Charakteristické vlastnosti filmů II.

Expoziční pružnost. Dalším údajem je expoziční pružnost. Tento údaj úzce souvisí se senzitometric­kými vlastnostmi filmového materiálu, které jsou vyjádřeny senzitometrickou křivkou (viz dále). Správné expozice se dosáhne, leží-li užitečný rozsah denzit (optických hustot) materiálu ve vhodné části charakteristické křivky – nejlépe v její přímkové části. Přímková část senzitometrické charakteristiky tedy určuje rozsah jasů, který je možné zaznamenat při lineární odezvě materiálu – v tomto rozsahu je přírůstek optické hustoty přímo úměrný přírůstku expozice. Celkový zaznamenatelný jasový rozsah – tedy rozsah od nejnižší po nejvyšší denzitu, při které je ještě v obraze kresba, se nazývá dynamický rozsah materiálu. Pokud je dynamický rozsah materiálu dostatečně velký, a přímková část senzitometrické charakteristiky dostatečně dlouhá, pak se při expozici běžné scény využije pouze část rozsahu lineární reprodukce, který je k dispozici. Dojde-li k podexpozici či přeexpozici materiálu o hodnoty, které zajistí, že rozsah jasů zaznamenané scény zůstane sice v jiné části, ale stále přímkové části charakteristiky, má výsledný negativ (diapozitivy mají expoziční pružnost minimální) pouze celkově vyšší resp. nižší hustotu, ale celkový jasový rozsah zůstává věrně zaznamenán. Toho se s výhodou využívá např. v reportážní fotografii, při konstrukci laciných amatérských fotoaparátů, apod.

Vysoký dynamický rozsah negativních materiálů (= expoziční rozsah zhruba 10 clon; lze odečíst na vodorovné ose senzitometrické charakteristiky v oblasti průmětu krajních bodů přímkové části křivky) bývá často uváděn jako výrazná výhoda oproti diapozitivním materiálům, tento argument však pokaždé neobstojí – výsledkem fotografického snažení je obvykle papírová fotografie, která má jasový rozsah výrazně nižší – maximálně 1:100, což je něco přes 6 clon. Do tohoto rozsahu je tedy nutné dostat všechny důležité jasy a stíny snímku – výsledkem je nutnost již při fotografování myslet na to, jestli je důležitá kresba ve stínech, nebo světlech.

Pokud je tedy na snímky alespoň trochu času, tato výhoda negativů oproti diapozitivům se prakticky smazává. Největší expoziční pružnost mají materiály s vysokou hodnotou Dmax a malou strmostí (viz dále).

Kontrast, strmost. Kontrast lze charakterizovat jako rozdíl jasů dvou objektů. U filmového materiálu je hodnota zaznamenatelného kontrastu dána maximální a minimální hodnotou optické hustoty (kontrast výsledného snímku samozřejmě závisí na jasových poměrech motivu). Pozor, nezaměňovat tento údaj se strmostí materiálu (gama, G = tg alfa), nazývanou rovněž „faktorem kontrastu“. Strmost materiálu (tangens úhlu, který svírá přímková část senzitometrické charakteristiky s vodorovnou osou logaritmů expozice) slouží především k informaci o odstupňování polotónů. Jelikož přímková část křivky nebývá v praxi snadno zjistitelná, používá se místo strmosti tzv. gradient, který je dán lineárními hodnotami změny optické hustoty a logaritmu expozice ve dvou smluvených místech charakteristiky. Těmito body se poté proloží přímka – tato přímka slouží jako výše uvedená, k výpočtu tangenty úhlu, který svírá s osou logaritmů expozice. Sklon 45 stupňů tedy vyjadřuje přesně lineární vztah, takovýto materiál se označuje jako „normální“. Materiály, které mají delší, více skloněnou přímkovou část charakteristiky jsou „měkčí“, méně „kontrastní“ a zaznamenají velké množství polotónů. Materiály se strmější, kratší přímkovou částí křivky jsou „kontrastnější“, a mají strmější odstupňování polotónů. Obecně jsou méně kontrastní negativní materiály, více kontrastní diapozitivní materiály.

Neutralita barevného podání. Barevný film se skládá ze tří (čtyř) barvocitlivých vrstev, které mají různou citlivost. Celková citlivost materiálu je vyvážena. Díky odlišné citlivosti jednotlivých vrstev a způsobu jejich provedení dochází k tomu, že různé filmové materiály reprodukují barvy různým způsobem – výsledné barevné podání jde tedy např. do „teplejších odstínů“ (obecně např. filmy Kodak), nebo do „studenějších odstínů“ (filmy FUJI).

Senzitometrická charakteristika resp. charakteristická křivka (H&D křivka) je grafickým znázorněním závislosti hustoty zčernání (denzity) na expozici. Na vodorovné ose jsou naneseny logaritmy expozic (v luxsekundách), na svislé ose hodnoty optické hustoty (denzita – v případě filmového materiálu záporný dekadický logaritmus činitele prostupu).

