Фотопленка представляет собой полоску или лист прозрачной пленочной основы , покрытый с одной стороны желатиновой эмульсией , содержащей микроскопически мелкие светочувствительные кристаллы галогенида серебра . Размеры и другие характеристики кристаллов определяют чувствительность, контрастность и разрешение пленки. [1] Пленка обычно делится на кадры , из которых получаются отдельные фотографии .
Эмульсия будет постепенно темнеть, если ее оставить на свету, но этот процесс слишком медленный и неполный, чтобы иметь какое-либо практическое применение. Вместо этого очень короткая экспозиция изображения, формируемого объективом камеры , вызывает лишь очень небольшое химическое изменение, пропорциональное количеству света, поглощаемого каждым кристаллом. Это создает невидимое скрытое изображение в эмульсии, которое можно химически проявить в видимую фотографию . Помимо видимого света, все пленки чувствительны к ультрафиолету , рентгеновским лучам , гамма-лучам и частицам высоких энергий . Немодифицированные кристаллы галогенида серебра чувствительны только к синей части видимого спектра, создавая неестественное изображение некоторых цветных объектов. Эта проблема была решена с открытием того, что некоторые красители, называемые сенсибилизирующими красителями, при адсорбции на кристаллах галогенида серебра заставляют их реагировать и на другие цвета. Были разработаны сначала ортохроматические (чувствительные к синему и зеленому цвету) и, наконец, панхроматические (чувствительные ко всем видимым цветам). Панхроматическая пленка передает все цвета в оттенках серого, примерно соответствующих их субъективной яркости. С помощью аналогичных методов можно сделать пленки специального назначения чувствительными к инфракрасной (ИК) области спектра . [2]
В черно-белой фотопленке обычно имеется один слой кристаллов галогенида серебра. Когда экспонированные зерна галогенида серебра проявляются, кристаллы галогенида серебра преобразуются в металлическое серебро, которое блокирует свет и выглядит как черная часть негатива пленки . Цветная пленка имеет как минимум три чувствительных слоя, включающих различные комбинации сенсибилизирующих красителей. Обычно слой, чувствительный к синему цвету, находится сверху, за ним следует слой желтого фильтра, чтобы оставшийся синий свет не влиял на слои ниже. Далее идут слой, чувствительный к зеленому и синему, и слой, чувствительный к красному и синему, которые записывают зеленые и красные изображения соответственно. Во время проявления экспонированные кристаллы галогенида серебра преобразуются в металлическое серебро, как и в случае с черно-белой пленкой. Но в цветной пленке побочные продукты реакции проявления одновременно соединяются с химическими веществами, известными как цветные соединения , которые включены либо в саму пленку, либо в раствор проявителя, образуя цветные красители. Поскольку побочные продукты создаются прямо пропорционально количеству воздействия и проявления, образующиеся облака красителя также пропорциональны воздействию и развитию. После обработки серебро снова превращается в кристаллы галогенида серебра на этапе отбеливания . Его удаляют с пленки в процессе закрепления изображения на пленке раствором тиосульфата аммония или тиосульфата натрия (гипо или закрепителя). [3] Фиксация оставляет после себя только образовавшиеся цветные красители, которые в совокупности составляют цветное видимое изображение. Более поздние цветные пленки, такие как Kodacolor II , имеют до 12 эмульсионных слоев [4] с более чем 20 различными химическими веществами в каждом слое.
Фотопленка и кинопленка , как правило, схожи по составу и скорости, но часто не похожи по другим параметрам, таким как размер и длина кадра. Фотобумага с галогенидом серебра также похожа на фотопленку.
Существует несколько типов фотопленки, в том числе:
Чтобы получить пригодное для использования изображение, пленку необходимо правильно экспонировать. Величина изменения экспозиции, которую может выдержать данная пленка, сохраняя при этом приемлемый уровень качества, называется широтой экспозиции . Пленка для цветной печати обычно имеет больший диапазон экспозиции, чем пленки других типов. Кроме того, поскольку для просмотра пленка для печати должна быть напечатана, в процессе печати возможна коррекция несовершенной экспозиции постфактум.
Концентрация красителей или кристаллов галогенида серебра, остающихся на пленке после проявления, называется оптической плотностью или просто плотностью ; оптическая плотность пропорциональна логарифму коэффициента оптического пропускания проявленной пленки. Темное изображение на негативе имеет более высокую плотность, чем более прозрачное изображение.
На большинство пленок влияет физика активации зерен серебра (которая устанавливает минимальное количество света, необходимое для экспонирования одного зерна) и статистика случайной активации зерен фотонами. Пленка требует минимального количества света, прежде чем она начнет экспонироваться, а затем реагирует постепенным затемнением в широком динамическом диапазоне экспонирования до тех пор, пока все зерна не будут экспонированы, и пленка не достигнет (после проявления) своей максимальной оптической плотности.
