ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ СВЕТОФИЛЬТРы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

Ташкентский университет информационных технологий

Кафедра «Системы и приложения телестудий»

Учебно-методическое пособие

по курсу

ОСНОВЫ ФОТОКОМПОЗИЦИИ

для студентов-заочников

(специальность 5151500)

Ташкент – 2013.

Учебно-методическое пособие

по курсу

ОСНОВЫ ФОТОКОМПОЗИЦИИ

Составители: Хусанов Ш.Т. ассистент кафедры «Системы и

приложения телестудий»

Тухтабаева Р.А. ст.преподаватель кафедры

«Системы и приложения телестудий»

Издание стереотипное. Утверждено на заседании кафедры.

Рецензент: Базарбаев Б.Ж., заведующий кафедрой кафедры

«Системы и приложения телестудий»

ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ СВЕТОФИЛЬТРОВ.

Несмотря на все успехи, которые сделала за последние годы техника сенсибилизации светочувствительных эмульсий, все же их естественная цветочувствительность, т. е. чувствительность к сине-фиолетовой части спектра, продолжает оставаться слишком большой по сравнению с чувствительностью к остальным его частям, что служит причиной искаженной цветопередачи. Для того чтобы исправить цветопередачу, необходимо как-то задержать некоторые лучи, чтобы дать за время экспозиции возможность подействовать на эмульсию и другим лучам для этой цели употребляют светофильтры.

Светофильтром вообще называется среда, обладающая избирательным поглощением света, т. е. поглощающая различные лучи спектра не в одинаковой степени. Эта среда может быть твердой, жидкой или, наконец, газообразной. Наибольшим распространением пользуются твердые светофильтры, представляющие собой желатиновые пленки, окрашенные различными красителями и заключенные между двумя защитными стеклами, или же пластинки из окрашенного в массе стекла. Реже, главным образом при научных работах, употребляются жидкие светофильтры, т. е. растворы красителей, налитые в стеклянные кюветы и образующие слои различной толщины и в исключительных случаях окрашенные пары или газы в таких же кюветах.

Светофильтры в кинематографии и фотографии употребляются и в ряде других случаев, например для цветных съемок, для выделения какой-либо узкой области спектра или, наоборот, для поглощения лучей какого-либо определенного цвета.

Светофильтры, затемняющие одни области спектра в большей степени, а другие в меньшей, и этим выравнивающие действие отдельных лучей на эмульсию, носят общее название компенсационных. К таким фильтрам принадлежат, например, обычные желтые фотографические светофильтры.

Селективными светофильтрами называются такие, которые пропускают какую-либо одну область спектра полностью, поглощая в то же время полностью остальные. К таким светофильтрам относятся фильтры, применяемые в цветной фотографии (синий, зеленый, красный), и лабораторные светофильтры для освещения темной комнаты. Наконец светофильтры, назначение которых пропускать лучи только одной какой-либо длины волны или, вернее, какую-либо очень узкую область спектра, принято называть монохроматическими.

Такие светофильтры употребляются главным образом для научных целей, например, для выделения света, соответс-твующего какой-либо одной спектральной линии.

Для изготовления светофильтров служат обычно красители органического происхождения, принадлежащие к группе анилиновых. По своей химической природе они могут быть и кислыми и основными.

Так как поглощение света каким-либо красителем неодинаково для волн различной длины, то, очевидно, при измерении величины этого поглощения необходимо освещать светофильтр не белым светом, как это делается при фотометрировании сенситограмм, а всеми лучами спектра поочередно. Для этого служат приборы, носящие название спектрофотометров и представляющие собой соединение спектроскопа с денситометром.

Значительно более удобным в работе, хотя и несколько менее точным прибором, является спектроденсограф. Спектроденсограф позволяет очень быстро, полуавтоматически, получать кривые поглощения светофильтров и окрашенных растворов.

В отличие от спектрофотометра спектроденсограф дает возможность получать также кривые поглощения поверхностей окрашенных предметов в отраженном свете, например, цветных бумаг или тканей.

Освещая испытуемый раствор краски в кювете или готовый светофильтр с помощью этих приборов лучами с различной длиной волны и производя каждый раз фотометрирование, можно по полученным данным построить кривую, показывающую ход изменения оптической плотности светофильтра в зависимости от длины волн. Такая кривая, носящая название кривой абсорбции (поглощения), служит лучшей характеристикой светофильтра или красителя, как в качественном, так и в количественном отношении. На рис. 1 даны такие кривые для некоторых красителей, наиболее употребительных при изготовлении фильтров.

Рис. 1. Кривые поглощения различных красителей, употребляющихся при изготовлении желатиновых светофильтров.

Для удобства обозначения рецептов светофильтров Гюбль предложил выражать концентрацию красителей числом граммов (Н) сухого красителя, приходящихся на квадратный метр поверхности готового светофильтра. Эта величина носит название плотности светофильтра и обозначается – К (не смешивать с оптической плотностью D). Таким образом, например, рецепт «Тартрацин 3Н» означает светофильтр, в котором на каждый квадратный метр приходится три единицы Гюбля, т. е. 3 г. сухого тартрацина.

