражают разностью логарифмов экспозиций, соответствующих нижней и верхней полезным точкам m и n, где крутизна кривой равна значению 0,2:

.

Объекты съемки имеют различные интервалы яркостей – от 1:10 до 1:10000 и более. Современные светочувствительные материалы (по сравнению со зрением человека) обладают небольшой фотографической широтой и способны передавать на снимке интервалы яркостей до 1:150 – 1:200. Если интервалы яркостей при съемке не выходят за эти пределы, то получаемые изображения соответствуют зрительному восприятию объекта. От фотографической широты зависит и точность определения экспозиции – чем меньше ее значение, тем меньше допустимый предел колебаний экспозиции при съемке.

Фотографическая вуаль (D_o) – это общее почернение фотослоя, появляющееся независимо от воздействия на него света в процессе химико-фотографической обработки. На характеристической кривой (см. рис. 47) – это плотности, соответствующие области вуали (D_o). Вуаль в большей или меньшей степени свойственна всем фотоматериалам. Она возрастает при неблагоприятных условиях их хранения, с увеличением времени обработки относительно рекомендуемого и повышением температуры проявляющего раствора.