В активном динамическом диапазоне большинства пленок плотность проявленной пленки пропорциональна логарифму общего количества света, которому пленка подвергалась, поэтому коэффициент пропускания проявленной пленки пропорционален степени обратной величины яркость исходной экспозиции. График зависимости плотности изображения пленки от логарифма экспозиции известен как кривая H&D. [9] Этот эффект обусловлен статистикой активации зерна: по мере того, как пленка становится все более экспонированной, каждый падающий фотон с меньшей вероятностью воздействует на еще неэкспонированное зерно, что приводит к логарифмическому поведению. Простая идеализированная статистическая модель дает уравнение плотности = 1 – (1 – k ) света , где свет пропорционален количеству фотонов, попадающих на единицу площади пленки, k — вероятность попадания одного фотона в зерно (на основе размер зерен и насколько близко они расположены), а плотность — это доля зерен, на которые попал хотя бы один фотон. Зависимость между плотностью и логарифмической экспозицией для фотопленок линейна, за исключением крайних диапазонов максимальной экспозиции (D-max) и минимальной экспозиции (D-min) на кривой H&D, поэтому кривая имеет характерную S-образную форму (в отличие от датчики цифровых камер, которые имеют линейную реакцию в пределах эффективного диапазона экспозиции). [10] На чувствительность (т. е. чувствительность ISO) пленки можно повлиять путем изменения длины или температуры проявки, что приведет к смещению кривой H&D влево или вправо ( см. рисунок ). [11] [12]
Если части изображения экспонируются достаточно сильно, чтобы приблизиться к максимально возможной плотности для пленки для печати, они начнут терять способность показывать тональные изменения в окончательном отпечатке. Обычно эти области считаются переэкспонированными и на отпечатке выглядят невыразительными белыми. Некоторые объекты терпимы к очень сильному воздействию. Например, источники яркого света, такие как лампочка или солнце, обычно лучше всего выглядят на отпечатке как невыразительный белый цвет.
Аналогичным образом, если часть изображения получает уровень экспозиции ниже начального порогового уровня, который зависит от чувствительности пленки к свету или скорости, пленка не будет иметь заметной плотности изображения и будет отображаться на отпечатке как безликий черный цвет. Некоторые фотографы используют свои знания об этих пределах, чтобы определить оптимальную экспозицию для фотографии; один из примеров см. в разделе «Система зон» . Вместо этого большинство автоматических камер пытаются достичь определенной средней плотности.
Цветные пленки могут иметь много слоев. Основа пленки может иметь антигалогенный слой или быть окрашена. Этот слой предотвращает отражение света изнутри пленки, повышая качество изображения. Это также может сделать пленку доступной для экспонирования только с одной стороны, поскольку это предотвращает экспонирование сзади пленки. После проявления этот слой отбеливается, чтобы сделать его прозрачным, что делает пленку прозрачной. Антигаляционный слой, помимо черного золь-пигмента коллоидного серебра для поглощения света, также может иметь два УФ-абсорбента для улучшения светостойкости проявленного изображения, поглотитель окисленного проявителя, красители для компенсации оптической плотности при печати, растворители, желатин и динатриевую соль. 3,5-дисульфокатехина. [13] При нанесении на обратную сторону пленки он также служит для предотвращения царапин, в качестве антистатической меры из-за содержания проводящего углерода, а также в качестве смазки, помогающей транспортировать пленку через механизмы. Антистатические свойства необходимы для предотвращения запотевания пленки при низкой влажности, а механизмы предотвращения статического заряда присутствуют в большинстве, если не во всех пленках. Если нанесено на обратную сторону, оно удаляется во время обработки пленки. При нанесении он может находиться на обратной стороне пленочной основы в триацетатных пленочных основах или спереди в ПЭТ-пленочных основах, под слоем эмульсии. [14] Слой, предотвращающий скручивание, и отдельный антистатический слой могут присутствовать в тонких пленках высокого разрешения, у которых слой против ореолообразования находится под эмульсией. Основу ПЭТ-пленки часто окрашивают, особенно потому, что ПЭТ может служить световой трубкой; Основы черно-белой пленки, как правило, имеют более высокий уровень окрашивания. Основа пленки должна быть прозрачной, но с некоторой плотностью, идеально ровной, нечувствительной к свету, химически стабильной, устойчивой к разрыву и достаточно прочной, чтобы с ней можно было работать вручную, с помощью механизмов камеры и оборудования для обработки пленки, а также быть химически устойчивой к влаге и химикатам. используется во время обработки без потери прочности, гибкости или изменения размера.
Подслой представляет собой, по сути, клей, который позволяет последующим слоям приклеиваться к основе пленки. Основа пленки изначально изготавливалась из легковоспламеняющегося нитрата целлюлозы, который был заменен пленками из ацетата целлюлозы , часто пленкой из триацетата целлюлозы (защитной пленкой), которая, в свою очередь, была заменена во многих пленках (таких как все пленки для печати, большинство пленок для дублирования и некоторые другие). специальные пленки) на основе пластиковой пленки ПЭТ (полиэтилентерефталат). Пленки на триацетатной основе могут страдать от уксусного синдрома — процесса разложения, ускоряемого в теплых и влажных условиях, в результате которого выделяется уксусная кислота, которая является характерным компонентом уксуса, придающая пленке сильный запах уксуса, ускоряя повреждение пленки и, возможно, даже повреждая ее. окружающий металл и фильмы. [15] Пленки обычно склеиваются с помощью специальной клейкой ленты; те, у которых есть слои ПЭТ, могут быть сращены ультразвуком или их концы расплавлены, а затем сращены.
