Světelná citlivost fotografického materiálu je charakteristikou fotografického materiálu , odráží jeho schopnost měnit svou optickou hustotu vlivem světla a následného vývoje [1] . Citlivost na světlo je nepřímo úměrná expozici , která je nutná k získání dané optické hustoty [2] . Obor metrologie , který studuje světelnou citlivost fotografických materiálů, se nazývá senzitometrie . Jednotky ISO používané v současnosti k označení fotosenzitivity jsou mezinárodní a jsou standardizovány stejnojmennou organizací.
Pojem citlivosti na světlo používaný v digitální fotografii nemá nic společného s citlivostí fotografických materiálů, protože principy senzitometrie nejsou použitelné pro elektronické metody registrace obrazu. Digitální fotografie navíc používá hodnotu, která neodráží ani tak citlivost matice , jako spíše vlastnosti ADC fotoaparátu a algoritmů pro převod jeho dat do souřadnic barevného prostoru [3] .
Systémy měření expozice digitálních fotoaparátů však používají ekvivalent ISO, aby umožnily klasické principy řízení expozice vypůjčené z analogové fotografie .
Hledání nejpřesnějšího systému měření ISO začalo ihned po vynálezu fotografie pro kvantifikaci expozice potřebné k vytvoření kvalitního snímku. První pokroky v této oblasti se však objevily současně s procesem stříbrné želatiny , který nahradil nepředvídatelnou daguerrotypii a mokrý kolodiový proces . Hlavním problémem přitom bylo, že optická hustota výsledného negativního nebo pozitivního obrazu závisí nejen na intenzitě expozice, ale také na vyvolávacím režimu. Prodloužení doby vyvolávání vede ke zvýšení optické hustoty, ale fotosenzitivita je ovlivněna v mnohem menší míře. Hlavním problémem každého senzitometrického systému je proto kritérium fotosenzitivity , které umožňuje co nejpřesnější stanovení schopnosti fotografické emulze reagovat na světlo a nezávisí na dalších faktorech.
Úplně prvním kritériem, používaným od 70. let 19. století , byl práh zčernání, tedy minimální expozice, která dává detekovatelnou hustotu [2] . Takové kritérium bylo použito ve většině referenčních systémů, například Scheiner ( německy Julius Scheiner ), Eder ( německy Josef Maria Eder ) a Wynn. V roce 1890 angličtí vědci Herter ( ing. Ferdinand Hurter ) a Driffield ( ing. Vero Charles Driffield ) formulovali koncept charakteristické křivky . Jako kritérium fotosenzitivity byl zvolen bod setrvačnosti (Hurter-Driffieldovo kritérium) — průsečík tečny k přímočarému úseku charakteristické křivky s osou logaritmu expozice. V SSSR byla Hörterova a Driffieldova stupnice fotosenzitivity, zkráceně „X a D“ ( angl. H&D ), oficiálně používána od roku 1928 až do přechodu na jednotky GOST v souladu s normou GOST 2817-50 [2] . Zároveň se škála H&D používaná ve Spojeném království neshodovala se sovětskou [4] . Standard X a D byl v SSSR nahrazen stupnicí GOST v říjnu 1951 [5] .
V moderním senzitometrickém systému ISO se jako kritérium používá normalizovaná optická hustota , tj. hustota převyšující celkovou hustotu závoje a substrátu o určitou prahovou hodnotu. Expozice potřebná k získání takové hustoty slouží jako referenční bod pro stanovení fotosenzitivity. Pro různé typy fotocitlivých materiálů: negativní, pozitivní, reverzibilní atd. jsou ve stejných systémech měření akceptovány různé hodnoty tohoto kritéria. Například u černobílých negativních fotografických filmových materiálů je prahová hustota považována za 0,1 nad závojem [6] . Další rozvoj fotoprocesních technologií si vyžádal zdokonalení senzitometrie, což vyžadovalo měření fotosenzitivity barevných vícevrstvých filmů a papírů. Každá ze světlocitlivých vrstev takových materiálů má svou vlastní světelnou citlivost, často odlišnou od sousedních. Navíc optickou hustotu v barevných materiálech nevytváří kovové stříbro jako u černobílé, ale barviva , která tvoří barevný obraz.
Celková fotosenzitivita je kvantitativní míra fotosenzitivity, stanovená experimentálně za standardizovaných podmínek pro expozici fotografického materiálu bílému světlu a následné laboratorní zpracování. Měřeno na základě charakteristik výsledného senzitogramu. Také se nazývá integrální nebo fotografická citlivost. Pro stručnost je to celková fotosenzitivita, která se obvykle nazývá fotosenzitivita nebo citlivost fotografického materiálu.
