Предмет сенситометрии. Системы сенситометрии. Цель и выбор условий сенситометрических испытаний

Сенситометрия фотоматериалов на прозрачной подложке

Предмет сенситометрии. Системы сенситометрии. Цель и выбор условий сенситометрических испытаний.

Сенситометрия — учение об измерении фотографических свойств светочувствительных материалов.

Возникла в 40-х гг. 19 в. и долгое время ограничивалась определением светочувствительности фотослоёв откуда её название. Содержание С. существенно расширилось после введения в 1890 английским учёными Ф. Хертером и В. Дриффилдом понятия о характеристической кривой, с помощью которой оцениваются многие важные свойства фотографического слоя. Современное практическое значение С. очень велико. На ней основаны многочисленные методы количественного контроля отдельных стадий производства фото- и киноматериалов и массового получения фотоизображений в кинематографии, полиграфии, при аэрофотосъёмке. Методы С. широко применяются в тех областях науки, где необходимо прибегать к фотографической регистрации излучения астрономия, спектроскопия и т. д..

Основные разделы С.:

Денситометрию — раздел фотографической сенситометрии См. Сенситометрия, посвящённый измерению поглощения и рассеяния света проявленными фотографическими слоями; посвящена измерению оптических плотностей почернения проявленных фотографических слоев, цель которого — количественная оценка результатов фотографического процесса; методы Д. позволяют по оптической плотности почернения светочувствительного слоя количественно оценить конечный фотографический эффект.

Оптическая плотность D — мера непрозрачности слоя вещества для световых лучей. Равна десятичному логарифму отношения потока излучения F0, падающего на слой, к ослабленному в результате поглощения и рассеяния потоку F, прошедшему через этот слой: D = lg F0F, иначе, есть логарифм величины, обратной Пропускания коэффициенту слоя вещества: D = lg 1?

поток излучения — лучистый поток, мощность излучения, полная энергия, переносимая оптическим излучением в единицу времени через данную поверхность. Оптическая плотность почернения измеряется Денситометрами и Микрофотометрами.

Между поверхностной концентрацией серебра в почернении и оптической плотностью почернения существует связь, близкая к линейной; их отношение называется фотометрическим эквивалентом почернения. Оптическая плотность тем больше, чем более дисперсно серебро в почернении; соответственно, степень оптически полезного использования серебра в почернении тем выше, чем дисперснее галоидное серебро исходного светочувствительного слоя и чем он относительно больше экспонирован.

фотометрический эквивалент — масса проявленного серебра на единице площади фотослоя, которая, будучи равномерно распределена по этому слою, даст оптическую плотнность его почернения, равную 1. Величина, обратная Ф. э., называется кроющей способностью проявленного серебра. Ф. э. зависит от выбора фотоматериала, условий его проявления и др. факторов, определяющих размеры, структуру и расположение проявленных зёрен серебра в фотослое

Особый раздел Д. составляет измерение цветных полей в проявленных цветофотографических материалах.

интегральную С. свойства материалов определяются по отношению к белому свету или иному свету сложного спектрального состава занимается фотографическими свойствами материалов и методами измерения их характеристик, обнаруживаемых при воздействии интегрального белого излучения. В качестве источников излучения используются сенситометрические источники с цветовой температурой 3200 К и 5500 К. К основным характеристикам, определяемым методом интегральной сенситометрии, относятся сенситометрические параметры, рассчитываемые по характеристической кривой фотоматериала, — светочувствительность, коэффициент контрастности и др.

спектральную С. изучают свойства в частности спектральную чувствительность фотоматериалов как функции длины волны экспонирующего света и влияние вида этих функций на конечный фотографический эффект.

Спектральная и цветовая сенситометрия позволяют оценить действие окрашенных излучений на фотографический слой. Это дает возможность судить о характере цветопередачи при съемке на данном слое, об эффекте применения того или иного светофильтра.

Эффективной чувствительностью называется выраженное в процентах отношение светочувствительности материала за светофильтром к его общей светочувствительности.

Цветное изображение является суммой одноцветных изобржений, образованных в различных слоях цветографического материала. Свойства каждого слоя определяются характеристического кривой этого слоя, а свойства материала в целом определяются как формой и положением отдельных хар-х кривых. Так и их соотношением. Соотношение отдельных хар-х кривых цветографического материала называется балансом этого материала. Правильно сбалансированным называется материал, хар-е кривые всех трех слоев которого совпадают. Важными хар-ми являются баланс по светочувствительности и баланс по контрастности. Балансом по светочувствительности называется отношение наибольшей св-ти к наименьшей для отдельных слоев цветографм-ла. Балансом по контрастности называется разность наибольшего и наименьшего коэффициента контрастности, определенная для отдельных слоев цвтографм-ла. Чем ближе баланс к правильному, тем правильнее передаютс на цветовом изображении черные, белые и все оттенки серых цветов.