Эмульсионные слои пленок изготавливаются путем растворения чистого серебра в азотной кислоте с образованием кристаллов нитрата серебра, которые смешиваются с другими химическими веществами с образованием зерен галогенида серебра, которые затем суспендируются в желатине и наносятся на основу пленки. Размер и, следовательно, светочувствительность этих зерен определяет скорость пленки; поскольку пленки содержат настоящее серебро (в виде галогенида серебра), более быстрые пленки с более крупными кристаллами стоят дороже и потенциально подвержены колебаниям цены на металлическое серебро. Кроме того, более быстрые пленки имеют больше зерна, поскольку зерна (кристаллы) крупнее. Размер каждого кристалла часто составляет от 0,2 до 2 микрон; в цветных пленках облака красителя, образующиеся вокруг кристаллов галогенида серебра, часто имеют диаметр 25 микрон. [16] Кристаллы могут иметь форму кубов, плоских прямоугольников, тетрадекадров, [17] или быть плоскими и напоминать треугольник с обрезанными краями или без них; этот тип кристаллов известен как кристалл с Т-образным зерном или таблитчатое зерно (Т-зерно). Пленки с Т-образным зерном более чувствительны к свету без использования большего количества галогенида серебра, поскольку они увеличивают площадь поверхности, подвергающуюся воздействию света, делая кристаллы более плоскими и крупными по занимаемой площади, а не просто увеличивая их объем. [18] Т-образные зерна также могут иметь шестиугольную форму. Эти зерна также имеют пониженную чувствительность к синему свету, что является преимуществом, поскольку галогенид серебра наиболее чувствителен к синему свету, чем к свету других цветов. Традиционно эту проблему решали путем добавления в пленочную эмульсию слоя фильтра, блокирующего синий цвет, но Т-образные зерна позволили удалить этот слой. Кроме того, зерна могут иметь «ядро» и «оболочку», причем ядро, изготовленное из йодобромида серебра, имеет более высокое содержание йода, чем оболочка, что улучшает светочувствительность. Эти зерна известны как Σ-зерна. [13]
В качестве галогенида серебра используется либо бромид серебра , либо бромхлориодид серебра, либо комбинация бромида, хлорида и йодида серебра. [19] [20] [21] Йодобромид серебра может использоваться в качестве галогенида серебра. [13]
Кристаллы галогенида серебра могут быть изготовлены в нескольких формах для использования в фотопленках. Например, гексагональные таблитчатые зерна AgBrCl можно использовать для цветных негативных пленок, октаэдрические зерна AgBr можно использовать для пленок для мгновенной цветной фотографии, кубооктаэдрические зерна AgBrl можно использовать для цветообращающих пленок, гексагональные таблитчатые зерна AgBr можно использовать для медицинских X -лучевые пленки и кубические зерна AgBrCl могут использоваться для пленок для полиграфии. [13]
В цветных пленках каждый эмульсионный слой содержит кристаллы галогенида серебра, которые сенсибилизируются к одному конкретному цвету (длине волны света) с помощью красителей, поэтому они становятся чувствительными только к одному цвету света, а не к другим, поскольку частицы галогенида серебра по своей природе чувствительны только к длинам волн ниже 450 нм (это синий свет). Сенсибилизирующие красители абсорбируются на дислокациях частиц галогенида серебра в эмульсии на пленке. Сенсибилизирующие красители могут быть сверхсенсибилизированы с помощью сверхсенсибилизирующего красителя, который усиливает функцию сенсибилизирующего красителя и повышает эффективность захвата фотонов галогенидом серебра. [13] Каждый слой имеет разный тип связующего вещества, образующего цветной краситель: в слое, чувствительном к синему, связующее вещество образует желтый краситель; в чувствительном к зеленому слою соединитель образует пурпурный краситель, а в чувствительном к красному слою соединитель образует голубой краситель. Цветные пленки часто имеют слой, блокирующий УФ-излучение. Каждый слой эмульсии в цветной пленке может состоять из трех слоев: медленного, среднего и быстрого слоя, чтобы пленка могла захватывать более контрастные изображения.[13] Соединители цветного красителя находятся внутри капель масла, диспергированных в эмульсии вокруг кристаллов галогенида серебра, образуя зерно галогенида серебра. Здесь капли масла действуют как поверхностно-активное вещество , а также защищают соединители от химических реакций с галогенидом серебра и от окружающей желатин. Во время проявления окисленный проявитель диффундирует в капли масла и соединяется с связующими красителями, образуя облака красителя; облака красителя образуются только вокруг неэкспонированных кристаллов галогенида серебра. Затем фиксаж удаляет кристаллы галогенида серебра, оставляя только облака красителя: это означает, что проявленные цветные пленки могут не содержать серебра, в то время как непроявленные пленки содержат серебро; это также означает, что фиксаж может начать содержать серебро, которое затем можно удалить электролизом. [22] Цветные пленки также содержат светофильтры для фильтрации определенных цветов при прохождении света через пленку: часто между слоями, чувствительными к синему и зеленому, часто имеется фильтр синего света и желтый фильтр перед слоем, чувствительным к красному; таким образом каждый слой становится чувствительным только к определенному цвету света.
Соединители должны быть устойчивыми к диффузии (недиффузионными), чтобы они не перемещались между слоями пленки [13] и, таким образом, не вызывали неправильную цветопередачу, поскольку соединители специфичны для голубого, пурпурного или желтого цветов. Это делается путем изготовления соединителей с балластной группой, такой как липофильная группа (защищенная от масла), и нанесения их в виде капель масла на пленку, или гидрофильную группу, или в полимерный слой, такой как загружаемый латексный слой с маслозащищенным слоем. соединители, в этом случае они считаются защищенными полимером. [13]
Цветные связующие могут быть бесцветными, хромогенными или окрашенными. Цветные соединители используются для улучшения цветопередачи пленки. Первый элемент связи, используемый в синем слое, остается бесцветным, пропуская весь свет, но элемент связи, используемый в зеленом слое, окрашен в желтый цвет, а элемент связи, используемый в красном слое, — светло-розовый. Желтый был выбран для того, чтобы не дать оставшемуся синему свету обнажить нижележащие зеленый и красный слои (поскольку желтый можно получить из зеленого и красного). Каждый слой должен быть чувствителен только к одному цвету света и пропускать все остальные. Из-за этих цветных соединителей проявленная пленка выглядит оранжевой. Цветные соединители означают, что перед печатью к изображению необходимо применить коррекцию с помощью цветных фильтров. [18] Печать может осуществляться с помощью оптического увеличителя или путем сканирования изображения, его коррекции с помощью программного обеспечения и печати на цифровом принтере.
Пленки Kodachrome не имеют соединителей; вместо этого красители образуются в результате длинной последовательности этапов, что ограничивает их внедрение среди небольших компаний по переработке пленки.
