Сенситометрія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Сенситометрія

Сенситометрія (від позднелатінського sensitivus — чутливий і ...метрія ), вчення про вимір фотографічних властивостей світлочутливих матеріалів. Виникла в 40-х рр. 19 ст (услід за відкриттям фотографії) і довгий час обмежувалася визначенням світлочутливості фотошарів (звідки її назва). Вміст С. істотно розширилося після введення в 1890 англійським ученими Ф. Хертером і В. Дріффілдом поняття про характеристичною кривою, за допомогою якої оцінюються багато важливих властивостей фотографічного шару. Сучасне практичне значення С. дуже велике. На ній засновані багаточисельні методи кількісного контролю окремих стадій виробництва фото- і кіноматеріалів і масового здобуття фотозображень (у кінематографії, поліграфії, при аерофотозніманню і пр.), а також приймальні і арбітражні випробування. Методи С. широко застосовуються в тих галузях науки, де необхідно удаватися до фотографічної реєстрації випромінювання (астрономія, спектроскопія і т. д.).

  С. включає три основні розділи: денситометрію, інтегральну С. і спектральну С. Первая присвячена виміру оптичної щільності почорніння проявлених фотографічних шарів, мета якого — кількісна оцінка результатів фотографічного процесу. Вміст останніх двох розділів складає кількісне вираження властивостей фотоматеріалів за результатами виміру оптичної щільності. У інтегральній С. властивості матеріалів визначаються по відношенню до білому світу або іншому світлу складного спектрального складу. У спектральній С. вивчають властивості (зокрема спектральну чутливість ) фотоматеріалів як функції довжини хвилі експонуючого світла і вплив вигляду цих функцій на кінцевий фотографічний ефект. По типах досліджуваних фотографічних шарів С. розділяється на С. чорно-білих матеріалів, С. кольорових матеріалів, С. фотографічних паперів і С. матеріалів для реєстрації іонізующих випромінювань. Інструментальними засобами С. служать денситометри, мікрофотометри, сенситометри, спектросенситометри, резольвометри і деякі інші прилади.

  Сукупність взаємозв'язаних методів випробування фотографічних властивостей світлочутливих матеріалів складає сенситометричну систему. Радянська система С. (Гости 2817—50, 2818—45, 2919—45, 10691—63 для чорно-білих матеріалів, ГОСТ(державний загальносоюзний стандарт) 9160—59 для кольорових матеріалів) відрізняється від інших національних систем (американською АСА, німецькою ДІН) більшою повнотою отримуваної інформації і включає загальносенситометричні, спектросенситометрічеськие випробування і визначення роздільній здатності фотошарів (резольвометрічеськие випробування).

  Характеристична крива фотоматеріалу ( мал. 1 ) — це функціональна залежність між оптичною щільністю 1) почорніння фотографічного, що виникає після прояву, і логарифмом експозиції lg H . Тангенс g кута нахилу прямолінійної ділянки цією кривою до осі lg H називається контрастності коефіцієнтом ; він характеризує здатність фотоматеріалу передавати різницю яркостей різних ділянок змальовуваного об'єкту. Відношення експозицій, в діапазоні між якими характеристична крива прямолінійна, звана фотографічною широтою L [на мал. 1 L = lg ( H C / H B )]. (У практичній фотографії чим більше L , тим краще.) По характеристичній кривій визначають найважливішу сенситометричну величину — світлочутливість фотоматеріалу S , що є основою порівняння матеріалів між собою і вибору оптимальних умов експозиції при фото (кіно) зйомці і позитивному друку. Світлочутливість є величина, зворотна експозиції, відповідній певній точці характеристичної кривої (ця крапка називається критерієм світлочутливості): S = k/h kp ( до — деяке постійне число). У сов.(радянський) системі С. чорно-білих фотоматеріалів S матеріалів загального призначення і кіноплівок (по відношенню до білого світу заданого спектрального складу) оцінюється по критерію, рівному дифузній оптичній щільності 0,2 понад щільність D 0 вуалі фотографічної, а S плівок для аерофотознімання — по щільності 0,85 понад D 0 :   ( мал. 2 ). H при цьому виражається в люкс × сік . У американській системі АСА в нім.(німецький) системі ДІНІВ  тобто критерієм в обох випадках служить дифузна оптична щільність 0,1 понад щільність вуалі. Точність визначення сенситометричних величин в середньому — світлочутливості ±10%, коефіцієнт контрастності ±4%. Щільність вуалі оцінюється з точністю ±0,02 одиниць оптичної щільності.

  Т. до. S , g і D 0 залежать від часу прояву t пр , то в загальносенситометричні випробування включена і побудова кривих кінетики прояву S = f 1 ( t пр ), g = f 2 ( t np ) і D 0 = f 3 ( t пр ). По цих кривих знаходять число світлочутливості — найважливіший параметр, службовець для загального зіставлення фотоматеріалів між собою і вибору правильних умов експонування при практичному фотографуванні. Цим числом є світлочутливість при т.з. рекомендованому коефіцієнті контрастності g річок . Для універсальних (любительських) фотоплівок g річок = 0,8, для негативних кіноплівок — 0,65, для позитивних кіноплівок — 1,8 і т. д. Число світлочутливості сучасних негативних матеріалів S 0 , 2 складає від ~20 до 350—400 одиниць ГОСТ(державний загальносоюзний стандарт), а аерофотографічних плівок S 0 , 85 — 130—2000 одиниць ГОСТ(державний загальносоюзний стандарт). Між його значеннями для фотоматеріалів середньої контрастності (g = 0,8—1) в сов.(радянський) системі С. і основних зарубіжних системах можна встановити наступні (вельми наближені) співвідношення: S ГОСТ = 0,65antilg (0,1 S ДІНІВ ), S ГОСТ = 0,8 S ACA . Так, 32 одиниці ГОСТ(державний загальносоюзний стандарт)=17°ДИН = 40 АСА. До сенситометричних випробувань відноситься також побудова кривих, зване ізоопакамі (див. Невзаїмозаместімості явище ).