Резольвометрия — раздел фотографической сенситометрии, посвященный измерению способности фотографических слоев к воспроизведению малых элементов оптического изображения, оцениваемой обычно величиной разрешающей способности зернистость, разрешающая способность.

РС – способность материла передавать мелкие детали раздельно; связана с величиной светочувствительности – возрастает с понижением светочувствительности.

Зернистость — неоднородность почернения фотографического материала. Зернистость обусловлена различием размеров частиц серебра «зёрен» в проявленном фотографическом слое; малочувствительные материалы менее зернисты; с увеличением времени проявления и плотности проявленного изображения зернистость возрастает.

По типам исследуемых фотографических слоев С. разделяется на:

С. черно-белых материалов,

С. цветных материалов,

С. фотографических бумаг

С. материалов для регистрации ионизующих излучений.

Инструментальными средствами С. служат Денситометры, Микрофотометры, Сенситометры, Спектросенситометры, Резольвометры и некоторые другие приборы.

Совокупность взаимосвязанных методов и условий испытания фотографических свойств светочувствительных материалов составляет сенситометрическую систему.

Сенситометрическую систему определяют:

А спектральный состав света, излучаемого источником, применяемым при испытании; обычно характеризуется цветовой температурой источника

Б способ экспонирования при испытании

В средний уровень освещенности при экспонировании

Г способ проявления экспонированного материала

Д способ измерения плотностей сенситограммы

Е конструктивные особенности приборов, применяемых при испытании

Ж критерий светочувствительности

З способ выражения результатов испытания

Принципы с.испытания во всех странах одинаковы, но не смотря на единство принципов с. Испытания, условия и методы испытания, применяемые в различных странах, различны. Главное различие – в неодинаковом выборе критерия светочувствительности и выражения результатов испытания. Перевести число светоч-ти, выраженное в одной системе, в чс по другой системе можно только приблизительно.

Числа, выражающие Св-ть, составляют во всех сенситометрических системах ряд, подчиняющийся определенному закону геометричпрогрессия, например

Если С-ть выражена по арифметической шкале, то выдержка должна изменятьс обратно пропорционально с-ти

Если по логарифмической шкале, то при расчете выдержки ее следует изменять обратно пропорционально антилогарифму числа с-ти

Для того, чтобы правильно применять фотоматериал, надо знать фотографические свойства, то есть уметь предсказать фотографический эффект в зависимости от количества и спектрального состава воздействующего на него излучения.

Установлением этих закономерностей — измерением фотографических свойств, занимается раздел фотографической метрологии, называемый сенситометрией.

Существует общая система сенситометрии, предусматривающая установление прямым экспериментом сенситометрическим испытанием зависимости между параметрами действующего на фотоматериал излучения и возникшим в результате его фотографическим эффектом. Для этого необходимо измерять характеристики излучения и фотографического эффекта

Любые сенситометрические испытания проводятся в строгом соответствии с определенным ГОСТом, в котором прописаны:

Условия экспонирования цветовая температура источника, отсутствие и наличие светофильтра и какого именно, шкала, по которой изменяется экспозиция и модулятор экспозиции, Предел, в котором изменяется время экспозиции

Условия проявлении состав проявителя и его температура, условия

термостагироииння обрабатывающих растворов

Вид измеряемой оптической плотности диффузная

Условия определении всех сенситометрических параметров.Отечественные ГОСТы в настоящее время приведены к требованиям

международной организации ИСО. Кроме отечественной системы сенситометрии существует немецкая система, называемая DIN, и американская система ASA.

Сенситометр: источник света, затвор, светофильтры, модулятор экспозиции. Условия проведения химико-фотографической обработки кинофотоматериалов при сенситометрических испытаниях. Измерение оптических плотностей почернений

Сенситометр — прибор, служащий для создания нормированного дозированного оптического излучения заданного спектрального состава и воздействия этого излучения на испытуемый фотоматериал. Предназначен для получения на фотоматериале после его обработки сенситограммы — соответствующей картины изменения плотности в виде почернений или окрашенных потемнений.