По сравнению с ними черно-белые пленки очень просты и состоят только из кристаллов галогенида серебра, взвешенных в желатиновой эмульсии, которая расположена на основе пленки с антигалогенной обратной стороной. [23]
Многие пленки содержат верхний слой суперпокрытия, защищающий слои эмульсии от повреждений. [24] Некоторые производители производят свои пленки с учетом дневного света, вольфрамового (названного в честь вольфрамовой нити ламп накаливания и галогенных ламп) или флуоресцентного освещения, рекомендуя в некоторых ситуациях использовать линзовые фильтры, люксметры и тестовые снимки для поддержания цветового баланса. или порекомендовав разделить значение ISO пленки на расстояние от объекта до камеры, чтобы получить соответствующее значение числа f, которое будет установлено в объективе. [25] [26]
Примерами цветных пленок являются Kodachrome , часто обрабатываемая с использованием процесса K-14 , Kodacolor, Ektachrome , которая часто обрабатывается с использованием процесса E-6 и Fujifilm Superia , которая обрабатывается с использованием процесса C-41 . Химические вещества и красители, содержащиеся в пленке, могут различаться в зависимости от процесса проявления пленки.
Скорость пленки описывает пороговую чувствительность пленки к свету. Международным стандартом оценки светочувствительности пленки является шкала ISO#ISO , которая объединяет светочувствительность ASA и светочувствительность DIN в формате ASA/DIN. Использование пленки ISO со светочувствительностью ASA 400 будет обозначаться как 400/27°. [27] Четвертым стандартом наименования является ГОСТ , разработанный Российским органом по стандартизации. См. статью о светочувствительности пленки , где приведена таблица преобразования светочувствительности пленки ASA, DIN и ГОСТ.
Обычная чувствительность пленки включает ISO 25, 50, 64, 100, 160, 200, 400, 800 и 1600. Пленки для потребительской печати обычно находятся в диапазоне от ISO 100 до ISO 800. Некоторые пленки, например, «Technical Pan» компании Kodak [28] , не имеют рейтинга ISO, и поэтому перед экспонированием и проявлением фотографу необходимо тщательно изучить свойства пленки. Пленка с ISO 25 очень «медленная», поскольку для создания пригодного к использованию изображения требуется гораздо больше экспозиции, чем «быстрая» пленка с ISO 800. Таким образом, пленки с ISO 800 и выше лучше подходят для ситуаций с низким освещением и съемки динамичных сцен (когда короткое время выдержки ограничивает общий получаемый свет). Преимущество более медленной пленки заключается в том, что она обычно имеет более мелкое зерно и лучшую цветопередачу, чем светосильная пленка. Профессиональные фотографы, снимающие статичные объекты, такие как портреты или пейзажи, обычно стремятся к этим качествам, и поэтому им требуется штатив для стабилизации камеры для более длительной выдержки. Профессионал, фотографирующий такие объекты, как быстродвижущиеся спортивные соревнования или в условиях низкой освещенности, неизбежно выберет более быструю пленку.
Пленку с определенным рейтингом ISO можно подвергнуть принудительной обработке или «нажать», чтобы она вела себя как пленка с более высоким ISO, проявляя ее в течение более длительного времени или при более высокой температуре, чем обычно. [29] : 160 Реже фильм можно «затянуть» так, чтобы он вел себя как «более медленный» фильм. Нажатие обычно приводит к укрупнению зерна и увеличению контрастности, уменьшая динамический диапазон в ущерб общему качеству. Тем не менее, это может быть полезным компромиссом в сложных условиях стрельбы, если альтернативой вообще является отсутствие пригодного для использования выстрела.
Мгновенная фотография, популяризированная Polaroid , использует специальный тип камеры и пленки, которые автоматизируют и интегрируют проявку без необходимости использования дополнительного оборудования или химикатов. Этот процесс осуществляется сразу после экспонирования, в отличие от обычной пленки, которая проявляется впоследствии и требует дополнительных химикатов. Посмотрите фильм мгновенного действия .
Могут быть изготовлены пленки для регистрации невидимого ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного (ИК) излучения. Эти фильмы обычно требуют специального оборудования; например, большинство фотообъективов сделаны из стекла и поэтому фильтруют большую часть ультрафиолетового света. Вместо этого необходимо использовать дорогие линзы из кварца . Инфракрасные пленки можно снимать стандартными камерами с использованием инфракрасных полосовых или длиннопроходных фильтров , хотя необходимо компенсировать инфракрасную точку фокусировки.
Экспозиция и фокусировка затруднены при использовании УФ- или ИК-пленки с камерой и объективом, предназначенными для видимого света. Стандарт ISO для светочувствительности пленки применяется только к видимому свету, поэтому экспонометры визуального спектра практически бесполезны. Производители пленки могут предоставить рекомендуемые эквивалентные значения светочувствительности пленки для различных условий и рекомендовать строгий брекетинг (например, «с определенным фильтром принять ISO 25 при дневном свете и ISO 64 при вольфрамовом освещении»). Это позволяет использовать экспонометр для оценки экспозиции. Фокусная точка для ИК-излучения находится немного дальше от камеры, чем для видимого света, а для УФ-излучения немного ближе; это необходимо компенсировать при фокусировке. Иногда рекомендуются апохроматические линзы из-за их улучшенной фокусировки по всему спектру.
Пленка, оптимизированная для обнаружения рентгеновского излучения, обычно используется в медицинской рентгенографии и промышленной радиографии , когда объект помещается между пленкой и источником рентгеновских или гамма-лучей без линзы, как если бы изображение полупрозрачного объекта было помещено между пленкой и источником рентгеновского или гамма-излучения. источник света и стандартная пленка. В отличие от других типов пленок, рентгеновская пленка имеет чувствительную эмульсию с обеих сторон материала-носителя. Это снижает рентгеновское облучение и обеспечивает приемлемое изображение – желательная функция в медицинской рентгенографии. Пленка обычно помещается в тесный контакт с люминофорным экраном(ами) и/или тонким экраном(ами) из свинцовой фольги, причем эта комбинация имеет более высокую чувствительность к рентгеновским лучам. Поскольку пленка чувствительна к рентгеновским лучам, ее содержимое может быть удалено сканерами багажа в аэропорту, если светочувствительность пленки превышает 800 ISO. [30] Это свойство используется в пленочных дозиметрах .