Barevná citlivost - u černobílých fotografických materiálů relativní citlivost na různé barvy viditelného spektra a přilehlých oblastí. Barevná citlivost je definována jako efektivní citlivost a je často vyjádřena multiplicitou normalizovaného barevného filtru [7] .
Efektivní citlivost - fotosenzitivita na záření určitého spektrálního složení [7] .
Spektrální citlivost - citlivost na světlo měřená při vystavení monochromatickému světlu o určité vlnové délce.
Číslo fotosenzitivity ( expoziční index ) je kvantitativní vyjádření celkové fotosenzitivity, kterou se vyznačuje fotografický materiál. Toto číslo a naměřená hodnota jasu či osvětlení fotografovaných objektů slouží k nalezení správné expozice .
Stupnice fotosenzitivity je posloupnost hodnot fotosenzitivních čísel přijatých v konkrétním senzitometrickém systému. Aplikováno na kalkulačky expozimetrů . Existují dva typy škál: aritmetické a logaritmické [8] .
Od počátku 21. století nejrozšířenější údaj o citlivosti fotografického materiálu v jednotkách systému ISO , standardizovaný v roce 1974 . Je odvozen z kombinace dřívějších systémů ASA a DIN . V současné době se k měření fotosenzitivity barevných negativních fotografických filmů používá norma ISO 5800:2001 [9] . Dvě další normy, ISO 6:1993 a ISO 2240:2003, existují jako stupnice citlivosti ISO pro černobílé negativní a barevné převrácené fotografické záběry.
Ekvivalent ISO pro digitální fotoaparáty je definován normou ISO 12232:2006, která byla poprvé publikována v srpnu 1998 a naposledy revidována v říjnu 2006 .
V tabulce jsou uvedeny srovnávací hodnoty hlavních systémů pro měření fotosenzitivity GOST, "X a D", Weston, ASA, ISO, APEX a DIN [10] [4] [11]
APEX S v (1960-) | ISO (1974-) aritm./log.° |
"X a D" (1928-1951) aritm. |
Westonův aritmus. |
ASA (1960-1987) aritm. |
DIN (1961-2002) logar. |
Aritmus GOST (1951-1986) . |
Příklady fotografických materiálů s takovou fotosenzitivitou |
---|---|---|---|---|---|---|---|
−2 | 0,8/0° | patnáct | 0,8 | 0 | " Svema " TsP-8R, TsP-11 | ||
1/1° | 17.5 | jeden | jeden | jeden | |||
1,2/2° | 25 | 1.2 | 2 | 1.2 | |||
−1 | 1,6/3° | třicet | 1.6 | 3 | 1.4 | ||
2/4° | 38 | 2 | čtyři | 2 | |||
2,5/5° | padesáti | 2.5 | 5 | 2.4 | " Svema " Mikrat-300 | ||
0 | 3/6° | 63 | 3 | 6 | 2.8 | " Tasma " OCT-N | |
4/7° | 75 | čtyři | 7 | čtyři | |||
5/8° | 100 | 5 | osm | 5 | Fotopapír " Slavich " Phototsvet-4 | ||
jeden | 6/9° | 125 | 6 | 9 | 5.5 | originál Kodachrome | |
8/10° | 150 | osm | deset | osm | Polaroid Pola Blue | ||
10/11° | 200 | deset | jedenáct | 9 | Kodachrome 8mm | ||
2 | 12/12° | 250 | 12 | 12 | jedenáct | Gevacolor 8 mm reverzibilní, později Agfa Dia-Direct , " Svema " KN-1 | |
16/13° | 350 | 6 | 16 | 13 | 16 | Agfacolor 8mm oboustranný | |
20/14° | 400 | osm | dvacet | čtrnáct | osmnáct | Adox CMS 20 | |
3 | 25/15° | 500 | deset | 25 | patnáct | 22 | starý Agfacolor , Kodachrome II a 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 | |
čtyři | 50/18° | 900 | dvacet | padesáti | osmnáct | 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 | dvacet | 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 | padesáti | 125 | 22 | 125 | Ilford FP4+ , pánev Kodak Plus-X | |
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 " Fotografie-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° | 10 000 | 500 | 28 | 500 | Kodak Vision3 500T 5219 (film), " Tasma " Panchrome typ-17 [12] | ||
640/29° | 12500 | 640 | 29 | 560 | Polaroid 600 | ||
osm | 800 /30° | 16250 | 800 | třicet | 700 | Fuji Pro 800Z , " Tasma " Panchrome typ-15 [12] | |
1000/31° | 20 000 | 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 typ-42 [13] | ||
2000/34° | 2000 | 34 | 2000 | ||||
2500/35° | 2500 | 35 | 2400 | ||||
deset | 3200 /36° | 3200 | 36 | 2880 | Konica 3200 , Fujifilm FP-3000b , " Tasma " Panchrome typ-13 [12] | ||