Кривые на рис. 1 даны для различных величин плотностей в единицах Гюбля. Рассматривая, например, кривые абсорбции патентблау (рис. 1), легко видеть, что поглощение красителем света, сравнительно небольшое для красных лучей, сильно возрастает при переходе к более коротким волнам. Для волн с длиной в 650 нм оно достигает максимума, после чего быстро падает, становясь наименьшим для волн от 450 до 500 нм и далее опять повышается, образуя около 400 нм - второй максимум, после которого в ультрафиолетовой области краситель опять становится прозрачным для узкой полосы спектра с длиной волны около 350 нм.

Рис. 2. Кривые поглощения для различных концентраций одного и того же красителя.

Имея кривую для раствора красителя какой-либо известной концентрации, легко построить кривые для любой концентрации этого красителя. Допустим, что нижняя кривая на рис. 2 представляет собой кривую поглощения некоторого красителя для К = 2Н. Для того чтобы получить кривую поглощения этого же красителя для К = 4Н, необходимо только увеличить вдвое все ординаты кривой. Верхняя кривая на том же рисунке показывает такую новую кривую.

Если необходимо определить, какая кривая получится при смешивании двух красителей а и б (рис. 3), достаточно также сложить все их ординаты, чтобы получить искомую кривую С (на рис. 3 она обозначена пунктиром). Пользуясь кривыми абсорбции отдельных красителей, можно легко рассчитать, каким должен быть рецепт светофильтра для любой заданной цели.

Рис. 3. Сложение кривых поглощения.

Допустим, например, что требуется изготовить светофильтр, пропускающий только синюю часть спектра, т. е. лучи с длиной волны около 450 нм. Такой светофильтр проще всего можно получить, если скомбинировать кристаллвиолет К = 1Н с патентблау К = 1,6Н (рис. 4).

Рис. 4. Расчет светофильтров.

Однако он не совсем будет отвечать поставленному заданию, так как оба эти красителя пропускают крайние красные лучи и часть ультрафиолетовых лучей. Для того чтобы поглотить красные лучи, можно в светофильтр ввести небольшое количество толуидинблау, поглощающей эти лучи, например, в концентрации К = 0,8Н, а чтобы избавиться от мешающего действия ультрафиолетовых лучей, можно применить эскулин. Таким же образом рассчитываются светофильтры для любой цели или по любой заданной кривой поглощения.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ СВЕТОФИЛЬТРОВ

Изготовить светофильтр проще всего можно следующим образом, во всяком случае, так поступали в то время, когда были широко распространены негативные фотопластины: неэкспони-рованная и непроявленная фотопластинка обрабатывается обыкновенным фиксажем, который растворяет бромистое серебро эмульсии. Полученную пластинку с находящимся на ней тонким слоем желатины купают некоторое время в растворе красителя, споласкивают и сушат. Краситель окрашивает желатиновый слой пластинки, в результате чего получается прозрачный светофильтр соответствующей окраски.

При всей своей простоте такой способ изготовления светофильтров обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего, он не дает возможности контролировать процесс окраски и, следовательно, изготовить светофильтр определенной, заданной плотности. Во-вторых, стекла, употребляемые для изготовления фотопластинок, по своему качеству не являются достаточно пригодными для светофильтров и, наконец, в-третьих, при таком способе невозможно комбинировать красители. Поэтому обычно светофильтры изготовляются следующим более совершенным способом.

Плоскопараллельные стеклянные пластинки из бесцветного оптического стекла, установленные строго горизонтально с помощью уровня, обливаются подогретым раствором желатины, смешанным с необходимым количеством раствора красителя. Желатиновый раствор разравнивается по всей поверхности стеклянной пластинки с помощью стеклянной же палочки, и после застуденения желатины пластинки переносятся в сушильный шкаф, где и высушиваются, возможно, скорее. При сушке необходимо принимать все меры против осаждения пыли на поверхности политых пластинок.

Для того чтобы защитить желатиновый слой от повреждений, пластинки склеиваются попарно слой к слою; при этом каждое стекло должно быть полито лишь половинным количеством окрашенного раствора.

Если необходимо ввести в состав светофильтра несколько красителей и эти красители по своей химической природе не могут быть смешаны между собой (например, кислые и основные), то одна из пластинок поливается одними красителями, а другая-другими.

Склейка политых стеклянных пластинок производится с помощью канадского бальзама.

Канадский бальзам, представляющий собой вид раститель-ной смолы, употребляется для склейки в виде раствора в каком-либо органическом растворителе, чаще всего в ксилоле.

На подлежащие склейке стекла наносят по капле раствора бальзама, после чего стекла складывают попарно и оставляют сохнуть, помещая на них некоторый груз. Сушка склеенных таким образом светофильтров продолжается несколько недель. Существует и другой способ, когда срок сокращается до 20-30 мин. Поэтому способу стекла сильно нагреваются (до 150-200) градусов и склейка производится сухим или очень густым канадским бальзамом, расплавляющимся при нанесении его на стекла и крепко склеивающим их при остывании. Процесс склейки при этом происходит, следовательно, не за счет испарения растворителей, как обычно, а за счет остывания расплавленного бальзама и поэтому заканчивается значительно скорее.

Как уже отмечалось, желатина имеет довольно большое поверхностное натяжение. У некоторых сортов желатины это натяжение настолько значительное, что желатиновая пленка, сокращаясь при высыхании, изгибает стекло, на которое она была полита.