Пленка, оптимизированная для обнаружения рентгеновских и гамма-лучей, иногда используется для дозиметрии радиации .
Пленка имеет ряд недостатков в качестве научного детектора: ее трудно калибровать для фотометрии , ее нельзя использовать повторно, для лучшей калибровки требуется осторожное обращение (включая контроль температуры и влажности), а пленку необходимо физически возвращать в исследовательский центр. лабораторные и обработанные. При этом фотопленка может быть изготовлена с более высоким пространственным разрешением, чем любой другой тип детектора изображения, и из-за логарифмического отклика на свет имеет более широкий динамический диапазон, чем большинство цифровых детекторов. Например, голографическая пленка Agfa 10E56 имеет разрешение более 4000 линий/мм, что эквивалентно размеру пикселя 0,125 микрометра, и активный динамический диапазон яркости более пяти порядков по сравнению с типичными научными ПЗС-матрицами , которые могут иметь пиксели около 10 микрометров и динамический диапазон 3–4 порядка. [31] [ не удалось проверить ]
Специальные пленки используются для длительной выдержки, необходимой для астрофотографии. [32]
Литовые пленки, используемые в полиграфической промышленности. В частности, при экспонировании через линейчатый или контактный экран можно создавать полутоновые изображения, пригодные для печати.
Некоторые пленочные фотоаппараты имеют возможность считывать метаданные из контейнера с пленкой или кодировать метаданные на негативах пленки.
Негативная печать - это особенность некоторых пленочных камер, в которых дата, выдержка и настройка диафрагмы записываются на негатив непосредственно при экспонировании пленки. Первая известная версия этого процесса была запатентована в США в 1975 году: в ней использовались полупосеребренные зеркала, чтобы направлять показания цифровых часов и смешивать их со световыми лучами, проходящим через объектив основной камеры. [33] В современных зеркальных камерах используется импринтер, прикрепленный к задней части камеры на подложке пленки. Он использует небольшой светодиодный дисплей для освещения и оптику для фокусировки света на определенной части пленки. Светодиодный дисплей экспонируется негативом одновременно с фотографией. [34] Цифровые камеры часто могут кодировать всю информацию в самом файле изображения. Формат Exif является наиболее часто используемым форматом.
В 1980-х годах компания Kodak разработала кодирование DX (от Digital indeX), или кодирование DX , функцию, которая в конечном итоге была адаптирована всеми производителями фотоаппаратов и пленок. [35] Кодирование DX предоставляет информацию как о кассете с пленкой, так и о пленке, касающуюся типа пленки, количества экспозиций, светочувствительности (рейтинг ISO/ASA) пленки. Он состоит из трех типов идентификации. Во-первых, это штрих-код рядом с отверстием для пленки в кассете, идентифицирующий производителя, тип пленки и метод обработки ( см. изображение внизу слева ). Используется оборудованием для фотообработки во время обработки пленки. Вторая часть — это штрих-код на краю пленки ( см. изображение внизу справа ), используемый также при обработке, который указывает тип пленки изображения, производителя, номер кадра и синхронизирует положение кадра. Третья часть кодирования DX, известная как код автоматического распознавания камеры DX (CAS), состоит из серии из 12 металлических контактов на кассете с пленкой, которые, начиная с камер, выпущенных после 1985 года, могут определять тип пленки, количество экспозиций и ISO пленки и используйте эту информацию для автоматической настройки параметров камеры в соответствии со светочувствительностью пленки. [35] [36] [37]
Источник: [38]
Самым ранним практическим фотографическим процессом был дагерротип ; он был представлен в 1839 году и не использовал пленку. Светочувствительные химические вещества образовались на поверхности посеребренного медного листа. [39] Процесс калотипирования производил бумажные негативы. [40] Начиная с 1850-х годов, тонкие стеклянные пластины, покрытые фотоэмульсией, стали стандартным материалом для использования в фотоаппарате. Хотя стекло, используемое для фотопластинок , было хрупким и относительно тяжелым, оно имело лучшие оптические качества, чем ранние прозрачные пластики, и поначалу было дешевле. Стеклянные пластинки продолжали использоваться еще долго после появления пленки и использовались для астрофотографии [41] и электронной микрографии до начала 2000-х годов, когда их вытеснили методы цифровой записи. Илфорд продолжает производить стеклянные пластины для специальных научных применений. [42]
Первая гибкая рулонная фотопленка была продана Джорджем Истманом в 1885 году [43] , но эта оригинальная «пленка» на самом деле представляла собой покрытие на бумажной основе. В ходе обработки слой, несущий изображение, снимался с бумаги и прикреплялся к листу затвердевшего прозрачного желатина. Первая прозрачная пластиковая рулонная пленка появилась в 1889 году. [44] Она была изготовлена из легковоспламеняющейся пленки из нитрата целлюлозы .
Хотя ацетат целлюлозы или « защитная пленка » была представлена компанией Kodak в 1908 году, [45] поначалу она нашла лишь несколько специальных применений в качестве альтернативы опасной нитратной пленке, которая имела преимущества, заключавшиеся в том, что она была значительно более прочной, немного более прозрачной и прозрачной. и дешевле. Переход на рентгеновские пленки был завершен в 1933 году, но хотя защитная пленка всегда использовалась для домашних фильмов 16 мм и 8 мм, нитратная пленка оставалась стандартной для театральных 35-мм пленок, пока ее окончательно не прекратили снимать в 1951 году .
