Изменение яркостного контраста

Видимые свойства объектов характеризует соотношение отраженного или пропущенного его деталями света, их яркость. Неодинаковы на различных участках и яркостные свойства малоконтрастных объектов. Незначительные различия в яркостях могут быть изменены (усилены или ослаблены), если учитывать различия в свойствах деталей объекта при съемке. Различия в свойствах проявляются:

– в неодинаковой яркости деталей (детали и фона);

– в незначительном рельефе поверхности;

– в неодинаковом типе отражения света деталями (деталями и фоном).

Распределение яркостей на непрозрачных объектах (оптических плотностей у прозрачных) зависит от вида применяемого освещения. Для достижения же максимальной различаемости деталей необходимы особые условия освещения.

Освещение, снижающее контраст между мешающими деталями и фоном, называется выравнивающим. Освещение, подчеркивающее различия в яркостях (оптических плотностях) между деталью и фоном – контрастирующим. Например, яркий направленный свет усиливает контраст, а мягкий рассеянный снижает его.

Изменение различий в яркостях деталей на объектах с незначительным рельефом (изменение теневого контраста). Яркостный контраст усиливают при выявлении рельефа поверхности в следах скольжения, резания; записей, восстанавливаемых по вдавленным следам на бумаге подложки. Для выявления рельефа применяют одностороннее косонаправленное освещение, направляя свет под небольшими углами (0-15°) к поверхности объект (рис. 147). Выпуклые участки при этом имеют максимальные яркости, а углубленные (вдавленные) – минимальные. Такое распределение яркостей создает четкий теневой контраст. Направление светового потока, угол его наклона к исследуемой поверхности зависит от формы и глубины рельефа: чем мельче рельеф, тем меньше угол.

Косонаправленное освещение создают с помощью осветителей рефлекторного типа. Это освещение имеет свои недостатки, поскольку создает неравномерную освещенность поверхности объектов, особенно больших. Это приводит к существенным потерям информации на различных (близких и дальних) участках фотоизображения Для деталей с определенной ориентацией в пространстве, например трасс в следах скольжения, максимальный контраст дает освещение, перпендикулярное к направлению рельефа.

Элементы рельефа деталей сложной формы удается выявить, направляя свет под углом к взаимно перпендикулярным их частях, а иногда и с четырех сторон. При этом тени от выпуклых участков существенно ослабляются, а освещенность всей поверхности выравнивается. Съемку производят в два или четыре этапа на один и тот же фотослой. Положение объекта остается неизменным, а освещение с каждой из сторон включается последовательно. Выдержка при раздельном экспонировании обычно составляет 1/2 или 1/4 часть от оптимальной. К аналогичным результатам приводит последовательная съемка на два или четыре негатива, изображения которых при печати суммируются.

Идеальным для выявления такого рода деталей является круговое освещение, создаваемое вращающимся источником. Объект при съемке остается неподвижным, а источник, перемещаясь по кругу, последовательно занимает положение, перпендикулярное каждой детали либо отдельному ее элементу.

Воспроизведению мелких деталей в ряде случаев мешают помехи, создаваемые элементами рельефа поверхности. Для ослабления теневых помех используют так называемое бестеневое освещение, получаемое с помощью специальных кольцевых осветителей {рис. 148). Объект располагают внутри светорассеивающего цилиндра из молочного стекла, вследствие чего он оказывается равномерно освещенным со всех сторон. Степень ослабления теней регулируется положением ламп осветителя над поверхностью объекта.

Усиление различий в яркостях деталей объекта с неодинаковым типом отражения. Яркостные свойства объектов связаны с явлениями отражения, пропускания и поглощения света. У непрозрачных – это явления отражения и поглощения, у прозрачных – пропускания и поглощения. Ранее данные свойства оценивались без учета способности поверхности или среды рассеивать свет.

Световой поток, падающий на объект, рассеивается в пространстве в зависимости от размеров микронеровностей поверхности или частиц вещества среды, что сказывается на яркостных свойствах объекта. Отражение и пропускание бывает направленным, когда не происходит рассеяния света. Объекты с матовыми поверхностями, а также оптически неоднородные рассеивают свет диффузно, т.е. равномерно во все стороны. Третьи объекты имеют смешанное, или направленно-рассеянное, отражение.

Коррекция распределения отраженного или пропущенного света широко используется для усиления слабовидимого. При съемке непрозрачных объектов максимальное различие в яркостях достигается, когда зеркально отраженные лучи попадают в объектив фотокамеры. Такое освещение именуется светлопольным и выявляет, например, трудноразличимые вдавленные штрихи текста на документах (открытках, фотоснимках) с пестрыми глянцевыми поверхностями. Для прозрачных объектов этот эффект создает центральное освещение. Высокий контраст обусловливает направленное отражение (пропускание) света фоном и рассеянное отражение (пропускание) элементами рельефа.

Светлопольное освещение применяют и при фотографировании следов рук на объектах с пестрыми поверхностями, имеющими зеркальный тип отражения; ретуши на снимках; штрихов черных чернил и черной туши и в других случаях. Эффект светлого поля при съемке подобных объектов дает вертикальное или близкое к нему освещение. Первое получают с помощью опак-иллюминаторов, второе — согласно схеме, представленной на рис. 149.

При фотосъемке малоконтрастных объектов максимальное различие в яркостях или оптических плотностях деталей наблюдают также, если в объектив попадают только те лучи, которые проходят через диффузно рассеивающие свет участки. Такое освещение является темнопольным. Фотографирование по методу темного поля ведут при косонаправленном освещении, исследуя непрозрачные объекты, например, окрашенные в светлые тона следы рук на светлых поверхностях; или при косом освещении, исследуя прозрачные, например, слабовидимые следы рук на оконном стекле, слабые недоэкспонированные негативы, прозрачные осколки стекла и т.п. (рис. 150).

Прозрачные или полупрозрачные объекты фотографируют в проходящих лучах, освещая направленным пучком света. Контраст изображения задает величина угла между направлением светового потока и оптической осью объектива — наименьшему углу соответствует наибольший контраст. Для повышения последнего объект размещают на темном фоне. Темнопольное освещение получают с помощью микроосветителей прожекторного типа и специальных конденсоров.

Методы съемки в особых условиях освещения дают высокое усиление контраста. Поэтому при съемке применяют светочувствительные материалы с большой фотографической широтой, т.е. мягкие и нормальные по контрасту: ФТ-10, ФТ-11, ФТ-12, ФТ-20, ФТ-21, ФН-64. Для их обработки применяют выравнивающие проявители, позволяющие увеличивать фотографическую широту фотографического слоя, уменьшать его контрастность, обеспечивать хорошую проработку деталей в максимально освещенных и теневых участках объекта. Практикуются различные способы выравнивающего проявления. Чаще других используется медленное, «голодное» проявление в сильно разбавленных проявляющих растворах. Рецепты некоторых выравнивающих проявителей приведены в табл. 25.

Таблица 25