Пара таких стекол при склеивании образует нечто вроде двояковыпуклой линзы, что, конечно, влияет на качество изображения. В целях борьбы с этим явлением стеклам, служащим для изготовления светофильтров, приходится придавать довольно значительную толщину (до 15 мм, смотря по величине светофильтра), что в свою очередь сильно увеличивает вес светофильтра, усложняет конструкцию оправ для него и излишне нагружает камеру.

Поэтому такой способ изготовления светофильтров в свое время был заменен другим.

Способ этот заключается в том, что желатина, политая на стекло, после высыхания снимается со стекла, служащего только временной подложкой для нее, и полученная желатиновая пленка, так называемая фолия, заклеивается между двумя плоско-параллельными стеклянными пластинками, которые в этом случае могут иметь значительно меньшую толщину. Иногда такие фолии употребляются в качестве светофильтров отдельно, для чего их зажимают в особые металлические рамочки. Поверхность фолии очень нежна и не допускает чистки и боится сырости.

Все описанные виды светофильтров имеют тот общий недостаток, что, состоя из отдельных слоев различных веществ (желатина, канадский бальзам, стекло), они не представляют собой вполне оптически однородной среды, и поэтому иногда довольно сильно снижают качество изображения, даваемого объективом. Идеальным в этом отношении являются лишь светофильтры, окрашенные в массе, т. е. представляющие собой тонкие плоскопараллельные пластинки, изготовленные из стекла, которому с помощью соответствующих примесей придается нужная окраска. Для окраски стекла в желтый, оранжевый и красный цвета в состав стекла вводятся соли селена и кадмия и кроме того обеспечивается соответствующий температурный режим процесса обработки (обжига) стекла.

Такое стекло, являясь вполне оптически однородной средой, нисколько не влияет на качество изображения, вопрос же плотности окраски решается очень просто – пластинкам придается различная толщина.

Готовые светофильтры подвергаются ряду испытаний с целью выяснить их оптические и фотографические свойства.

Прежде всего, с помощью спектрофотометра или спектороденсографа строится кривая абсорбции (поглощения) светофильтра. Хороший светофильтр должен поглощать только лучи для поглощения, которых он рассчитан. Между тем стекло, желатина и канадский бальзам также имеют некоторую оптическую плотность. Эта оптическая плотность налагается равномерно на всю кривую и уменьшает общую прозрачность светофильтра, не помогая его работе. Чем меньше эта "вредная" оптическая плотность, тем лучше светофильтр по качеству. У хороших светофильтров величина оптической плотности не превышает 0,1 вместе с потерями на отражение света от поверхностей стекол, которые составляют в среднем 5 процентов на каждую отражающую поверхность.

Кривая поглощения светофильтра не должна изменяться от времени. Это обстоятельство может иметь место, если краски, из которых изготовлен светофильтр, не вполне светопостоянны, т. е. могут выцветать. Для испытания светофильтра на светопрочность его подвергают в течение некоторого времени действию сильного света ртутно-кварцевой лампы особо богатой ультрафиолетовыми лучами. При этом половина светофильтра прикрывается черной бумагой. Если после освещения в продолжение нескольких часов не будет заметно никакой разницы между освещенной и неосвещенной частями светофильтра, то последний может считаться достаточно светопрочным (в поле светопрочными являются лишь светофильтров из стекла, окрашенного в массе).

Далее определяется степень плоскопараллельности светофильтра. Эта величина с помощью особо чувствительных оптических приборов – интерферометров – может быть измерена с точностью до 0,00001 мм. Наконец, что особо важно, при употреблении светофильтра для фотографических целей производится определение кратности светофильтра.

В процессе фото или киносъемки со светофильтром последний, очевидно, будет поглощать часть лучей, идущих от снимаемого объекта, и для того чтобы получить на светочувствительном слое такой же фотохимический эффект, что и при съемке без светофильтра, необходимо будет увеличить экспозицию.

Величина, показывающая, во сколько раз необходимо увеличить экспозицию при съемке со светофильтром, носит название кратности светофильтра, или фильтрового фактора и обозначается F.

Кратность не представляет собой какой-либо определенной для данного светофильтра величины, а меняется в зависимости от многих факторов, из которых главнейшими являются: цветочувствительность негативного материала, спектральный состав применяемого при съемке источника света, окраска снимаемого объекта и, наконец, самый метод определения кратности. Для определения кратности может быть применен любой сенситометр; при помощи сенситометра изготовляются две сенситограммы в условиях одинаковой экспозиции и одинакового проявления. Разница между ними заключается в том, что при экспонировании одной из них источник света прикрывается испытуемым светофильтром. По полученным негативам строятся на одном и том же графике две кривые, и определяется величина светочувствительности по каждой кривой. Отношение этих величин и будет искомой кратностью светофильтра. Способ этот при всей своей точности обладает одним крупным недостатком: как известно, светофильтр не только увеличивает экспозицию, но и меняет характер негатива, а следовательно, и форму характеристической кривой, влияя главным образом на величину коэффициента контрастности. Поэтому величина кратности будет различна в зависимости от того, по какому методу будет определяться светочувствительность – по порогу потемнения, инерции или градиенту плотности. Таблица 1 показывает, как изменяется кратность известных желтых светофильтров «Рэттен» в зависимости от метода ее определения, а рис. 5 – влияние этих светофильтров на характеристическую кривую.

Рис. 5. Влияние светофильтров на характеристическую кривую.

Таблица – 1.