Хертер и Дриффилд начали новаторские работы по светочувствительности фотоэмульсий в 1876 году. Их работа позволила разработать первую количественную меру светочувствительности пленки. [47] Они разработали кривые H&D, специфичные для каждой пленки и бумаги. Эти кривые отображают фотографическую плотность в зависимости от логарифма экспозиции, чтобы определить чувствительность или скорость эмульсии и обеспечить правильную экспозицию. [9]
Ранние фотопластинки и пленки были чувствительны только к синему, фиолетовому и ультрафиолетовому свету . В результате относительные значения тонов в сцене были примерно такими, какими они выглядели бы, если бы смотреть через кусок темно-синего стекла. Голубое небо с интересными облачными образованиями, сфотографированное как белая пустота. Любая деталь, видимая в массе зеленой листвы, объяснялась главным образом бесцветным блеском поверхности. Ярко-желтые и красные цвета казались почти черными. Большинство оттенков кожи выглядели неестественно темными, а неровный или веснушчатый цвет лица был преувеличен. Фотографы иногда компенсировали это, добавляя небо с отдельных негативов, которые были экспонированы и обработаны для оптимизации видимости облаков, вручную ретушируя негативы для корректировки проблемных тональных значений и сильно припудривая лица натурщиков-портретистов.
В 1873 году Герман Вильгельм Фогель обнаружил, что спектральную чувствительность можно расширить до зеленого и желтого света, добавив в эмульсию очень небольшие количества определенных красителей. Нестабильность ранних сенсибилизирующих красителей и их склонность к быстрому помутнению первоначально ограничивали их использование лабораторными методами, но в 1883 году на рынке появились первые коммерческие сенсибилизированные красители пластины. Эти ранние продукты, которые в зависимости от производителя описывались как изохроматические или ортохроматические , позволяли более точно передавать цветные объекты в черно-белые изображения. Поскольку они по-прежнему были непропорционально чувствительны к синему цвету, требовалось использование желтого фильтра и, следовательно, более длительное время экспозиции, чтобы в полной мере воспользоваться их расширенной чувствительностью.
В 1894 году братья Люмьер представили свою панхроматическую пластину Lumière, которая была чувствительна, хотя и очень неравномерно, ко всем цветам, включая красный. Были разработаны новые и улучшенные сенсибилизирующие красители, и в 1902 году немецким производителем Perutz продавалась гораздо более равномерно чувствительная к цвету панхроматическая пластина Perchromo . Коммерческая доступность высокопанхроматических черно-белых эмульсий также ускорила прогресс практической цветной фотографии, которая требует хорошей чувствительности ко всем цветам спектра, чтобы красный, зеленый и синий каналы цветовой информации могли быть захвачены с разумной экспозицией. раз.
Однако все это были пластинчатые изделия на стеклянной основе. Панхроматические эмульсии на пленочной основе не были коммерчески доступны до 1910-х годов и стали широко использоваться гораздо позже. Многие фотографы, работавшие в фотолаборатории, предпочитали обойтись без кажущейся роскоши чувствительности к красному цвету — редкому цвету в природе и необычному даже для объектов, созданных человеком, — вместо того, чтобы быть вынуждены отказаться от традиционного красного безопасного освещения в фотолаборатории и обрабатывать экспонированную пленку. в полной темноте. Популярная черно-белая фотопленка Verichrome от Kodak, представленная в 1931 году, оставалась нечувствительным к красному цвету ортохроматическим продуктом до 1956 года, когда ее заменила Verichrome Pan. Энтузиастам-любителям фотолабораторий тогда приходилось обращаться с непроявленной пленкой только наощупь.
Эксперименты с цветной фотографией начались почти одновременно с самой фотографией, но трехцветный принцип, лежащий в основе всех практических процессов, не был сформулирован до 1855 года, продемонстрирован только в 1861 году и не был общепринятым как «настоящая» цветная фотография до тех пор, пока он не стал неоспоримым. коммерческая реальность начала 20 века. Хотя к 1890-м годам делались цветные фотографии хорошего качества, они требовали специального оборудования, отдельных и длительных выдержек через три цветных фильтра , сложных процедур печати или демонстрации, а также узкоспециализированных навыков, поэтому в то время они были чрезвычайно редки.
Первой практичной и коммерчески успешной цветной «пленкой» была Lumière Autochrome , стеклянная пластинка, представленная в 1907 году. Она была дорогой и недостаточно чувствительной для использования в качестве «снимков» с рук. Версии, основанные на пленке, были представлены в начале 1930-х годов, а позже чувствительность была улучшена. Это были аддитивные цветные продукты «мозаичного экрана», в которых использовался простой слой черно-белой эмульсии в сочетании со слоем микроскопически мелких цветных фильтрующих элементов. Полученные прозрачные пленки или «слайды» были очень темными, потому что мозаичный слой цветного фильтра поглощал большую часть проходящего света. Последние пленки этого типа были сняты с производства в 1950-х годах, но «мгновенная» слайд-пленка Polachrome , представленная в 1983 году, временно возродила эту технологию.