  В цветофотографічеських матеріалах кольорове зображення створюється трьома фарбниками в трьох накладених один на іншій проявлених емульсивних шарах. Тому всі основні залежності (характеристичні криві, ізоопаки, криві кінетики прояву і пр.) виражаються наборами з трьох кривих кожна, а чисельні сенситометричні параметри — трьома величинами, що відповідають кожному окремому шару (аналітична оцінка), або, в деяких випадках, кожному з типів елементарних рецепторів цветочувствітельного приймача випромінювання, яке поступає від кольорового зображення як єдине ціле (інтегральна оцінка). Для негативних фотошарів такими рецепторами служать шари позитивного матеріалу (на них виробляється друк з негативного зображення), а при оцінці позитивного матеріалу — цветовоспрінімающие елементи ока, яке розглядає зображення (див. Кольорова фотографія, Цветовоспроїзведеніє фотографічне ).

  При випробуванні чорно-білих фотоматеріалів методами спектральною С. знаходять залежності від довжини хвилі l що експонує монохроматичного світла енергетичної спектральної чутливості 5х і монохроматичний коефіцієнт контрастності g l . S l зазвичай визначають як і виражають в енергетичних величинах (наприклад, в см 2 /ерг ). По кривих спектральної чутливості  ( мал. 3 ) знаходять міру сенсибілізації оптичною і граничну довжину хвилі l гран , при перевищенні якої матеріал практично не чутливий до випромінювання. Основним приладом, використовуваним в спектральній С., є спектросенситометр.

  Здібність фотоматеріалу до відтворення малих деталей змальовуваних об'єктів (його роздільну здатність) і ряд інших пов'язаних з нею характеристик визначають в резольвометрічеських випробуваннях, при яких отримують криву дозволу n перед = f (lg H ), де n перед — максимальна вирішувана частота штрихів (у одиницях штрих/мм ) при експозиції Н . До цього роду випробувань відноситься і здобуття частотно-контрастної характеристики (функції передачі модуляції) для двох зон спектру — синьою і червоною (див. Роздільна здатність фотографуючої системи, Структурометрія фотографічна ).

  Особливий розділ С. складає вивчення фотографічних властивостей паперів, використовуваних при позитивному друці. Максимальна щільність почорніння і корисний інтервал експозицій (аналог фотографічної широти) фотопаперів значно менші, ніж в позитивних матеріалів на прозорій підкладці. Тому способи вираження результатів сенситометричних випробувань для паперів інші, чим для плівок і пластинок. Істотно відрізняється і денситометрія фотографічних паперів, оскільки їх підкладки непрозорі і вимір оптичної щільності проводиться не в проходящем, а у відбитому світлі.

  Літ.: Гороховський Ю. Н., Льовенберг Т. М., Загальна сенситометрія. Теорія і практика, М., 1963; Гороховський Ю. Н., Баранова Ст П., Властивості чорно-білих фотографічних плівок, М., 1970; Гороховський Ю. Н., Спектральні дослідження фотографічного процесу, М., 1960; Міз До., Джеймс Т., Теорія фотографічного процесу, пер.(переведення) з англ.(англійський), Л., 1973.

  Л. Н. Капорський.

Мал. 1. Типова характеристична крива фотографічного матеріалу: АВ — початкова ділянка кривої, ВС — прямолінійна ділянка, СЕ — кінцева ділянка, EF’ — область соляризації. Лівіше за крапку А — область вуалі фотографічної. Тангенс ¡ кута нахилу ВС до осі lgh — контрастності коефіцієнт; проекція ВС на вісь lgh —фотографічеськая широта L. Точка i, в якій продовження ВС перетинається з віссю lgh, — т.з. точка інерції; D 0 — оптична щільність вуалі; А — поріг почорніння; D макс — найбільша можлива для даного матеріалу оптична щільність почорніння.

Мал. 3. Крива спектральної чутливості сенсибілізованого фотографічного матеріалу. СС — міра сенсибілізації; CD — міра десенсибілізації (зменшення максимальної величини lgs l в області власної чутливості матеріалу); l макс — довжина хвилі, відповідна максимуму додаткової (викликаною сенсибілізацією) світлочутливості.

Мал. 2. Різні критерії визначення світлочутливості фотоматеріалів по їх характеристичних кривих: а — по оптичній щільності 0,2 понад щільність вуалі (система ГОСТ(державний загальносоюзний стандарт)); би — по щільності 0,85 понад щільність вуалі (додатковий критерій ГОСТ(державний загальносоюзний стандарт)); у — по оптичній щільності 0,1 понад щільність вуалі при заданому значенні збільшення g оптичної щільності у використовуваній ділянці характеристичної кривої, величина якої по осі lgh складає 1,3 (системи ДІНІВ і АСА).