Изменение кратности светофильтра по отношению к дневному свету

Светофильтр	Кратность, определенная по методу
Светофильтр	Порога потемнения	Максимального полезного градиента плотности	Инерции
К-1	2,3	2,5	3,5
К-2	4,9	6,7	9,2
К-3	6,8	10,5	16

Таким образом, только от изменения метода оценки светочувствительности кратность одного и того же светофильтра может изменяться более чем в два раза.

Для правильного практического использования светофильтра крайне важно знать величину кратности именно в тех условиях, в каких производится съемка. Для этого предложен следующий способ, не требующий никаких приборов и обеспечивающий точность, вполне достаточную для практики.

Лист непроявленной, но отфиксированной матовой фотобумаги освещается тем светом, при котором предполагается производить съемку. Освещение, конечно, должно быть вполне равномерным. Аппарат, заряженный пластинкой, на которой желательно испытать кратность светофильтра, наводится на освещенную бумагу.

На фокус наводить не следует, наоборот, необходимо объектив сбить с фокуса, чтобы на пленке не вышла структура бумаги и чтобы кадр, представлял собой ровно освещенную поверхность.

Половина пластинки (вдоль) прикрывается черной бумагой и на оставшейся открытой половине производится съемка листа бумаги. Экспозиция после нескольких проб подбирается таким образом, чтобы оптическая плотность снятой пластинки после проявления приближалась к оптической плотности сильной вуали (D = 0,3 – 0,5). После съемки черной бумагой прикрывается уже экспонированная половина пластинки. Кассета опять вставляется в аппарат, задвижка ее выдвигается всего на 1 см, на объектив надевается испытуемый светофильтр и производится съемка с той же экспозицией, что и при съемке без светофильтра. После этого задвижка кассеты выдвигается еще на 1 см и производится следующая такая же экспозиция. Тогда первая полоска пластинки будет экспонирована два раза и к ней прибавится новая, экспонированная один раз. Этот прием повторяется несколько раз, смотря по оптической плотности светофильтра, причем после каждой экспозиции задвижка кассеты выдвигается на 1 см.

После проявления половина негатива будет представлять собой равномерно засвеченную поверхность, экспонированную без светофильтра, другая же примыкающая к ней половина образует постепенно уплотняющуюся ступенчатую серую шкалу, экспонированную через светофильтр. Среди этих ступенек подбирается такая, оптическая плотность, которой равна оптической плотности половины негатива, экспонированной без светофильтра. Допустим, что это будет пятая ступенька. Это значит, что для получения со светофильтром такой же оптической плотности, как и без светофильтра, необходимо было экспонировать пять раз, т. е. в пять раз больше, чем без светофильтра; следовательно, испытуемый светофильтр при данных условиях – пятикратный. Если на негативе не находится подходящий по оптической плотности ступеньки и искомая оптическая плотность лежит, например, где-то между пятой и шестой ступеньками, то кратность светофильтра можно считать равной 5,5.

Можно также измерить кратность светофильтра и с помощью киноаппарата. Для этого киноаппарат наводится на освещенный лист бумаги и переключается на мультипликационную съемку (за один оборот ручки снимается один кадр). Установив нужную экспозицию соответствующим раскрытием обтюратора и диафрагмы, не надевая на объектив светофильтра, поворачивают четыре-пять раз ручку аппарата, т. е. снимают четыре-пять кадров, и делают пробивку. Затем на объектив надевается испытуемый светофильтр, и ручка поворачивается десять раз. После этого объектив закрывается крышкой и делается девять оборотов ручкой обратно. Затем объектив опять открывается, (фильтр остается на объективе) и делается девять оборотов ручкой вперед. После этого при закрытом объективе делается опять обратно восемь оборотов, затем при открытом объективе – опять восемь вперед, при закрытом – семь назад и т. д.

Таким образом, первый кадр экспонируется один раз, второй-два раза, третий – три раза и, наконец, десятый кадр – десять раз.

После проявления получается десять кадров с постепенно увеличивающейся оптической плотностью, снятые со светофильтром и отделенные от них пробивкой четыре-пять кадров одинаковой оптической плотности, снятых без светофильтра. Последние кадры отрезаются, и среди кадров с постепенно увеличивающимися оптическими плотностями подбирается такая оптическая плотность, которая одинакова с оптической плотностью кадров, снятых без светофильтра. Порядковый номер этого кадра и будет искомой кратностью светофильтра.

Вместо последовательной съемки кадров с фильтром и без фильтра можно снимать параллельно, ставя каше, закрывающее одну половину кадра. Тогда все десять кадров (вернее их десять половинок) снимаются без фильтра, затем пленка возвращается назад, при помощи каше закрывается проэкспонированная половина кадра, и на открытых половинах тех же десяти кадров производится съемка с фильтром по способу, указанному выше. Тогда на каждом кадре одна половина будет снята без фильтра, а другая с фильтром, и нахождение кадров с равными оптическими плотностями будет значительно облегчено. Способ этот, повторяем, не дает абсолютной точности, но для практических целей вполне приемлем.

ПРИМЕНЕНИЕ СВЕТОФИЛЬТРОВ

Как указывалось выше, светофильтры при съемке применяются в тех случаях, когда необходимо задержать лучи того или иного цвета, отраженные от снимаемого объекта, для того чтобы дать возможность остальным лучам сильнее подействовать на эмульсию.