4000/37° | 37 | 4000 | |||||
5000/38° | 38 | 4500 | " Tasma " Isopanchrome typ-24 [12] | ||||
jedenáct | 6400 /39° | 6400 | 39 | 5600 | |||
8000 /40° | |||||||
10000 /41° | 10 000 | Foto sady pro okamžitou fotografii Polaroid typ-410 [14] | |||||
12 | 12500/42° | ||||||
16000/43° | |||||||
20000/44° | 20 000 | Foto sady pro okamžitou fotografii Polaroid typ-612 [14] | |||||
13 | 25000/45° |
Světelná citlivost černobílých negativních fotografických materiálů je dána charakteristickou křivkou, která je postavena na speciálních formách nebo milimetrovém papíru na základě výsledků měření senzitogramu pomocí denzitometru [15] . Bod na křivce, ze kterého se určuje fotosenzitivita (bod kritéria), je na obrázku označen písmenem „m“ a u černobílých negativních filmů by jeho hustota měla být 0,1 nad závojem. V tomto případě musí být negativ vyvolán tak, aby bod „n“, exponovaný o 1,3 jednotky více než „m“, měl optickou hustotu přesahující ji o 0,8. To je důležitá podmínka pro zachování specifikovaného kontrastního poměru . V tomto případě lze za kritérium citlivosti považovat expozici H m v luxech za sekundu odpovídající bodu m a aritmetická hodnota citlivosti ISO je určena rovnicí:
U pozitivních a reverzibilních fotografických materiálů je fotosenzitivita určena stejnou rovností, která se u ostatních kontrastních kritérií liší v horním koeficientu.
Závislost fotosenzitivity na vyvolávacím módu vybízí výrobce fotografických materiálů, aby uváděli doporučené receptury a vyvolávací módy, ve kterých je hodnota tohoto parametru uvedená na obalu dosažena. Použití jiných vývojek a režimů může změnit citlivost na světlo a způsobit chybné výsledky měření expozice. Intenzivní vyvolávání navíc vede ke zvýšenému kontrastu a zvýšené zrnitosti, což negativně ovlivňuje kvalitu obrazu.
U barevných vícevrstvých filmů se fotosenzitivita určuje podle složitějších zákonů, protože je třeba vzít v úvahu vlastnosti tří charakteristických křivek. Tři fotocitlivé vrstvy mají různé hodnoty částečné fotosenzitivity v závislosti na barevném vyvážení filmu. Proto je fotosenzitivita barevných fotografických materiálů komplexní komplexní veličinou.
Celkové ISO barevných negativních filmů je definováno jako průměr tří dílčích ISO každé vrstvy. U pozitivních fotografických materiálů se jako celková fotocitlivost bere nejmenší z dílčích, u reverzibilních pak největší [7] . Dalším znakem senzitometrie vícevrstvých filmů je skutečnost, že obraz v nich se neskládá z kovového stříbra, ale z barviv. Proto je nutné použít několik různých konceptů optické hustoty, které odrážejí koncentraci každého z barviv v odpovídajícím poli senzitogramu. Nejčastěji používanými pojmy jsou vizuální ekvivalentní hustota šedé (VESP) a hustota kopie [16] . První parametr se obvykle týká pozitivních nebo reverzibilních fotografických materiálů, zatímco druhý se týká negativu a kontratypu [17] .
Přirozená světelná citlivost emulzí halogenidů stříbra leží v modrofialové oblasti viditelného spektra. Jednotné citlivosti na všechny viditelné paprsky je dosaženo optickou senzibilizací fotografických materiálů přidáním senzibilizátorů do emulze [18] . Obvykle se jedná o některé typy organických barviv usazených na povrchu mikrokrystalů halogenidu stříbrného. Tímto způsobem se získávají černobílé fotografické filmy lišící se barevnou citlivostí a emulze pro různé vrstvy barevných vícevrstvých fotografických materiálů. Pomocí chemické senzibilizace se zvyšuje celková fotosenzitivita. K tomu se používají soli vzácných kovů: zlato a platina a další látky, které umožňují několikanásobně zvýšit fotosenzitivitu [19] . V některých případech se pro zjednodušení laboratorního zpracování používá desenzibilizace, která zužuje spektrální citlivost nebo celkovou citlivost na světlo exponovaného fotografického materiálu, ale neovlivňuje latentní obraz.