Сенситометр содержит:

1) источник света, в качестве которого обычно применяется лампа накаливания с цветовой температурой 2850К

2) устройство дозирования количества излучения модулятор экспозиции

3) светофильтры для получения заданного спектрального состава в соответствии с типом испытываемого фотоматериала. Например, при испытании плёнок, рассчитанных на съёмку в дневном свете, применяется конверсионный светофильтр, преобразующий исходный световой поток к цветовой температуре 5500K, что и соответствует средним цветовым характеристикам дневного освещения

4) Дозирование освещённости обычно осуществляют с помощью фотометрического клина, построенного в соответствии с требованиями конкретной сенситометрической системы.

В большинстве современных сенситометров изменение экспозиции осуществляется именно изменением освещённости, при постоянной, обычно около 120сек, выдержке. При испытании фотоматериалов специального назначения например, предназначенных для высокоскоростной съёмки может быть задана другая выдержка.

ФСР-41 для испытания чёрно-белых фотоматериалов, чтобы увидеть как вышесказанное реализуется на практике.

ФСР-41 имеет точечный источник излучения, калбиброванный на цветовую температуру 2850К,что соответствует цветовой температуре накаливания.

В комплекте прибора есть съёмный светофильтр дневного света для имитации света Солнца в полдень с рассеянным светом неба.

Между источником света и фильтром дневного света установлен затвор с падающей шторкой, дающий выдержку 120 секунды. Точность воспроизведения выдержки не ниже 1 %. Путём повторного экспонирования можно осуществить выдержки, кратные исходной. Кроме того, затвор позволяет реализовывать длительные выдержки не менее 10 секунд. В случае экспонирования высокочувствительных фотоматериалов в комплекте прибора есть нейтрально-серый светофильтр, уменьшающий освещённость в 8 раз

В сенситометре ФСР-41 модулятором экспозиции является ступенчатый

нейтрально-серый оптический клин. Константа клина — 0,15. Количество ступеней клина — 21, то есть интервал экспозиций составляет — 1:1000. Размер поля клина 5×8мм.

СЕНСИТОМЕТРИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ (СИ) — испытание материала, позволяющее определить его сенситометрические характеристики: светочувствительность, коэффициент контрастности и др.

Сенситометрическое испытанно фотографического материала состоит из следующих операций: экспонирования материала в сенситометре, обработки экспонированного материала с получением сенситограммы или нескольких сенситограмм, соответствующих различному времени проявления, измерения оптических плотностей полей сенситограмм, построения характеристической конвой или семейства характеристических кривых и определения по ним сенситометрических характеристик: светочувствительности, коэффициента контрастности и др.

Для определения цветочувствительности, разрешающей способности, зернистости применяются специальные методы испытания. Основное требование к сенситометрическим испытаниям заключается в стандартности условий испытания и точности измерений. Сенситометрические испытания широко применяются в промышленности при изготовлении и при обработке кинофотоматериалов.

При фотографической съёмке разные участки свто-ого материала вследствие неодинаковой яркости деталей объекта съемки получают разные количеств световой энергии. Поэтому почернения получаются разными.

СИ принципиально не отличается от фотографической съемки. При испытании на разные участки светочувствительного материала действуют заранее известными количествами световой энергии. Затем экспонированный материал проявляют в строго определенных условиях, получая таким образом сенситограмму. Величины полученных на сенситограмме почернений измеряют. Следовательно, при си учитывают экспозиции, получаемые материалом, и величины возникающих почернений. Степень почернения полученного в результате экспонирования и проявления, оценивают через оптическую плотность.

О сенситометрических сво-х материла – его светочувствительности, контрастности, фотографической широте- можно судить, если сопоставить количества освещения, сообщаемые материалу, с плотностями полученных почернений. Графически. График зависимости плотностей от логарифмов экспозиции характеризует важнейшие свойства фотографического материала и называется поэтому характеристической кривой.

Оптическая плотность пропорциональна визуальной оценке яркости, поэтому может рассматриваться в качестве объекта и изображения по его восприятию глазом или действию на фотоматериал.

Для экспонирования при сенситометрических испытания используют излучение, близкое по спектральному составу к свету, при котором фотоматериал используется на практике. Например, для негативных фотоматериалов, экспонируемых при дневном свете, используют источник излучения с цветовой температурой, соответствующей среднему естественному дневному свету, для позитивных фотоматериалов, экспонируемых в копировальных аппаратах или фотоувеличителях, выбирают источники с цветовой температурой, соответсвующей цветовой температуре источников света в этих приборах.