Наиболее часто при обычных случаях съемки на черно-белую пленку находят себе применение желтые светофильтры, служащие для того, чтобы, задерживая в большей или меньшей степени лучи сине-фиолетовой части спектра, добиться более правильной передачи остальных цветов, к которым эмульсия, несмотря на сенсибилизацию, все же продолжает оставаться менее чувствительной.

Наиболее употребительными являются светофильтры Лифа, Агфа, Рэттен, Монпильяр, Фохтлендер, Гомз и др. из окрашенного в массе стекла. Кривые поглощения этих светофильтров приведены на рис.

Рис. 6. Кривые абсорбции желтых светофильтров Лифа.

Рис. 7. Кривые абсорбции желтых светофильтров Фохтлендер.

Рис. 9. Кривые абсорбции желтых светофильтров Монпильярд.

Рис. 10. Кривые абсорбции желтых светофильтров Ильфорд.

Рис. 11. Кривые абсорбции желтых светофильтров ГОМЗ.

Выбор того или иного светофильтра для съемки определяется главным образом сюжетом съемки (вернее, его цветностью) и степенью сенсибилизации эмульсии. Если эмульсия слабо ортохроматизирована, т. е. чувствительна главным образом к сине-фиолетовой части спектра, то, очевидно, что для выявления желто-зеленых лучей необходимо будет применять довольно сильно окрашенный светофильтр. Однако такой светофильтр, поглощая в значительной степени сине-фиолетовые лучи, будет иметь такую большую кратность (напомним, что слабо ортохроматизированная эмульсия чувствительна главным образом именно к этим лучам), что употребление его практически окажется невозможным. Более слабые светофильтры, хотя и будут иметь меньшую величину кратности, но не принесут большой пользы.

Некоторым выходом из положения при пейзажной съемке на слабо ортохроматизированном негативном материале будет применение так называемых оттененных светофильтров, окраска которых клинообразно меняется, переходя постепенно от бесцветно-белой к темно-желтой, или же меняется более резко в середине.

Такие светофильтры, не увеличивая экспозиции, т. е. не имея никакой кратности, позволяют получить хорошо проработанный передний план и в то же время непередержанные даль и небо. Конечно, никакого улучшения цветопередачи (кроме неба) они не дают.

На хорошо ортохроматизированном материале достаточно правильная цветопередача получается со светофильтрами средней плотности, имеющими при этом вполне допустимую кратность. Вообще при работе на ортохроматических материалах съемка всегда должна производиться со светофильтром, чтобы полностью использовать преимущества этих материалов.

При употреблении очень плотных желтых светофильтров легко получить переисправление цветопередачи. Так, например, желтый цвет будет передан белым, а синий – очень темным, гораздо темнее, чем он кажется в натуре. Облака при такой съемке будут иметь белоснежный вид на темном небе, воздушная перспектива при съемке дали исчезнет, и она будет казаться как бы надвинувшейся. Все изображение будет слишком контрастным, неприятным для глаза.

Если, съемка производится при полуваттном освещении, следует употреблять лишь самые слабые светофильтры, вследствие того, что полуваттный свет, значительно более богатый желтыми лучами и бедный синими, чем дневной. Сам уже производит исправление цветопередачи, и достаточно самого слабого желтого светофильтра, чтобы цветопередача стала вполне правильной (конечно, за исключением красного цвета, к которому ортохроматическая эмульсия, как известно, нечувствительна). Кратность таких светофильтров при этих условиях очень мала – порядка 1,5-2.

Панхроматические негативные материалы достаточно хорошо передают все цвета даже без светофильтра при условии освещения объектов полуваттным светом. В случае съемки при дневном или дуговом свете для получения вполне правильной цветопередачи достаточно применить самые слабые желтые фильтры, кратность которых при этом будет также не выше 1, 5-2.

Панхроматические материалы дают возможность употреблять при съемке кроме желтых светофильтров также и светофильтры других цветов. Для целей обычных киносъемок чаще других употребляются зеленые и красные светофильтры. Первые употребляются сравнительно редко и служат для того, чтобы в случае необходимости выделить зеленый цвет, если он снимается вместе с красным. Без зеленого светофильтра оба эти цвета будут переданы одинаковыми оптическими плотностями. Кратность зеленого светофильтра при дневном свете на панхроматическом негативном материале равняется приблизительно 7-10.

Красные светофильтры употребляются при обычных съемках также довольно редко-главным образом в тех случаях когда необходимо особенно выделить красный цвет. В этом случае их кратность колеблется от 10 до 40 в зависимости от оптической плотности светофильтра.

Чаще всего красные светофильтры применяются в тех случаях, когда при съемке днем необходимо получить эффект вечернего или ночного освещения. Кратность их при этом раза в три меньше. Наиболее хорошо такой эффект получается при употреблении негативных материалов, чувствительных к инфракрасным лучам.

Наконец, красные светофильтры являются необходимыми при съемках очень удаленных объектов или при аэросъемках в неблагоприятных условиях освещения (при воздушной дымке). Такие съемки, конечно, производятся также исключительно на материалах, чувствительных к инфракрасным лучам. Существующее мнение, что при таких съемках необходимы черные светофильтры, пропускающие только инфракрасные лучи, является ошибочным. Вполне достаточно применять в таких случаях сравнительно светлые красные светофильтры, не темнее Рэттен № 25 (рис. 12).