«Цветная пленка» в современном понимании субтрактивного цветного продукта с многослойной эмульсией родилась с появлением Kodachrome для домашнего кино в 1935 году и в виде 35-миллиметровой пленки для фотоаппаратов в 1936 году; однако это потребовало сложного процесса разработки, включающего несколько этапов окрашивания, поскольку каждый цветной слой обрабатывался отдельно. [48] В 1936 году также был выпущен Agfa Color Neu, первая субтрактивная трехцветная обратимая пленка для использования в кино и фотокамерах, включающая соединители цветных красителей, которые можно было обрабатывать одновременно одним цветным проявителем. На фильм было около 278 патентов. [49] Использование цветных соединителей легло в основу последующего дизайна цветных пленок: процесс Agfa первоначально был принят компаниями Ferrania, Fuji и Konica и продолжался до конца 70-х - начала 1980-х годов на Западе и 1990-х годов в Восточной Европе. В этом процессе использовались красящие вещества, оканчивающиеся группами сульфоновой кислоты, и их приходилось наносить по одному слою за раз. Это была еще одна инновация Kodak, заключавшаяся в использовании химикатов-красителей, оканчивающихся «жирными» хвостами, что позволяло наносить несколько слоев одновременно за один проход, сокращая время и стоимость производства, что позже стало общепринятым вместе с Kodak C. -41 процесс.
Несмотря на большую доступность цветной пленки после Второй мировой войны в течение следующих нескольких десятилетий, она оставалась намного дороже, чем черно-белая, и требовала гораздо больше света, что в сочетании с более высокой стоимостью обработки и печати задержало ее широкое распространение. Снижение стоимости, повышение чувствительности и стандартизация обработки постепенно преодолели эти препятствия. К 1970-м годам на потребительском рынке преобладала цветная пленка, а использование черно-белой пленки все чаще ограничивалось фотожурналистикой и художественной фотографией .
Фотообъективы и оборудование разрабатываются с учетом используемой пленки. Хотя самые ранние фотоматериалы были чувствительны только к сине-фиолетовому концу спектра, обычно использовались ахроматические линзы с частичной цветокоррекцией, так что, когда фотограф фокусировал визуально самые яркие желтые лучи, визуально самые тусклые, но фотографически наиболее активные фиолетовые лучи также будут правильно сфокусированы. Введение ортохроматических эмульсий потребовало адекватной фокусировки всей гаммы цветов от желтого до синего. Большинство пластин и пленок, описываемых как ортохроматические или изохроматические, были практически нечувствительны к красному цвету, поэтому правильная фокусировка красного света не имела значения; красное окно можно использовать для просмотра номеров кадров на бумажной основе рулонной пленки, поскольку любой красный свет, просачивающийся вокруг подложки, не затуманивает пленку; а красное освещение можно было использовать в темных комнатах. С появлением панхроматической пленки весь видимый спектр необходимо было сфокусировать в приемлемой резкости. Во всех случаях цветовой оттенок стекла объектива или слабые цветные отражения на изображении не имели значения, поскольку они лишь немного меняли контраст. Это уже было неприемлемо при использовании цветной пленки. Линзы с более высокой степенью коррекции для новых эмульсий можно было использовать со старыми типами эмульсий, но обратное неверно.
Развитие конструкции линз для более поздних эмульсий имеет практическое значение при рассмотрении вопроса об использовании старых линз, которые все еще часто используются на широкоформатном оборудовании; линза, предназначенная для ортохроматической пленки, может иметь видимые дефекты цветной эмульсии; объектив для панхроматической пленки будет лучше, но не так хорош, как более поздние модели.
Используемые фильтры были разными для разных типов пленок .
Пленка оставалась доминирующей формой фотографии до начала 21 века, когда достижения цифровой фотографии привлекли потребителей к цифровым форматам. Первая потребительская электронная камера Sony Mavica была выпущена в 1981 году, первая цифровая камера Fuji DS-X выпущена в 1989 году [50] в сочетании с достижениями в области программного обеспечения, такими как Adobe Photoshop , выпущенным в 1989 году, повышением потребительского уровня. цифровые цветные принтеры и все более широкое распространение компьютеров в домашних хозяйствах в конце 20-го века способствовали освоению цифровой фотографии потребителями. [10]
Первоначальное распространение цифровых камер в 1990-х годах было медленным из-за их высокой стоимости и относительно низкого разрешения изображений (по сравнению с 35-миллиметровой пленкой), но они начали завоевывать популярность среди потребителей на рынке «наведи и снимай», а также в профессиональных приложениях, таких как спортивная фотография, где скорость получения результатов, включая возможность загрузки фотографий прямо со стадионов, была более важна для сроков публикации газет, чем разрешение. Ключевое отличие от пленочных заключалось в том, что первые цифровые камеры вскоре устарели, что вынуждало пользователей часто заменять их до тех пор, пока технология не начала развиваться, тогда как раньше люди могли владеть только одной или двумя пленочными камерами за свою жизнь. Следовательно, фотографы, требующие более высокого качества в таких секторах, как свадьбы, портретная съемка и мода, где преобладала пленка среднего формата, были последними, кто переключился на этот вариант, как только разрешение начало достигать приемлемого уровня с появлением «полнокадровых» сенсоров, «цифровых задников» и цифровых среднеформатных фотокамер. камеры.
Продажи пленочных фотоаппаратов, согласно данным CIPA, достигли пика в 1998 году [51] , а затем резко снизились после 2000 года и достигли почти нуля к концу 2005 года, поскольку потребители массово переключились на цифровые фотоаппараты (продажи которых впоследствии достигли пика в 2010 году). Эти изменения предвещали аналогичное снижение продаж фильмов. Цифры Fujifilm показывают, что мировые продажи пленок, выросшие на 30% за предыдущие пять лет, достигли пика примерно в 2000 году. Затем продажи пленок начали период ежегодного падения продаж, масштабы которого увеличивались с 2003 по 2008 год, достигнув 30%. в год до замедления. К 2011 году продажи составили менее 10% от пиковых объемов. [52] Аналогичные закономерности наблюдались и у других производителей, в зависимости от присутствия на рынке: глобальные продажи пленки оценивались в 900 миллионов рулонов в 1999 году, а к 2009 году снизились всего до 5 миллионов рулонов. [53] Этот период нанес ущерб киноиндустрии и ее Цепочка поставок, оптимизированная для высоких объемов производства, резкое падение продаж привели к тому, что фирмы начали бороться за выживание. За решением Agfa-Gevaert продать свое потребительское подразделение (Agfaphoto) в 2004 году последовала серия банкротств известных производителей пленки: Ilford Imaging UK в 2004 году, Agfaphoto в 2005 году, Forte в 2007 году, Foton в 2007 году, Polaroid в 2001 году. и 2008 г., Ferrania в 2009 г. и Eastman Kodak в 2012 г. (последний выжил только после масштабного сокращения, в то время как Ilford был спасен за счет выкупа менеджментом). Konica-Minolta закрыла свой бизнес по производству пленки и полностью ушла с рынка фотографии в 2006 году, продав свои патенты на камеры Sony, а Fujifilm успешно перешла к быстрой диверсификации на другие рынки. Влияние этого изменения парадигмы в технологии впоследствии отразилось на предприятиях, занимающихся последующей обработкой и финишной отделкой фотографий.