Latensifikace ( lat. latens - hidden a lat. facio - I do) - zesílení stávajícího latentního obrazu ve fotografickém materiálu, které slouží ke zvýšení efektivní fotosenzitivity [20] . Nejjednodušší je po hlavní expozici před vyvoláním dodatečně nasvítit fotovrstvu světlem nízké intenzity [21] . Dodatečná akce tohoto druhu vyvolává zvýšení nestabilních center latentního obrazu a jejich přechod do stabilního stavu. Intenzita osvětlení se volí tak, aby nárůst úrovně závoje nepřesáhl 0,05–0,01. Za těchto podmínek může být fotosenzitivita zvýšena faktorem 2-4. Metoda je nejúčinnější pro fotomateriály s nízkou a střední citlivostí, zatímco vysoká fotosenzitivita se může snížit. Další technologie zahrnuje úpravu emulze amoniakem, peroxidem vodíku nebo parami rtuti [21] . Stejně jako hypersenzibilizace vede latence ke špatně reprodukovatelným výsledkům.
Efekt latence byl použit v technologii „ dodatečného měření osvětlení “ (SDZ), široce používané kameramany pro řízení fotografické šířky a fotosenzitivity filmů [22] . Negativní film určený k natáčení filmu přitom krátce před hlavní expozicí dostal přes barevný filtr jednotný předfilm. Díky tomu bylo možné výrazně zlepšit reprodukci barev a detailů ve stínech [23] . Metoda navíc umožnila upravit barevné vyvážení negativu pro focení v nestandardních světelných podmínkách. Na technologii dálkového průzkumu Země získala skupina sovětských specialistů pod vedením Pavla Lebesheva patent č. 1057919 [24] .
Pojmy Push and Pull mají svůj původ v raných desetiletích kinematografie, kdy došlo ke korekci expozice během vyvolávání ortochromatického negativního filmu za neaktinického osvětlení. Kameraman přítomný u laboratorního zpracování mohl laborantku požádat o vyjmutí rámečku s navinutým filmem z nádržky vývojky (Pull) nebo pokračovat ve vyvolávání jeho sklopením zpět (Push).
Expoziční index EI se používá v případech, kdy je přímé použití hodnoty citlivosti obtížné. EI je použitelný pro kompenzaci nepřesností expozice fotoaparátu nebo nestandardního zpracování. Index expozice lze nazvat „set ISO“ na rozdíl od nominálního ISO. Například film ISO 400 lze exponovat při slabém osvětlení při EI 800 a poté jej dále rozvinout za účelem vytvoření tisknutelných negativů. Dalším příkladem je fotografování fotoaparátem se závěrkou , která dává konstantní chybu v jednom nebo druhém směru. V tomto případě můžete použít příslušný EI, který se liší od hodnoty ISO směrem ke konstantní chybě, nebo kompenzaci expozice pro kompenzaci chyby.
U některých filmů s vysokou citlivostí je „běžným“ režimem vyvolávání vyvolávání, což vede ke zvýšení citlivosti („proces push“). Standardní vývoj takových fotografických materiálů umožňuje získat nižší citlivost se sníženým kontrastem. Například standardní vývojka produkuje citlivost 1000, doporučená - 3200. Označení citlivosti některých barevných reverzních filmů může obsahovat index "P", udávající citlivost dosaženou v případě "push" zpracování.
Světelná citlivost fotografické emulze závisí na velikosti zrn halogenidu stříbrného, protože větší zrna poskytují vyšší citlivost. Jemnozrnné fólie mají nízkou citlivost a jsou vhodné pro kontratyp nebo pozitivní tisk. Negativní fotografické materiály určené pro focení v obtížných světelných podmínkách nebo s krátkými časy závěrky mají hrubé zrno a nízké rozlišení . Proto bylo jedním z hlavních problémů vyřešených v procesu zlepšování negativních materiálů získání vysokých hodnot citlivosti s jemnými zrny.
Ve většině případů expozice, která je součinem osvětlení a rychlosti závěrky , nezávisí na konkrétních hodnotách každého z faktorů.
Při velmi dlouhých expozicích však dochází k odchylce od tohoto zákona, vedoucí ke snížení fotosenzitivity, stanovené pro nejpoužívanější časy závěrky, které se pohybují v rozmezí 1/1000-2 sekundy. Změna citlivosti na světlo u dlouhých expozic je důležitá v oblastech fotografie, které vyžadují dlouhé expozice (jako je astrofotografie ) a je vyjádřena speciálními koeficienty používanými v takových případech.
ISO | normy|
---|---|
| |
1 až 9999 |
|
10 000 až 19999 |
|
20 000+ | |
Viz také: Seznam článků, jejichž názvy začínají na „ISO“ |