КОНТРАСТНОСТЬ

Контрастность — способность фотоматериала передавать различные экспозиции различными оптическими плотностями, т.е. способность передавать некоторый интервал яркостей объекта съемки каким-либо определенным интервалом оптических плотностей фотографического изображения.

Численно контрастность определяют отношением интервала оптических плотностей ΔD к соответствующему интервалу логарифмов экспозиций ΔlgH. Это отношение зависит от формы и крутизны характеристической кривой и, естественно, не одинаково у различных типов фотоматериалов.

Но и у одного и того же фотоматериала разные участки характеристической кривой имеют различную крутизну, и отношение ΔD к ΔlgH также изменяется (см. рис. 4.12). Поэтому при оценке контрастности фотоматериалов очень важен выбор абсолютной величины и интервала экспозиций. В различных сенситометрических системах и для различных фотоматериалов контрастность измеряют неодинаково.

Чаще всего контраст фотоматериала количественно оценивают коэффициентом контрастности или средним градиентом.

Коэффициент контрастности γ; — величина, определяющая отношение интервала оптических плотностей к соответствующему интервалу экспозиции на прямолинейном участке характеристической кривой. Численно коэффициент контрастности выражается тангенсом угла наклона прямолинейного участка α к оси абсцисс (рис. 4.6):

D

D₂

_ΔD

 

D₁ ^α_ΔlgH

 

lgH₁ lgH₂ lgH

 

Рис. 4.6. Схема определения коэффициента контрастности

 

γ =	_ ΔD _	=	D2 – D1 __	= tgα
ΔlgH	lgH2 – lgH1

 

Этот показатель очень точно характеризует градационные свойства фотоматериала при передаче тех деталей объекта, которые имеют «средние плотности» и экспозиция от которых соответствует прямолинейному участку характеристической кривой. Однако коэффициент контрастности не дает возможности оценить градационные свойства фотоматериала при передаче деталей, экспозиция от которых не попадает на прямолинейный участок — в светах и в тенях. Кроме того, у некоторых видов цветных фотоматериалов (в основном позитивных) прямолинейный участок характеристической кривой выражен очень слабо или даже вовсе отсутствует. Поэтому в большинстве современных сенситометрических систем контрастность цветных фотоматериалов принято оценивать через средний градиент.

Средний градиент ḡ;— величина, определяющая отношение интервала оптических плотностей к соответствующему интервалу экспозиций на каком-либо заранее выбранном участке характеристической кривой. За значение среднего градиента принимают значение тангенса угла наклона прямой, соединяющей две определенные точки характеристической кривой (начало и конец участка) к оси логарифмов экспозиции.

Точки для определения среднего градиента выбираются для каждого конкретного материала. Если обе выбранные точки лежат на прямолинейном участке характеристической кривой, то значение среднего градиента совпадает со значением коэффициента контрастности.

Для того чтобы оценить градационные свойства фотоматериала при воспроизведении деталей, существенно отличающихся по яркости (попадающих на различные участки характеристической кривой), определяют два или больше средних градиентов.

Существует несколько вариантов выбора точек характеристической кривой для вычисления значения среднего градиента.

D B   Рис. 4.7. Схема определения среднего градиента по нижней (А) и верхней (В) полезным точкам     A lgH

1. Для того чтобы средним градиентом оценить интервал изображения, получаемого при использовании всей полезной части характеристической кривой, выбирают ее нижнюю и верхнюю полезные точки (рис. 4.7).

В этом случае

ḡ =	_ D m – Dn __
lgHm - lgHn

 

Здесь D_n и lgH_n —координаты нижней полезной точки характеристической кривой; D_m и lgH_m — координаты верхней полезной точки характеристической кривой.

2. Выбирают на характеристической кривой точку 1 с оптической плотностью

D₁ = D_мин + 0,1.

От соответствующего этой точке значения логарифма экспозиций lgH₁ по оси абсцисс откладывают ΔlgH = 1,3 и находят координаты второй точки lgH₂ и D₂ (рис. 4.8).