Хотя в современной фотографии преобладают пользователи цифровых технологий, энтузиасты по-прежнему используют пленку. Некоторые фотографы по-прежнему отдают предпочтение пленке из-за ее своеобразного «взгляда». [а]
Несмотря на то, что цифровые камеры на сегодняшний день являются наиболее часто используемым фотографическим инструментом и что выбор доступных фотопленок намного меньше, чем раньше, продажи фотопленки имеют устойчивую тенденцию к росту. Kodak (которая находилась под защитой банкротства с января 2012 года по сентябрь 2013 года) и другие компании заметили эту тенденцию к росту: Деннис Ольбрих, президент подразделения бумаги для обработки изображений, фотохимикатов и пленки компании Kodak Alaris, заявил, что продажи их фотопленок выросли. росла в течение последних трех-четырех лет. Британская компания Ilford подтвердила эту тенденцию и провела обширное исследование по этому вопросу. Их исследование показало, что 60% нынешних кинопользователей начали использовать пленку только за последние пять лет, а 30% нынешних кинозрителей были моложе 35 лет. . [56] Годовые продажи пленки, которые, по оценкам, в 2009 году достигли минимума в 5 миллионов рулонов, с тех пор удвоились и составили примерно 10 миллионов рулонов в 2019 году. [53] Ключевой проблемой для отрасли является то, что производство зависит от оставшихся мощностей по нанесению покрытий. которые были построены для пиковых лет спроса, но по мере того, как спрос рос, ограничения производительности на некоторых других этапах процесса, которые были сокращены, таких как конвертирование пленки, вызвали узкие места в производстве для таких компаний, как Kodak.
В 2013 году Ferrania , итальянский производитель фотопленок, прекративший производство фотопленок в период с 2009 по 2010 год, был приобретен новой Film Ferrania SRL, взяв на себя небольшую часть производственных мощностей старой компании, используя ее бывший исследовательский центр, и повторно - наняли несколько рабочих, уволенных тремя годами ранее, когда компания прекратила производство фильмов. В ноябре того же года компания начала краудфандинговую кампанию с целью собрать 250 000 долларов для покупки инструментов и машин на старой фабрике с намерением снова запустить в производство некоторые фильмы, производство которых было прекращено. Кампания увенчалась успехом, и в октябре 2014 года завершился, собрано более 320 000 долларов США. В феврале 2017 года компания Film Ferrania представила свою панхроматическую черно-белую пленку P30 80 ASA в формате 35 мм.
5 января 2017 года компания Kodak объявила, что Ektachrome , одна из самых известных прозрачных пленок Kodak, производство которой было прекращено в период с 2012 по 2013 год, будет переработана и снова будет производиться в форматах 35-миллиметровой фотопленки и кинопленки Super 8. [57] После успеха релиза Kodak расширила доступность формата Ektachrome, также выпустив пленку в форматах 120 и 4x5. [58]
Японские фотоаппараты и бумага для мгновенной пленки Fujifilm Instax также оказались очень успешными и заменили традиционные фотопленки в качестве основной кинопродукции Fujifilm, в то время как они продолжают предлагать традиционные фотопленки в различных форматах и типах. [59]
В 2023 году финский химик Сами Вуори изобрел многоразовую пленку, в которой в качестве светочувствительной среды используется синтетический хакманит (Na 8 Al 6 Si 6 O 24 (Cl,S) 2 ). Пленка содержит мелкие частицы хакманита, окрашивающиеся в фиолетовый цвет под воздействием ультрафиолетового излучения (например, 254 нм), после чего пленка загружается в камеру. Видимый свет обесцвечивает частицы хакманита обратно до белого цвета, что способствует формированию положительного изображения. Затем пленку можно отсканировать с помощью обычного сканера документов, а затем снова окрасить УФ-излучением. Если пользователь хочет сохранить изображение, пленку можно положить в темное место, так как при отсутствии света процесс отбеливания полностью прекращается. [60]
Помимо возможности многократного использования и отсутствия необходимости в проявке или химикатах, еще одним преимуществом фотохромной пленки этого типа является то, что для нее не требуется желатин, что делает ее веганской альтернативой. Однако главным недостатком пленки по-прежнему остается очень медленная экспозиция, требующая нескольких часов выдержки. Это означает, что в настоящее время этот тип пленки можно использовать только в пленочной фотографии со сверхдлинной выдержкой, где объектом съемки является, например, центр города, где фотограф хочет скрыть все движение. [60]
Еще одна многоразовая пленка, изобретенная Лиу и др. основан на частицах глины, интеркалированных 9-метилакридинием, но для стирания изображения необходимо окунуть материал в серную кислоту. [61]
,_Rostov-on-Don,_Russia.jpg/1280px-Soviet_photographic_film_(Svema),_Rostov-on-Don,_Russia.jpg)
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)