A fényképészeti anyag fényérzékenysége a fényképészeti anyag jellemzője , amely tükrözi azt a képességét, hogy a fény hatására megváltoztatja optikai sűrűségét [1] . A fényérzékenység fordítottan arányos az expozícióval , amely egy adott optikai sűrűség eléréséhez szükséges [2] . A metrológia azon ágát, amely a fényképészeti anyagok fényérzékenységét vizsgálja, szenzitometriának nevezik . A fényérzékenység jelölésére jelenleg használt ISO - egységek nemzetköziek, és az azonos nevű szervezet szabványosítja őket.
A digitális fényképezésben használt fényérzékenység fogalmának semmi köze a fényképészeti anyagok érzékenységéhez, mivel az érzékenységmérő alapelvei nem alkalmazhatók az elektronikus képregisztrációs módszerekre. Ezenkívül a digitális fényképezés olyan értéket használ, amely nem annyira a mátrix érzékenységét tükrözi, mint inkább a fényképezőgép ADC tulajdonságait és az adatait színtérkoordinátákká alakító algoritmusokat [3] .
A digitális fényképezőgépek expozíciómérő rendszerei azonban az ISO-egyenértéket használják, hogy lehetővé tegyék az analóg fényképezésből kölcsönzött klasszikus expozíciószabályozási elveket .
A legpontosabb ISO-mérőrendszer keresése közvetlenül a fényképezés feltalálása után kezdődött, hogy számszerűsítsék a minőségi kép elkészítéséhez szükséges expozíciót. Az első előrelépések ezen a területen azonban az ezüstzselatin eljárással egy időben jelentek meg , amely felváltotta a kiszámíthatatlan dagerrotípiát és a nedves kollódium eljárást . Ugyanakkor a fő nehézséget az jelentette, hogy a keletkező negatív vagy pozitív kép optikai sűrűsége nemcsak az expozíció intenzitásától függ, hanem az előhívási módtól is. A fejlesztési idő növelése az optikai sűrűség növekedését eredményezi, de a fényérzékenységet sokkal kisebb mértékben befolyásolja. Ezért minden szenzitometriás rendszer fő kérdése a fényérzékenységi kritérium , amely lehetővé teszi a fényképészeti emulzió fényre reagáló képességének legpontosabb meghatározását , és nem függ más tényezőktől.
A legelső, az 1870 -es évek óta alkalmazott kritérium a feketedési küszöb volt, vagyis az a minimális expozíció, amely kimutatható sűrűséget ad [2] . Ezt a kritériumot a legtöbb referenciarendszerben alkalmazták, például Scheiner ( német Julius Scheiner ), Eder ( német Josef Maria Eder ) és Wynn. 1890 -ben az angol tudósok Herter ( angol. Ferdinand Hurter ) és Driffield ( angol. Vero Charles Driffield ) megfogalmazták a karakterisztikus görbe fogalmát . A tehetetlenségi pontot (Hurter-Driffield-kritérium) választottuk fényérzékenységi kritériumnak – a karakterisztikus görbe egyenes szakaszának érintőjének a megvilágítási logaritmus tengelyével való metszéspontját. A Szovjetunióban a Hörter és Driffield fényérzékenységi skálát, rövidítve „X és D” ( eng. H&D ), hivatalosan 1928 -tól a GOST 2817-50 szabványnak megfelelő GOST egységekre való átállásig használták [2] . Ugyanakkor az Egyesült Királyságban használt H&D skála nem esett egybe a szovjet skálával [4] . Az X és D szabványt a Szovjetunióban a GOST skála váltotta fel 1951 októberében [5] .