В этом случае

 

ḡ =	D2 – D1	=	ΔD
lgH	1,3
D   D2   ΔD     D1=D0+0,1 ΔlgH=1,3 lgH1 lgH2 lgH   Рис. 4.8. Схема определения среднего градиента фотоматериалов по критерию ΔlgH=1,3
D D C Риc. 4.9. Схема определения градиентов нижнего и верхнего криволинейных участков характеристической кривой: A — нижняя полезная точка; В — нижняя точка прямолинейного участка; С — верхняя точка прямолинейного участка; D — верхняя полезная точка.   B A lgH

Качество передачи темных деталей объекта съемки (в тенях) зависит от формы характеристической кривой на участке между минимальной оптической плотностью и прямолинейной частью. Передача светлых деталей (в светах) определяется формой кривой при переходе от прямолинейного участка к максимальной плотности. Для оценки этих свойств фотоматериалов используют средний градиент нижнего ḡ_нижн и верхнего ḡ_верх криволинейных участков характеристической кривой (рис. 4.9).

При сенситометрических испытаниях элементарных слоев некоторых цветных позитивных фотоматериалов находят значения двух средних градиентов (рис. 4.10). На характеристической кривой находят точку b, оптическая плотность которой

D_b = D_мин + 0,6.

От соответствующего этой точке значения lgH_b находят lgH_a = lgH_b — 0,4 и lgH_c = lgH_b + 0,5, а по их значениям — точки а и с с плотностями D_a и D_c.

 

 

Рис. 4.10. Схема опредоления двух средних градиентов цветных позитивных пленок (вариант)

 

Средний градиент ḡ₁ определяют отношением приращения оптической плотности между точками b и c к приращению логарифма экспозиции на этом участке:

 

ḡ1 =	__ Dc – Db __	=	Dc – Db
lgHc – lgHb	0,5

 

Этот показатель характеризует качество передачи деталей фотографического изображения в тенях,(так как определяется для позитивного материала).

Средний градиент ḡ₂ определяют аналогично (для точек а и b) по формуле

ḡ2 =	___ DbDa ___	=	Db – Da
lgHb – lgHa	0,4

 

Величина ḡ₂ характеризует качество передачи деталей фотографического изображения в светах.

Контрастность фотоматериала определяет его градационные свойства и более, чем другие показатели, влияет на характер изображения. Чем выше контрастность фотоматериала, тем большие различия в оптических плотностях деталей изображения будут получены при одинаковых различиях яркостей соответствующих деталей объекта.

При коэффициенте контрастности γ = 1 различия в яркостях и контраст фотографического изображения будут равны различиям в плотностях и контрасту оптического изображения.

При негативно-позитивном процессе условием точного, правильного тоновоспроизведения являются одинаковые различия в яркостях между деталями объекта съемки и позитивного фотографического изображения. Для обеспечения этого условия негативно-позитивный процесс нужно проводить так, чтобы произведение коэффициентов контрастности или соответствующих средних градиентов негативного и позитивного фотоматериалов равнялось единице:

 

γ_негγ_поз = 1.

 

Однако в связи с тем, что при съемке и печати на фотоматериал воздействует оптическое изображение, которое имеет меньший контраст, чем объект съемки, наилучшее соответствие позитивного изображения и оригинала достигается при:

 

γ_негγ_поз = 1,4 ÷ 1,8

 

На этом основано одно из самых важных правил практической фотографии, определяющее подбор позитивного материала к негативу: чем мягче негатив, тем выше должна быть контрастность позитивного материала (пленка, фотобумага), и наоборот.

Для каждого светочувствительного слоя цветных фотоматериалов определяют частные коэффициенты контрастности (γ_с, γ_з, γ_к) или частные средние градиенты (ḡ_с, ḡ_з, ḡ_к), (ḡ₁^с, ḡ₁^з, ḡ₁^к и ḡ₂^с, ḡ₂^з, ḡ₂^к).

Общий коэффициент контрастности γ; или общие средние градиенты (ḡ, ḡ₁,ḡ₂) цветных негативных и позитивных кинофотопленок определяется как наибольший из частных для зелено- и красночувствительного слоев.

Для каждого типа цветных фотоматериалов приняты оптимальные, рекомендованные значения коэффициентов контрастности или средних градиентов (закономерности их выбора см. п. 4.1.6):

Негативные кинопленки 0.5 ÷ 0,65

Негативные фотопленки 0,6 ÷ 0,9

Позитивные пленки 2,5 ÷ 3,0

Контрастность фотоматериалов в очень большой степени зависит от условий проявления: продолжительности, температуры, состава проявляющего раствора и др. Рецептуру и режим химико-фотографической обработки выбирают так, чтобы получить рекомендованные значения показателей контрастности.