Chcete se na nové verzi fotoaparat.cz poprvé přihlásit se svým starým účtem? Použijte prosím aktivační formulář.

Charakteristické vlastnosti filmů I.

Tento článek navazuje na úvodní díl Digitální záznam nebo film? (odkaz zde), kde jsme probrali rozlišovací schopnost obecně. Digitální záznam a záznam na klasický film mají odlišný fyzikální základ. Abychom mohli správně porovnat jejich výhody a nevýhody, musíme si neprve podrobněji projít jejich jednotlivé základní vlastnosti. Dnes tedy začneme se základními charakteristikami záznamu na klasický film.

Klasický, více než století používaný záznam obrazu na fotografický film, je založen na fotochemickém principu. Záznamové médium tvoří fotografická citlivá vrstva, tvořená částicemi světlocitlivého materiálu, rozptýleného ve vhodném prostředí. V dlouhém vývoji zvítězily mezi světlocitlivými materiály směsi halogenidů stříbra. Působením světla na halogenidy stříbra dojde k fotochemické reakci. Výsledky této reakce nejsou viditelné přímo, jde tedy o takzvaný skrytý, „latentní“ obraz..


Složení diapozitivního filmu
Složení diapozitivního filmu

Aby bylo možné zaznamenaný obraz zviditelnit, je nutné jej „vyvolat“ působením chemikálií. Při vyvolání se osvětlené krystaly halogenidů stříbra redukují na kovové stříbro, jehož množství je přímo úměrné množství světla, které na krystaly dopadlo. V místech, kam dopadlo velké množství světla, vznikne tmavý obraz, v místech kam dopadlo malé množství světla, vznikne světlý obraz. Výsledkem je fotografický negativ – snímek s převrácenými světly a stíny. Zbylý neosvětlený halogenid je nutné odstranit – musí se „ustálit“ pomocí látek, které rozpouštějí neosvětlené halogenidy stříbra. Výsledkem celého procesu zpracování je černobílý negativ, tvořený jemně rozptýlenými částečkami kovového stříbra.

(Pozn.: Pro dosažení černobílého pozitivního obrazu, je nutné dvojí vyvolání: Nejprve se vyvolá negativní obraz, který je ihned po vyvolání nutné z emulze odstranit. Poté je třeba zbylý halogenid ve vrstvě znovu osvítit, a podruhé vyvolat. Následně vzniklý obraz je již pozitivní.)

Výše uvedený popis je velmi schematický. Celý proces je složitější, pro dosažení kvalitních výsledků relativně náročný na přesnost. Halogenidy stříbra jsou navíc citlivé pouze na světlo krátkých vlnových délek, proto je nutné přidávat do vrstvy další látky, upravující spektrální citlivost filmu na hodnoty odpovídající rozsahu vlnových délek, vnímaných lidským okem; důležité jsou také mechanické a optické vlastnosti filmové podložky (je nutné zaručit bezpečné uložení filmové emulze, zabránit rozptylu světla ve vrstvě, atd.). Kromě toho je výsledkem pouze černobílý obraz. Pro dosažení barevného obrazu je nutný vícevrstvý materiál, kde jsou obsaženy tzv. barvocitlivé vrstvy, které při reakci s vývojkou poskytují nerozpustné částice barviv. Barevný obraz nevzniká redukcí halogenidů stříbra, nýbrž oxidací vyvolávací látky, a její reakcí s barvotvornou složkou citlivé vrstvy. Barevný materiál je principielně složen ze tří základních vrstev: modrocitlivé (žlutá), zelenocitlivé (purpurová) a červenocitlivé (azurová). Při vyvolání vzniknou tři barevné obrazy a tři černobílé obrazy, tvořené vyredukovaným stříbrem. Černobílé stříbrné obrazy je nutné odstranit, aby zůstaly pouze obrazy barevné. Navíc kromě ustalovače je tedy nutné použít ještě bělící lázeň, která převádí kovové stříbro nazpět na halogenid (a ten je rozpuštěn v ustalovači). Nakonec je tu ještě stabilizační lázeň, která reaguje se zbylými barvotvornými složkami. Barevné i černobílé pozitivní procesy (tedy vyvolání fotografií) jsou principielně shodné s negativními procesy. Nakonec jsou zde ještě komplikovanější inverzní procesy, používané při vyvolávání barevných diapozitivů (E-6), a při zpracování inverzních fotopapírů (Ilfochrome) pro zhotovení fotografií z diapozitivů.

Nosičem světlocitlivého materiálu se stala (především pro svou bobtnavost) želatina. Ta umožňuje při následném zpracování materiálu průnik aktivních látek až k částicím halogenidů stříbra, které obklopuje. Zároveň také zabraňuje spojování částic halogenidů stříbra a zaručuje jejich rovnoměrné rozptýlení. Nevýhodou želatiny je, že jde o organickou látku, která může jako nosič filmové vrstvy podléhat plísním a bakteriím.