A modern ISO szenzitometriás rendszerben a normalizált optikai sűrűséget használják kritériumként , vagyis azt a sűrűséget, amely egy bizonyos küszöbértékkel meghaladja a fátyol és a szubsztrát összsűrűségét. Az ilyen sűrűség eléréséhez szükséges expozíció referenciapontként szolgál a fényérzékenység meghatározásához. Különböző típusú fényérzékeny anyagok esetében: negatív, pozitív, reverzibilis stb., ugyanazon mérési rendszerekben ennek a kritériumnak a különböző értékeit fogadják el. Például a fekete-fehér negatív fényképészeti filmanyagok esetében a küszöbsűrűséget a fátyol feletti 0,1-nek tekintjük [6] . A fotofeldolgozási technológiák továbbfejlesztése megkövetelte az érzékenység mérésének fejlesztését, amihez színes többrétegű filmek és papírok fényérzékenységének mérésére volt szükség. Az ilyen anyagok fényérzékeny rétegeinek mindegyike megvan a maga fényérzékenysége, amely gyakran eltér a szomszédos rétegektől. Ezenkívül a színes anyagok optikai sűrűségét nem a fémes ezüst , mint a fekete-fehérben, hanem a színes képet alkotó festékek hozzák létre.
A teljes fényérzékenység a fényérzékenység kvantitatív mértéke, amelyet kísérletileg határoztak meg szabványos körülmények között a fényképészeti anyagok fehér fénynek való kitételéhez és az azt követő laboratóriumi feldolgozáshoz. A kapott szenzitogram jellemzői alapján mérve. Integrált vagy fényképes érzékenységnek is nevezik. A rövidség kedvéért a teljes fényérzékenységet általában fényérzékenységnek vagy a fényképészeti anyag érzékenységének nevezik.
Színérzékenység - fekete-fehér fényképészeti anyagoknál a látható spektrum és a szomszédos területek különböző színeire való relatív érzékenység. A színérzékenységet az effektív érzékenységben határozzák meg, és gyakran egy normalizált színszűrő multiplicitásával fejezik ki [ 7] .
Effektív érzékenység - fényérzékenység egy bizonyos spektrális összetételű sugárzásra [7] .
Spektrális érzékenység - bizonyos hullámhosszú monokromatikus fény hatására mért fényérzékenység.
A fényérzékenység száma ( expozíciós index ) a teljes fényérzékenység mennyiségi kifejezése, amely a fényképészeti anyagot jelöli. Ezt a számot és a fényképezett tárgyak fényerejének vagy megvilágításának mért értékét használják a helyes expozíció meghatározásához .
A fényérzékenységi skála a fényérzékenységi számok értéksora, amelyet egy adott érzékenységi rendszerben alkalmaznak. A fénymérők számológépeire vonatkozik . Kétféle skálát különböztetünk meg: aritmetikai és logaritmikus [8] .
A 2000-es évek eleje óta a fényképészeti anyagok érzékenységének legelterjedtebb jelzése az 1974 -ben szabványosított ISO rendszer egységeiben . A korábbi ASA és DIN rendszerek kombinációjából származik . Jelenleg az ISO 5800:2001 [9] szabványt használják a színes negatív fényképészeti filmek fényérzékenységének mérésére . Két másik szabvány, az ISO 6:1993 és az ISO 2240:2003 létezik ISO-érzékenységi skálaként a fekete-fehér negatív és a színfordító fényképfelvételekhez.
A digitális fényképezőgépek ISO-egyenértékét az ISO 12232:2006 szabvány határozza meg, amelyet először 1998 augusztusában tettek közzé, és utoljára 2006 októberében módosították .