Объясняется это тем, что материалы, чувствительные к инфракрасным лучам, показывают чувствительность кроме них еще только к сине-фиолетовым. Ко всей средней части спектра эти эмульсии почти нечувствительны, а следовательно, и нет никакой необходимости поглощать эти лучи светофильтром.

Кривые поглощения некоторых красных и зеленых светофильтров даны на рис. 12.

Рис. 12. Кривые абсорбции некоторых красных и зеленых светофильтров.

Кроме перечисленных наиболее часто применяемых светофильтров существует еще большое количество других, употребляющихся главным образом при различных научно-исследовательских работах и других специальных видах съемок.

Таковы, например, так называемые монохроматические светофильтры, служащие для выделения узких спектральных зон и находящие себе применение главным образом при микросъемках и специальных видах киносъемок. Далее существуют светофильтры, дающие возможность привести спектр любого источника света к дневному, и наоборот, дневной свет привести к любому другому искусственному.

К этому же классу относятся также очень распространенные в кинематографии так называемые монохромы, представляющие собой светофильтры, кривая поглощения которых так рассчитана, что при рассматривании через них снимаемый сюжет виден в тех тонах, в каких он получится на снимке.

Монохромы изготовляются для различных сортов негативных материалов и для различных источников света.

Несколько особое место занимают нейтрально-серые светофильтры. Эти светофильтры поглощают равномерно все лучи спектра и, следовательно, только удлиняют экспозицию, не изменяя цветопередачи. Употребляются они в тех случаях, когда необходимо уменьшить экспозицию и в то же время нежелательно диафрагмировать объектив, ввиду изменений в характере работы объектива, которые при этом получаются. Нейтрально-серые светофильтры изготовляются различных оптических плотностей и увеличивают экспозицию в 2, 4, 8 и 16 раз.

Нельзя не сказать о так называемых светофильтрах поляроидах. Эти светофильтры обладают замечательным свойством поляризовать проходящие через них лучи света. Для поляризации света в поляроидах использованы кристаллы органического соединения йодхининсульфата, носящие название герапатита. Герапатит представляет собой призматические кристаллы продолговатой формы, длиной в 5-8 микрон и толщиной в 1-2 микрона, обладающие способностью подобно призме Николя поляризовать лучи, проходящие сквозь кристаллы.

Поляроидные пленки могут иметь большие размеры, достаточные для установки их не только перед объективом съемочной камеры, но и перед осветительными приборами.

Полимерную пленку, состоящую из весьма длинных, линейных, вытянутых макромолекул, в нагретом и размягченном состоянии подвергают сильному механическому растяжению в определенном направлении.

Кристаллы герапатита взвешиваются в тонкой пленке и располагаются параллельно друг другу в направлении поперек пленки.

Пленка заклеивается между двух стекол с помощью льняного масла и образует светофильтр, который поляризует проходящие через него лучи. Цвет такого светофильтра желтоватый, и окраска его тем более приближается к белой, чем лучше и полнее ориентированы кристаллы. Обычно окраска поляроидов такова, что их общая кратность колеблется в пределах от 3 до 4.

Если два таких светофильтра наложить один на другой, то при вращении одного относительно другого, т. е. при увеличении угла между плоскостями поляризации, такая пара светофильтров будет поглощать свет все более и более, аналогично тому, как это происходит в поляризационных денситометрах. При повороте одного из светофильтров на 90 градусов можно получить полное затмение.

Таким образом, пара поляроидов образует нейтрально-серый светофильтр переменной кратности, причем величину его поглощения легко вычислить по закону Малюса, зная угол поворота.

Однако поляроиды имеют еще гораздо более важные для кинематографии и фотографии области применения. При съемке водных поверхностей против солнца, или при съемке застекленных картин, или при съемке портретов лиц, носящих очки, весьма часто блики вызывают сильные ореолы на изображении, из-за которых иногда съемка становится невозможной при данных условиях освещения. При зеркальном отражении света всегда происходит частичная его поляризация, в особенности значительная при отражении от темных предметов.

Производя в таких условиях съемку через поляроид, можно, соответствующим образом поворачивая его, добиться сильного ослабления или даже совершенного уничтожения мешающих рефлексов. Причина этого явления заключается в том, что в общем световом потоке, поступающим в объектив от снимаемого объекта, поляризованными оказываются только лучи, отраженные зеркально, т. е. лучи рефлекса, которые поэтому и поглощаются светофильтром. Остальные же лучи, образующие изображение, не поляризуются и поэтому свободно проходят через светофильтр, который, таким образом, не имеет к ним никакой кратности кроме общей, равной, как уже указывалось, 3-4.

С помощью поляроидов стало возможно производить такие труднейшие съемки, как например съемки внутренности здания через стекло закрытого окна и даже при некоторых условиях – съемки поверхности дна через воду против света.

Для работы с поляроидами необходимо, чтобы оправа позволяла их вращать и чтобы камера имела наводку на матовое стекло.

Кроме фотографии поляроиды могут найти применение и во многих других случаях.

В отдельную группу следует выделить так называемые лабораторные светофильтры, служащие для получения безопасного лабораторного освещения.

Соответственно цветочувствительности эмульсий эти светофильтры имеют различную окраску.