Celá filmová emulze (správně suspenze) je umístěna na filmové podložce, tvořené dříve celuloidem, posléze nehořlavými látkami jako acetylcelulóza resp. polyester. Podložka musí být rozměrově stálá, mechanicky a chemicky odolná a pružná.

Primární výsledek – snímek – je tedy obraz objektu (negativní nebo pozitivní), tvořený částečkami kovového stříbra (resp. barviva u barevného filmu), rozptýlenými v želatinové vrstvě, která se nachází na polyesterové podložce. Tento produkt neslouží – s výjimkou diapozitivů – k přímému pozorování, ale k dalšímu zpracování – např. pro zvětšení na papírovou fotografii, skenování pro digitální úpravy a archivaci, resp. použití pro ofsetový tisk, apod.

Mezi charakteristické vlastnosti filmových materiálů patří: citlivost ke světlu, reciprocita, spektrální citlivost, barevné vyvážení, zrnitost, rozlišovací schopnost, expoziční pružnost, kontrast, neutralita šedých polotónů.

Citlivost ke světlu (obecná citlivost) je vcelku srozumitelná. Hodnota citlivosti určuje, jak dlouhou dobu musí na citlivou vrstvu působit světlo o určité intenzitě, aby došlo ke zčernání o určitou hodnotu. Hodnota citlivosti filmového materiálu se udává na základě senzitometrických měření. Filmy lze podle citlivosti rozdělit na 3 kategorie – s nízkou citlivostí – cca do ASA 50, střední citlivostí – cca ASA 100 až 400, a filmy s vysokou citlivostí ASA 800 až 3200 a výše. Přes veškerý pokrok ve vývoji citlivých vrstev platí, že se vzrůstající citlivostí vzrůstá zrnitost filmu – citlivost ke světlu je totiž přímo úměrná velikosti krystalů halogenidů stříbra.

Reciprocita. Reciprocitu popisuje zákon Bunsenův-Roscoeův. Stanoví, že výsledná expozice H (= Et; tedy: intenzita světla × čas) zůstává při změně jednoho z parametrů konstantní, změní-li se odpovídajícím způsobem druhý parametr. Např. tedy expozice časem 1/125s a clonou f=8 je ekvivalentní expozici 1/60s a cloně f=11. Údaj o dodržení této reciprocity je u filmového materiálu poskytován ve formě intervalu expozičních dob, ve kterém je tento lineární vztah dodržen (např. 1s až 1/10000s. Většina materiálů dobře splňuje tento zákon v oblasti kratších expozičních dob, problematické bývají expoziční doby nad 1s (tyto odchylky popisuje známý Schwarzschildův exponent). Pokud by byl zákon reciprocity beze zbytku dodržen, neměla by senzitometrická charakteristika tvar křivky, ale přímky různě skloněné k ose logaritmů expozice.

Spektrální citlivost udává, jaké vlnové délky světla jsou schopny způsobit změny citlivé vrstvy. Snahou je, přizpůsobit spektrální citlivost filmového materiálu tak, aby odpovídala spektrální citlivosti lidského zraku (viditelné světlo v rozmezí cca 380 až 780 nm; lidské oko je nejcitlivější na světlo středních vlnových délek, tedy cca 555 nm – žlutozelené světlo). Tento interval vlnových délek tvoří jednu z výchozích hodnot při konstrukci optiky, citlivých vrstev, CCD snímačů, čidel expozimetrů apod.

Barevné vyvážení. Barevné materiály na rozdíl od lidského zraku nejsou schopny přizpůsobit reprodukci barev barevné teplotě světelného zdroje (lidský mozek ano – např. při světle žárovek se jeví lidskému zraku předměty ve stejné barvě, jako při denním světle. Barevné materiály jsou tedy vyvážené buďto na denní světlo – barevná teplota cca 5000 stupňů K, anebo na umělé žárovkové osvětlení s barevnou teplotou cca 2800 stupňů K. Barevná teplota denního světla se bohužel v průběhu dne mění, proto je – zejména u diapozitivních materiálů – nutné u kritických motivů používat korekční filtry a zařízení pro měření barevné teploty.