A táblázat a fényérzékenység mérésére szolgáló fő rendszerek GOST, "X és D", Weston, ASA, ISO, APEX és DIN összehasonlító értékeit mutatja [10] [4] [11]
APEX S v (1960-) | ISO (1974-) aritm./log.° |
"X és D" (1928-1951) aritmus. |
Weston aritmus. |
ASA (1960-1987) aritmus. |
DIN (1961-2002) logar. |
GOST (1951-1986) aritmus. |
Példák ilyen fényérzékenységű fényképészeti anyagokra |
---|---|---|---|---|---|---|---|
−2 | 0,8/0° | tizenöt | 0.8 | 0 | " Svema " TsP-8R, TsP-11 | ||
1/1° | 17.5 | egy | egy | egy | |||
1,2/2° | 25 | 1.2 | 2 | 1.2 | |||
−1 | 1,6/3° | harminc | 1.6 | 3 | 1.4 | ||
2/4° | 38 | 2 | négy | 2 | |||
2,5/5° | ötven | 2.5 | 5 | 2.4 | " Svema " Mikrat-300 | ||
0 | 3/6° | 63 | 3 | 6 | 2.8 | " Tasma " OCT-N | |
4/7° | 75 | négy | 7 | négy | |||
5/8° | 100 | 5 | nyolc | 5 | Fotópapír " Slavich " Phototsvet-4 | ||
egy | 6/9° | 125 | 6 | 9 | 5.5 | eredeti Kodachrome | |
8/10° | 150 | nyolc | tíz | nyolc | Polaroid Pola Blue | ||
10/11° | 200 | tíz | tizenegy | 9 | Kodachrome 8mm | ||
2 | 12/12° | 250 | 12 | 12 | tizenegy | Gevacolor 8 mm megfordítható, később Agfa Dia-Direct , " Svema " KN-1 | |
16/13° | 350 | 6 | 16 | 13 | 16 | Agfacolor 8mm megfordítható | |
20/14° | 400 | nyolc | húsz | tizennégy | tizennyolc | Adox CMS 20 | |
3 | 25/15° | 500 | tíz | 25 | tizenöt | 22 | régi Agfacolor , Kodachrome II és Kodachrome 25 , Efke 25 , " Tasma " TsO-22D |
32/16° | 700 | 12 | 32 | 16 | 32 | Kodak Panatomic-X , " Svema " DS-5M, Photo-32 | |
40/17° | 800 | 16 | 40 | 17 | 38 | Kodachrome 40 (film), " Tasma " Panchrome SChS-1 | |
négy | 50/18° | 900 | húsz | ötven | tizennyolc | 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 " Photo-65 | |
80/20° | 1500 | 32 | 80 | húsz | 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 | ötven | 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 " Photo-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 type-17 [12] | ||
640/29° | 12500 | 640 | 29 | 560 | Polaroid 600 | ||
nyolc | 800 /30° | 16250 | 800 | harminc | 700 | Fuji Pro 800Z , " Tasma " Panchrome type-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 type-42 [13] | ||
2000/34° | 2000 | 34 | 2000 | ||||
2500/35° | 2500 | 35 | 2400 | ||||
tíz | 3200 /36° | 3200 | 36 | 2880 | Konica 3200 , Fujifilm FP-3000b , " Tasma " Panchrome type-13 [12] | ||
4000/37° | 37 | 4000 | |||||
5000/38° | 38 | 4500 | " Tasma " Isopanchrome type-24 [12] | ||||
tizenegy | 6400 /39° | 6400 | 39 | 5600 | |||
8000 /40° | |||||||
10000 /41° | 10000 | Fotókészletek azonnali fotózáshoz Polaroid type-410 [14] | |||||
12 | 12500/42° | ||||||
16000/43° | |||||||
20000/44° | 20000 | Fotókészletek azonnali fotózáshoz Polaroid type-612 [14] | |||||
13 | 25000/45° |
A fekete-fehér negatív fényképészeti anyagok fényérzékenységét a karakterisztikus görbe határozza meg, amelyet a denzitométerrel végzett szenzitogrammérés eredményei alapján speciális formákra vagy milliméterpapírra építenek [15] . A görbe azon pontját, ahonnan a fényérzékenységet meghatározzák (kritériumpont), az ábrán „m” betű jelzi, fekete-fehér negatív filmeknél pedig a sűrűsége 0,1 legyen a fátyol felett. Ebben az esetben a negatívot úgy kell előhívni, hogy az „m”-nél 1,3 egységgel jobban megvilágított „n” pont optikai sűrűsége 0,8-al haladja meg azt. Ez fontos feltétele a megadott kontrasztarány megtartásának . Ebben az esetben az m pontnak megfelelő H m expozíció lux per másodpercben tekinthető érzékenységi kritériumnak , és az ISO érzékenység számtani értékét a következő egyenlőség határozza meg:
Pozitív és reverzibilis fényképészeti anyagoknál a fényérzékenységet ugyanaz az egyenlőség határozza meg, amely más kontrasztkritériumok felső együtthatójában különbözik.
