Механизм образования изображения черно-белой фотографии
Все мы прекрасно знаем, что такое фотография. Фотография - технология записи изображения путём регистрации оптический излучений с помощью светочувствительного фотоматериала или полупроводникового преобразования. Но не каждый знает, как происходит этот процесс. В этой статья я расскажу о механизме образования изображения черно-белой фотографии.
Механизм формирования черно-белого изображения в упрощенном, но достаточном для понимания основных процессов фотографии виде можно представить следующим образом.
Галогениды серебра — это кристаллические вещества. Каждый микрокристалл имеет внутреннюю структуру в виде кубической решетки и состоит из чередующихся положительно заряженных ионов серебра и отрицательно заряженных галогенид-ионов.
Как правило, каждый микрокристалл имеет дефекты кристаллической решетки: трещины, сдвиги, микровключения (например, металлическое серебро, сульфид серебра), которые являются основой для образования центров фоточувствительности. Квант света отрывает электрон от галогенид-иона, в результате чего образуются свободный электрон и атом галогена, который выходит на поверхность микрокристалла. Высвобожденный электрон движется внутри кристалла до тех пор, пока не встретит центр чувствительности, где он присоединяется к иону серебра, превращая его в атом серебра. По мере того, как свет воздействует на центр чувствительности, образуется все больше и больше атомов серебра - появляется центр скрытого изображения (или центр проявления).
Когда фотоматериал погружают в специальные растворы проявителя, металлическое серебро в центре скрытого изображения становится катализатором, обеспечивающим реакцию проявляющего вещества с галогенидом серебра. Серебро, образующееся в ходе реакции, в свою очередь, ускоряет этот процесс, и начавшаяся реакция протекает по автокаталитическому закону, т.е. с непрерывно возрастающей скоростью, пока весь микрокристалл не будет восстановлен до металлического серебра.
Эта реакция, называемая химическим проявлением, широко используется при работе с галогенидными фотоматериалами серебра. Если свет не воздействовал на кристалл галогенида серебра, то в нем не формируется центр скрытого изображения и кристалл остается неизменным во время проявления.
Черно-белый негативно-позитивный процесс
Давайте рассмотрим схему формирования черно-белого фотографического изображения в процессе негатив-позитив. Свет, отраженный или излучаемый объектом съемки, проходя через объектив камеры, формирует оптическое изображение в плоскости светочувствительного слоя. Чем выше яркость предметной области, тем больше света будет влиять на соответствующую область оптического изображения и тем больше кристаллов галогенида серебра образует центр скрытого изображения. При проявлении освещенные кристаллы галогенида серебра превращаются в кристаллы металлического серебра, а неосвещенные будут удалены из фотоматериала во время фиксации и промывки. В результате на отрицательной области, соответствующей светлой области объекта, образуется непрозрачное металлическое серебро (почернение), а области, соответствующие темным местам объекта, будут прозрачными. Таким образом, будет получено негативное фотографическое изображение - светлая часть объекта соответствует темной части изображения и наоборот.
При печати реализуется та же схема, только "объект съемки" в данном случае является негативом. В результате получается негативное изображение негатива - позитивное фотографическое изображение (репродукция), в котором яркость распределена таким же образом, как и у объекта съемки.
Черно-белый процесс с апелляцией
В настоящее время для получения цветных и черно-белых перевернутых изображений используются различные схемы. Наиболее распространенными являются фотоматериалы, в которых перевернутое изображение получается с использованием галогенида серебра, оставшегося в слое после формирования негативного изображения.
Поскольку, когда часть галогенида серебра проявляется в каждом участке фотографического материала, он превращается в металлическое серебро в количестве, пропорциональном действию света, количество галогенида серебра, остающегося неизменным, обратно пропорционально действию света. Если металлическое серебро, образовавшееся при первом проявлении, удалить из фотоматериала, а оставшийся галогенид серебра преобразовать в металлическое серебро, то его количество также будет обратно пропорционально действию света. Это означает, что чем интенсивнее воздействие света, тем меньше металлического серебра (вторичного) и, следовательно, тем ниже оптическая плотность. Таким образом, светлая область объекта будет соответствовать светлой области изображения и наоборот, т.е. будет получено положительное изображение (перевернутое).
Описанная схема получения черно-белого перевернутого изображения реализуется следующим образом: экспонирование; первое проявление - формирование негативного изображения; отбеливание - перевод металлического серебра негативного изображения в комплексные соли; подсветка галогенида серебра, оставшегося после первого проявления; второе проявление - восстановление освещенного галогенида серебра до металлического серебра с образованием позитивного изображения; фиксация и окончательная промывка - удаление солей серебра, образовавшихся при отбеливании, и остатков галогенида серебра.