Оранжевые светофильтры употребляются при лабораторной обработке бромистых бумаг, диапозитивных пластинок и пленок. Для этих же целей может служить также и светло-зеленый светофильтр.

При съемке на цветную пленку оранжевый фильтр применяется для того, чтобы получить специальный эффект в соответствии с драматургическими задачами.

Красный светофильтр применяется для обыкновенных пленок, слабо или совсем не ортохроматизированных, а также и для десенсибилизированных панхроматических и инфракрасных.

При киносъемке в инфракрасных лучах применяются светофильтры, выделяющие только инфракрасные лучи и поглощающие остальные. Светофильтры устанавливаются как на объектив камеры, так и на осветительный прибор. Если светофильтр установлен на прибор, то объект будет находиться в "темноте". Если же светофильтр установлен на объектив, то и в этом случае мы не сможем увидеть снимаемый объект. Таким образом, установка кадра и наводка на фокус должны производится без фильтра.

Светофильтром могут служить не только цветные стекла, но также и некоторые другие материалы, как, например, эбонит толщиной 0,3-0,5 мм, дерево толщиной до 3мм. Могут применяться жидкие светофильтры в кюветах.

Инфракрасная область расположена за пределами видимой части спектра начиная с 760 нм.

Рис. 13. Кривая спектрального пропускания инфракрасного светофильтра.

Чтобы провести съемку в ультрафиолетовых лучах, необходимо иметь источник этих лучей и светофильтр.

При съемке в ультрафиолетовых лучах применяются различные светофильтры. Наиболее применимым можно считать черный увиолий.

Для выделения части спектра от 300 до 340 нм применяют серебряный светофильтр. На кварцевую пластину наносится тонкий слой серебра. Серебряный слой должен быть такой толщины, чтобы через него, глядя на солнце, был виден синий диск.

Для выделения более короткой части от 200 до 300 нм применяют газовый светофильтр, где используется смесь хлора и брома в газообразном состоянии.

Рис. 14. Кривая пропускания светофильтра УФС.

При киносъемке с больших удалений обойтись без светофильтров не удается. При съемке необходимо полностью исключить лучи коротковолновой области спектра, они больше других рассеиваются, образуя воздушную дымку, и мешают построению изображения удаленных объектов. А для этого приходиться применять уже не корректирующие, а так называемые селективные светофильтры, обладающие крутой кривой поглощения, повышающие контраст изображения удаленных объектов.

В зависимости от удаленности снимаемых объектов и плотности воздушной дымки применяют светофильтры желтого, оранжевого или красного цвета при съемке на черно-белую пленку. Желтый ЖС-18, поглощающий все лучи с длиной волны короче 550 нм; оранжевый ОС-14, поглощающий все лучи короче 600 нм; светло-красный КС-11 с плавно меняющейся границей пропускания между 550-600 нм и красный средней плотности, пропускающий только красные лучи с длиной волны от 600 нм.

Что касается кратности светофильтров, то при съемке удаленных объектов она оказывается, как правило, несколько меньшей, чем при съемке с близкого расстояния.

Цветную киносъемку с больших удалений производят с эскулиновым светофильтром, поглощающим ультрафиолетовые лучи. Может быть применен светлый слабо-желтый светофильтр. Несмотря на это, изображение, снятое на цветную пленку с большого расстояния, всегда будет иметь голубоватый оттенок.

Применение светофильтров при подводных киносъемках целесообразно в двух случаях:

– при черно-белых съемках для уменьшения влияния рассеянного света, снижающего дальность видимости и контраст изображения;

– при цветных киносъемках для компенсации цвето-искажения, вызываемых спектрально избирательным поглощением и рассеянием света водой.

В первом случае применяют те или другие светофильтры, задерживающие или ослабляющие синюю, а иногда сине-зеленую части спектра, преобладающие в рассеянном водой свете. Чем больше количество рассеянного света, тем плотнее должен быть светофильтр. Для этой цели пригодны светофильтры типов ЖС-16, ЖС-17, ЖС-18 желтые и ОС-12, ОС-14 оранжевые. Применение красных светофильтров, хотя и эффективно с точки зрения поглощения рассеянного света, но настолько снижает чувствительность кинопленки из-за ничтожного количества красных лучей в воде, что их использование практически невозможно.

Значительно сложнее подбор корректирующих светофильтров во втором случае - при цветных киносъемках, так как спектральный состав света непостоянен и зависит от свойств воды в месте съемки и длины пути света в воде. При этом должна учитываться не глубина, а суммарное расстояние, проходимое светом от поверхности воды до объекта съемки и от него до камеры. Таким образом, для достаточно строгой коррекции необходим подбор соответствующего светофильтра для каждого конкретного случая съемки.

Наилучшим корректирующий светофильтр будет в том случае, если его характеристика спектрального пропускания будет обратной характеристике пропускания света водой в данных условиях. Тогда по суммарному действию результат будет эквивалентен освещению объекта съемки дневным светом как бы на поверхности воды.

Идеальной коррекции добиться практически невозможно, но удовлетворительные результаты достигаются при применении набора красных корректирующих светофильтров «Рэттен СС-Р» различной плотности.

Следует обратить внимание на то, что такая достаточно полная корректировка цвета из-за сильного поглощения водой красных лучей возможна при длине пути света в воде не более 4-5 метров.

СМЯГЧАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ.