A fényérzékenység előhívási módtól való függősége arra ösztönzi a fényképészeti anyagok gyártóit, hogy jelezzék azokat az ajánlott összetételeket és előhívási módokat, amelyeknél a csomagoláson feltüntetett paraméter értékét elérik. Más előhívók és módok használata megváltoztathatja a fényérzékenységet, és hibás expozíciómérési eredményeket okozhat. Ezen túlmenően az intenzív fejlesztés fokozott kontraszthoz és szemcsézettséghez vezet, ami negatívan befolyásolja a képminőséget.
Színes többrétegű filmeknél a fényérzékenységet bonyolultabb törvények szerint határozzák meg, hiszen három karakterisztikus görbe tulajdonságait kell figyelembe venni. A három fényérzékeny réteg a film színegyensúlyától függően eltérő részleges fényérzékenységgel rendelkezik. Ezért a színes fényképészeti anyagok fényérzékenysége összetett komplex mennyiség.
A színes negatív filmek teljes ISO-értéke az egyes rétegek három részleges ISO-értékének átlaga. Pozitív fényképészeti anyagoknál a részlegesek közül a legkisebbet veszik teljes fényérzékenységnek, a reverzibiliseknél a legnagyobbat [7] . A többrétegű filmek szenzitometriájának másik sajátossága, hogy a bennük lévő kép nem fémes ezüstből, hanem színezékekből áll. Ezért az optikai sűrűség több különböző fogalmát kell használni, amelyek tükrözik az egyes színezékek koncentrációját a szenzitogram megfelelő mezőjében. A leggyakrabban használt kifejezések a vizuális ekvivalens szürke sűrűség (VESP) és a másolatsűrűség [16] . Az első paraméter általában pozitív vagy reverzibilis fényképészeti anyagokra vonatkozik, míg a második a negatívra és kontratípusra [17] .
Az ezüsthalogenid emulziók természetes fényérzékenysége a látható spektrum kék-ibolya tartományában található. Az összes látható sugárzással szembeni egységes érzékenységet a fényképészeti anyagok optikai érzékenyítésével érik el úgy , hogy érzékenyítőket adnak az emulzióhoz [18] . Ezek általában bizonyos típusú szerves színezékek, amelyek az ezüst-halogenid mikrokristályok felületére kerülnek. Ily módon fekete-fehér fotófilmeket kapnak, amelyek színérzékenysége különbözik, és emulziókat a színes többrétegű fényképészeti anyagok különböző rétegeihez. A kémiai szenzibilizáció segítségével az általános fényérzékenység megnő. Ehhez nemesfémek sóit használják: aranyat és platinát , valamint más anyagokat, amelyek lehetővé teszik a fényérzékenység többszörös növelését [19] . Egyes esetekben a laboratóriumi feldolgozás egyszerűsítése érdekében deszenzitizációt alkalmaznak, amely szűkíti a megvilágított fényképészeti anyag spektrális érzékenységét vagy általános fényérzékenységét, de nem befolyásolja a látens képet.
Latenzifikáció ( lat. latens - rejtett és lat. facio - I do) - a meglévő látens kép felerősítése a fényképészeti anyagban, amely a hatékony fényérzékenység növelését szolgálja [20] . A legegyszerűbb módja az, hogy a fő expozíció után, az előhívás előtt a fotóréteget alacsony intenzitású fénnyel járulékosan megvilágítjuk [21] . Egy ilyen további művelet a látens kép instabil központjainak növekedését és stabil állapotba való átmenetét eredményezi. A megvilágítás intenzitása úgy van megválasztva, hogy a fátyol szintjének növekedése ne haladja meg a 0,05–0,01 értéket. Ilyen körülmények között a fényérzékenység 2-4-szeresére növelhető. A módszer a leghatékonyabb az alacsony és közepes érzékenységű fotoanyagoknál, míg a nagy fényérzékenység csökkenhet. Egy másik technológia magában foglalja az emulzió kezelését ammóniával, hidrogén-peroxiddal vagy higanygőzzel [21] . A túlérzékenységhez hasonlóan a látencia is rosszul reprodukálható eredményekhez vezet.