При сенситометрических испытаниях фотоматериал потвергают действию строго дозированных количеств света экспозиция с заданным спектральным составом

Модулятор экспозиции сообщает испытуемому фотоматериалу закономерно изменяющийся ряд экспозиций:Н1,Н2,Н3…

При обработке результатов испытания удобно, чтобы экспериментальные точки лежали на равных расстояниях друг от друга по оси логарифма экспозицийlgH

То есть ряд экспозиций в сенситометре должен представлять собой ряд геометрической прогрессии со знаменателем а. Эта величина называется модулем шкалы экспозиции. Она вычисляется, как произведение освещенности на время экспонирования. Поэтому экспозицию можно изменять двумя способами: при постоянном времени экспонирования меняется освещенность и при постоянном освещенности меняется время экспонированияшкала времени.

Первый предпочтительнее.

В качестве модулятор освещенности в приборе для экспонирования фотоматериалов при сенситометрических испытаних, называемом сенситометром, используется нейтрально-серый оптический клин, иначе называемый фотометрическим.

Велечину десятичного логарифма значения величины,обратной коэффициенту пропускания

называют оптической плотностью и обозначают буквой D.

Оптическая плотность пропорциональна визуальной оценке яркости,поэтому может рассматриваться в качестве объекта и изображения по его восприятию глазом или действию на фотоматериал.

При сенситометрических испытаниях фотоматериал с помощью прибора,называемого сенситометром экспонируется

• излучением, близким по спектральному составу к свету, при котором

он используется на практике

• за оптическим клином, за которым он получает на соответствующих участках строго дозированную экспозицию, значение которой на каждом участке полезаранее известно.

• условия экспонирования выбирают таким образом, чтобы приблизить

испытания фотоматериала к практическим условиям его использования это касается не только спектрального состава излучения, но и продолжительности выдержек.

После химико-фотографической обработки в стандартизованных условиях получают сенситограмму — фотографическое изображение оптического клина.

Денситометр — прибор для измерения степени затемнения оптической плотности фотографических материалов. Используется в фотографии и кинопроизводстве для проверки светочувствительных материалов, в полиграфии для определения цветовых несоответствий тиражного оттиска. они измеряют количество отраженного или прошедшего через образец света и уже из этой величины вычисляют оптическую плотность.

Д. различают:

1)по принципу измерений прямой отсчёт и принцип сравнения,

2)по характеру светоприёмника глаз, фотоэлемент или фотоумножитель,

3)по характеру выдаваемых данных нерегистрирующие и автоматизированные регистрирующие приборы

4)по величине измеряемого поля собственно Д. и микроденситометры, называемые также микрофотометрами.

В приборах прямого отсчёта используется обычно один световой пучок, исходная мощность которого Ф0 сопоставляется с мощностью пучка Ф, прошедшего через фотослой. Приборы, работающие по принципу сравнения, имеют два световых пучка, исходящих от одного источника света, — измерительный пучок и пучок сравнения. В наиболее распространённых фотоэлектрических Д. эти пучки посылаются на два фотоэлектрических приёмника, включённых по разностной схеме при равной мощности пучков сигнал от приёмников равен нулю, или поочерёдно на один и тот же приёмник. Разностный сигнал, обусловленный неодинаковой мощностью пучков, доводится до нулевого значения с помощью переменного ослабителя света например, серого клина фотометрического, помещённого в один из сравниваемых пучков и калиброванного в значениях оптической плотности D = lg Ф0Ф.

Оптическую плотность можно представить в виде отношений мощности пучка Ф к мощности пучка упавшего на эту среду, поэтому денситометр должен измерить обе эти величины.

Денситометры являются фотоэлектрическими приборами и как и

большинство измерительных приборов, делятся на две группы: приборы прямого отсчета и дифференциальные, работающие по методу сравнения.

Метод прямого отсчёта заключается в измерении при помощи какого-либо фотоприёмиика. соединённого с гальванометром, исходного потока Фо, а затем между источником света денситометра и приёмником помещают почернение и измеряют прошедший поток Ф, Отклонение гальванометра должно быть пропорционально фототоку в фотоэлектрическом приёмнике, а он, в свою очередь. — мощности Ф пучка, падаюшею на приёмник Шкала прибора градуируется в оптических плотностях.

Положение указателя гальванометра по шкале оптических плотностей, если свет не попадает на приёмник излучения, — D=оо соответственно, коэффициент пропускания при этом равен нулю. Максимальному отбросу гальванометра в отсутстиие почернении соответствует D=0 коэффициент пропускания при этом равен единице. В качестве фотоприёмника устанавливаются фотоумножители или фотоэлементы с запорным слоем.

Денситометры с дифференциальным методом сейчас не выпускаются.

По полученным измеренным оптическим плотностям строят

характеристическую кривую, выражающую зависимость фотографического эффекта от количества действующего света: по оси абсцисс откладывают логарифмы экспозиций, а по оси ординат — оптические плотности.