Светофильтры для получения специальных эффектов

За светофильтрами, предназначенными для съемки, надо также заботливо ухаживать, как и за объективами. Вследствие того, что оптическое стекло, из которого они изготовлены, очень легко принимают царапины, светофильтры следует протирать исключительно мягкой тряпочкой. Светофильтры не следует без надобности подвергать продолжительному действию прямого солнечного света и хранить их нужно в коробках или футлярах.

Часто возникает вопрос о возможности комбинирования светофильтров при съемке, т. е. о возможности применения одновременно двух и более светофильтров.

Комбинирование нескольких светофильтров одного типа, т. е. двух или более желтых, красных и т. д. , не рекомендуется. Почти никакого изменения окраски не получится. Наоборот, "вредные плотности"комбинируемых светофильтров будут суммироваться, давая излишне общее поглощение света. К этому еще присоединятся дополнительные потери на отражение света от лишних отражающих плоскостей. Таким образом, в результате комбинирования получится светофильтр, не улучшающий цветопередачи по сравнению с одним наиболее плотным, но имеющие значительно большую кратность. Поэтому в таких случаях значительно более целесообразно применять более плотный фильтр.

Несколько иначе обстоит дело с комбинированием светофильтров разных типов, например, обычного желтого или красного с оттененным.

Если, светлая половина оттененного светофильтра совершенно бесцветна, то добавление к нему желтого может испортить эффект, так как сильно окрашенная часть оттененного светофильтра в сумме с желтым, как было указано, почти не изменит своей окраски. Бесцветная же его часть примет цвет желтого светофильтра, и оттененный светофильтр будет работать как обычный желтый.

Комбинирование желтых светофильтров с поляроидами также нецелесообразно, так как поляроиды сами имеют желтоватую окраску и действуют в отношении обыкновенных лучей как желтый светофильтр.

Комбинирование же поляроидов с красными светофильтрами для получения каких-либо особых эффектов вполне допустимо, если условия освещения допускают неизбежное при этом дополнительное увеличение экспозиции.

Также вполне допустимо комбинирование нейтрально-серых светофильтров с любыми другими.

И, наконец, в случаях, требующих поглощения всех лучей спектра, кроме какого-либо узкого участка, единственным выходом из положения является именно комбинирование светофильтров, хотя и в этом случае значительно лучшие результаты даст один светофильтр, специально рассчитанный для этой цели.

Во всех случаях комбинирования светофильтров, для избегания излишних потерь на отражение, следует располагать комбинируемые светофильтры вплотную друг к другу, заполняя промежутки между ними какой-либо средой, имеющей одинаковый со стеклом показатель преломления. Лучше всего для этой цели применять кедровое масло. В этом случае система светофильтров будет действовать как один толстый светофильтр.

Как мы видим, светофильтры – неотъемлемая часть съемочного процесса. Технические знания получения фотографического изображения и умение грамотно применять их на практике, есть залог получения качественной фотографии. И светофильтры – это именно то, что поможет создать удивительную фотографию.

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Теория и расчет светофильтров…………………………..5

2. Изготовление и испытание светофильтров……………..9

3. Применение светофильтров……………………………..17

4. Смягчающие фильтры. Светофильтры для получения специальных эффектов…………………………………….32

Литература:

1. М.Н.Исмаилов “Определение правильной экспозиции и условий экспонирования при фото и киносъёмке”, Т., ТГИИ, 2005 г.

2. Исмаилов А.И. – Практическая фотосъёмка и в процессе художественного творчества. Т.2005.

3. Исмаилов М.Н.– Методы фиксации и воспроизведения киноизображения. Т.2006

4. Исмаилов М.Н.– Кинофотоматериалы. Т.2007

5. Исмаилов М.Н,Меликузиев И.М.– Методика определения времени и условий экспонирования помощью Фотоэкспонометра Т.2007

6. А.Волгин. Фотография. М.Планета. 1990 г.

7. Морозов С. Творческая фотография. Планета .1985 г.

8. Шорохов Е.В. Композиция. М. Просвещение. 1986 г.

9. Вартанов А. Фотография. Документ и образ. Планета. 1983 г.

10. Дыко Л.М. Фотокомпозиция, М.Искусство. 1967 г.

11. Дыко Л.П. Беседы о фотомастертсве. М. Искусство. 1977 г.

12. П.Поллак. Из истории фотографии. М.Планета.

13. Дыко Л.П. Основы композиции в фотографии. Высшая школа.

14. Журналы «Советское фото» выпуски разных лет.

15. Дыко Л.П. Беседы о фотомастертсве. М.Искусство. 1977 г.

16. Иофис Е. Кинофотопроцессы и материалы. М. Искусство. 1980.

17. Иофис Е. Кинопленки и их обработка. М. Искусство. 1967.

18. Зернов В. Фотографическая сенситометрия. М. Искусство. 1980.

19. Джеймс Т. теория фотографического процесса. Л. Химия. 1980.

20. Кириллов Н. Основы процессов обработки кинофотоматериалов. М. И. 1977.

Учебно-методическое пособие

по курсу

ОСНОВЫ ФОТОКОМПОЗИЦИИ

для студентов-заочников

(специальность 5151500)

Формат бумаги 60x84/16. Объём 1.2 уч. изд. лист. Тираж 50.

Отпечатано в учебной типографии Ташкентского Университета информационных технологий.

Адрес: г. Ташкент ул. А.Тимура, 108.