A késleltetési effektust a „ kiegészítő mért megvilágítás ” (SDZ) technológiájában használták, amelyet az operatőrök széles körben használnak a filmek fényképezési szélességének és fényérzékenységének szabályozására [22] . Ugyanakkor a film felvételére szánt negatív film röviddel a főexponálás előtt egy színszűrőn keresztül egységes előzetes filmet kapott. Ennek eredményeként sikerült jelentősen javítani a színvisszaadást és a részleteket az árnyékokban [23] . Ezenkívül a módszer lehetővé tette a negatív színegyensúlyának beállítását a nem szabványos fényviszonyok között történő fényképezéshez. A távérzékelési technológiára a Pavel Lebesev vezette szovjet szakemberek egy csoportja 1057919. számú szabadalmat kapott [24] .
A Push and Pull kifejezések a mozi korai évtizedeiből származnak, amikor az expozíció korrekciója az ortokromatikus negatív filmek fejlesztése során történt nem aktinikus megvilágítás mellett. A laboratóriumi feldolgozásnál jelenlévő operatőr megkérheti a laboratóriumi asszisztenst, hogy távolítsa el az előhívó tartályból a feltekercselt filmet tartalmazó keretet (Pull), vagy folytassa az előhívást a leeresztéssel (Push).
Az EI expozíciós indexet olyan esetekben alkalmazzuk, amikor az érzékenységi érték közvetlen használata nehézkes. Az EI a kamera expozíciós pontatlanságait vagy a nem szabványos feldolgozást kompenzálja. Az expozíciós indexet a névleges ISO-val szemben "beállított ISO-nak" nevezhetjük. Például az ISO 400-as film gyenge fényben, EI 800-as fényben exponálható, majd továbbfejleszthető nyomtatható negatívok készítéséhez. Egy másik példa a fényképezés olyan zárral ellátott fényképezőgéppel, amely állandó hibát ad egyik vagy másik irányba. Ebben az esetben használhatja a megfelelő EI-t, amely az ISO-értéktől eltér az állandó hiba irányában, vagy az expozíciókompenzációt a hiba kompenzálására.
Egyes nagy érzékenységű filmeknél a „normál” előhívási mód az előhívás, ami az érzékenység növekedéséhez vezet („push process”). Az ilyen fényképészeti anyagok szabványos fejlesztése lehetővé teszi alacsonyabb érzékenység elérését csökkentett kontraszt mellett. Például egy szabványos előhívó 1000-es, az ajánlott 3200-as érzékenységet produkál. Egyes színfordító filmek érzékenységjelölése tartalmazhatja a "P" indexet, amely a "push" feldolgozás esetén elért érzékenységet jelzi.
A fényképészeti emulzió fényérzékenysége az ezüsthalogenid szemcsék méretétől függ, mivel a nagyobb szemcsék nagyobb érzékenységet adnak. A finomszemcsés fóliák alacsony érzékenységűek, és alkalmasak ellentípus vagy pozitív nyomtatásra. A nehéz fényviszonyok melletti vagy gyors zársebességű fényképezéshez tervezett negatív fotóanyagok durva szemcsések és alacsony felbontásúak . Ezért a negatív anyagok javításának folyamatában megoldott egyik fő nehézség az volt, hogy finom szemcsékkel magas érzékenységi értékeket kapjunk.
A legtöbb esetben az expozíció, amely a megvilágítás és a zársebesség szorzata , nem függ az egyes tényezők konkrét értékétől.
A nagyon hosszú expozícióknál azonban eltérés tapasztalható ettől a törvénytől, ami a fényérzékenység csökkenéséhez vezet, amelyet a leggyakrabban használt záridőkre határoznak meg, amelyek 1/1000-2 másodperces tartományba esnek. A fényérzékenység változása hosszú expozíció esetén számít a fotózás olyan területein, ahol hosszú expozíciót igényel (például asztrofotózás ), és az ilyen esetekben használt speciális együtthatók fejezik ki.
ISO szabványok | |
---|---|
| |
1 -től 9999 -ig |
|
10 000 és 19999 között |
|
20000+ | |
Lásd még: Azon cikkek listája, amelyek címe "ISO"-val kezdődik |