Různé provedení zrn halogenidů stříbra

Zrnitost. Velmi důležitá vlastnost, zejména v poměru k digitálnímu záznamu obrazu (viz dále). Obraz na filmu je tvořen částečkami kovového stříbra, resp. částečkami barviva. Hustota a velikost těchto částic jsou jedny z velmi důležitých parametrů. Obecně platí, že se vzrůstající velikostí těchto částic vzrůstá citlivost filmu ke světlu, ale rovněž tak se zvyšuje jejich patrnost na výsledné zvětšenině (resp. promítaném diapozitivu). [Novější materiály mají optimalizovaný tvar těchto zrn, tzv. „T“ krystaly, které zvyšují svou účinnou plochu na úkor tloušťky – výsledkem je nižší patrnost zrna při vyšší citlivosti]. Zrnitost je subjektivní vjem částeček, tvořících obrazový záznam. Vnímaná zrnitost je ekvivalentem obrazového šumu. Její objektivní stanovení není možné, protože závisí na konkrétním pozorovateli, který vyhodnocuje vzorek, navíc je vjem zrnitosti silně závislý na denzitě (optické hustotě) a místním kontrastu. Objektivnějším údajem o zrnitosti je tzv. difůzní RMS granularita. Podle daných podmínek je materiál rovnoměrně naexponován na denzitu 1,0, a po zpracování jsou provedena měření mikrodenzitometrem s měřící ploškou o průměru 0,048 mm (což odpovídá cca 12 násobnému zvětšení). Výslednou hodnotu poté tvoří standardní odchylka (RMS) denzity (optické hustoty). Vypočtené hodnoty jsou pro snadnější porovnání vynásobeny číslem 1000. Rozsah udávaných hodnot je cca 5 až 50. Čím menší hodnota, tím nižší zrnitost. Protože tento údaj není příliš názorný, a navíc se vztahuje pouze k zrnitosti negativního materiálu (resp. diapozitivu), používá se rovněž údaj PGI (Print Grain Index), vyjadřující zrnitost na výsledné zvětšenině. Údaj PGI je určen k tomu, aby fotograf měl podle údajů o zrnitosti možnost posoudit, zda pro daný úkol použít např. méně citlivý film, nebo větší formát negativu.

Rozlišovací schopnost. Nejdůležitější (pro mnohé) z vlastností filmových materiálů, a současně vlastnost často špatně chápaná a zavádějícím způsobem prezentovaná. Rozlišovací schopnost je mírou jemnosti detailů objektu, které je materiál schopen zaznamenat. Měřítkem rozlišovací schopnosti je počet ještě rozlišitelných prvků na délce jednoho milimetru. Měření rozlišovací schopnosti se provádí tak, že se na citlivou vrstvu naexponuje pravidelná mřížka, složená ze střídajících se stejně širokých dvojic černých a bílých čar s rostoucí prostorovou frekvencí (prostorová frekvence je počet těchto dvojic čar na 1 mm). Tento údaj bývá často zneužíván, protože je velmi snadné jej nadhodnotit. Rozlišovací schopnost obecně je totiž výrazně závislá na kontrastu předlohy a mnoha dalších faktorech (u filmového materiálu např. na rozptylu světla ve vrstvě, strmosti, atd.). Hodnota rozlišovací schopnosti bez udání kontrastu objektu, ke kterému se vztahuje, nemá velký praktický význam. Jediným objektivním a opakovatelným měřítkem rozlišovací schopnosti, měřítkem, které není při testování závislé na pozorovateli, je tzv. funkce přenosu modulace, prezentovaná ve formě tzv. MTF charakteristiky. Tato metoda, využívaná především při testování objektivů, je využitelná rovněž pro testování filmových materiálů. MTF křivka udává, s jakým kontrastem je filmový materiál schopen reprodukovat vzorek o určité prostorové frekvenci.

MTF křivka závislosti<br>kontrastu na prostorové frekvenci

V praxi totiž obvykle nefotografujeme čárové testovací obrazce, ale reálné objekty. Kvalitní informace o rozlišení filmového materiálu je obvykle poskytována výrobci ve dvou hodnotách: Rozlišovací schopnost pro kontrast předlohy 1:1000 – vysoká hodnota kontrastu, odpovídající testovacímu obrazci se střídáním černých a bílých přechodů, a pro kontrast předlohy 1,6:1 – scéna s nízkým kontrastem, bližší reálnému prostředí. Rozdíly v rozlišovací schopnosti pro tyto dvě hodnoty kontrastu jsou velice výrazné. Narazíte-li tedy na údaje o rozlišovací schopnosti filmu ve stovkách čar na milimetr, dejte pozor, těchto hodnot většinou dosáhnete pouze při fotografování objektů s maximálním kontrastem (tyto údaje mohou být užitečné např. pro reprodukci pérovek. Bohužel, maximální reálné rozlišení žádného barevného filmového materiálu pro kontrast 1,6:1 nepřekračuje 80 č/mm. Celá problematika je poněkud složitější, ani tato hodnota není ostrým dělítkem, má však nejblíže k realitě. V souvislosti s rozlišením má filmový materiál ještě jednu charakteristiku (běžně neuváděnou), která ovlivňuje výsledný vjem, a to tzv. hranovou ostrost, jejíž hodnota určuje ostrost zobrazení obrysů objektů.


Další díl:

Charakteristické vlastnosti filmů II.

     

Líbil se vám článek?

Komentáře

Tento článek nemá žádné komentáře

Pro vkládání komentářů musíte být přihlášen.

Komentáře k článku (0)

Tisknout článek

Nejčtenější články:

Tento web používá k poskytování služeb, analýze návštěvnosti a marketingovým účelům soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte.

Další informace