Primárně tato křivka slouží k určení obecné citlivosti, lze z ní však odečíst mnoho dalšího. Křivka vznikne tak, že za předem daných podmínek se na zkoušený materiál naexponuje optický hustotní klín, materiál se vyvolá předepsaným postupem a pomocí denzitometru se určí hodnoty zčernání pro dané expozice.

Na křivce lze odlišit pět částí: a – osvit se na zčernání neprojevuje, materiál má pouze minimální optickou hustotu, která není způsobena expozicí; tomuto zčernání se říká hranice závoje, značí se D0. b – v této části křivky nazvané „pata“, se začíná projevovat nárůst zčernání vzhledem k expozici, vztah mezi zčernáním a expozicí však není lineární, této oblasti se říká oblast nedostatečné expozice. c – třetí a nejdůležitější část křivky má tvar přímky a vyjadřuje přímou úměrnost mezi nárůstem expozice a nárůstem optické hustoty. V této oblasti jsou správně reprodukovány jasové poměry zaznamenávané scény. d – křivka dále pokračuje oblastí d, ve které se dosahuje maximálního zčernání vrstva Dmax. V této oblasti již opět nejsou jasové rozdíly správně reprodukovány, a oblast se nazývá oblast nadměrné expozice. e – poslední částí křivky je část e, kde (nečekaně) začíná s dalším nárůstem expozice křivka opět klesat. Tato oblast se nazývá oblast solarizace. Obecnou citlivost lze nalézt v místě křivky, odpovídajícím rozdílu optické hustoty o 0,1 nad hustotou závoje. Černobílé materiály mají jednu charakteristickou křivku, barevné materiály mají křivky tři, zvlášť pro jednotlivé barvy (RGB). Křivka diapozitivních materiálů je zrcadlová oproti křivce negativních materiálů (optická hustota s narůstající expozicí klesá).

Mezi výhody filmových materiálů patří: široká nabídka materiálů, specializovaných pro nejrůznější účely (materiály barevné, černobílé, infračervené, negativní, diapozitivní), možnost volby citlivosti a tím i ovlivnění dalších vlastností materiálu (dynamický rozsah, expoziční pružnost, zrnitost, rozlišovací schopnost, strmost). Při výběru filmového fotoaparátu v určité skupině (tj. středoformátové, velkoformátové, zde kinofilmové přístroje) není poté již kritériem výběru samotné záznamové médium – změnou typu filmu je možné dosáhnout naprosto odlišných výsledků. Výsledný obrazový záznam lze částečně upravovat při expozici – expozice na jinou než nominální citlivost, a při negativním i pozitivním procesu – změna délky vyvolávají doby pro úpravu rozlišení a strmosti, „nadržování“ při zvětšování pro redukci tonálního rozsahu negativu, apod.

Mezi obecné nevýhody patří: obtížné, relativně časově náročné zpracování „mokrým procesem“, problematická dlouhodobá archivace, náchylnost k mechanickému poškození, degradace stárnutím, nutnost skladování neexponovaných materiálů v chladu, nemožnost kontroly výsledků ihned po expozici.

Protože se v tomto článku zaměřujeme na porovnání kinofilmových zrcadlovek s digitálními, nyní tedy konkrétně ke kinofilmu a jeho možnostem.

První seriozní použití perforovaného kinofilmu pro fotografické účely se datuje k roku 1913, kdy Oskar Barnack sestrojil první přístroj formátu 24 × 36 mm, fotoaparát Ur-Leica. Při volbě formátu negativu vycházel z předpokladu, že lidské oko je schopno rozlišit detaily v úhlu 1/30 stupně (2 úhlové minuty, dnes se jako průměrné rozlišení oka udává obvykle hodnota 1 úhlová minuta). Tento úhel vymezuje na kružnici oblouk, který má délku cca 0,0006 jejího poloměru r. Při zobrazení objektivem platí stejný vztah mezi vzdáleností dvou rozlišených bodů d (mm) a ohniskovou vzdáleností f´(mm): r:w = f´:d. Při použití filmového materiálu s d = 0,03 vychází hodnota ohniskové vzdálenosti f´ = 50 mm. Kroužek o průměru 0,03 mm má plochu 0,0007 mm².

Barnack spolu s dr. Maxem Berekem zjistili, že pro kvalitní polotónovou reprodukci obrazu je třeba min. cca 1000000 obrazových bodů. Tyto body zabírají plochu 707 mm², což při poměru stran 2:3 dává obdélník rozměrů 22 × 33 mm. Na perforovaném kinofilmu lze při stejném poměru stran zobrazit formát 24 × 36 mm. Tento formát zvítězil mezi všemi formáty obrazu používanými na kinofilmu, a v průběhu minulého století vytlačil z většiny aplikací větší formáty negativů.

Hraniční možnosti současných barevných kinofilmů lze ukázat na diapozitivu Fujichrome Velvia. Protože většina digitálních fotoaparátů používá snímače s mozaikou barevných filtrů Bayer, nejsou pro černobílou fotografii příliš vhodné. Rozlišovací schopnost černobílých filmů je rovněž výrazně vyšší než u filmů barevných, a proto se možnostem digitálních přístrojů zatím vzdaluje.

Film FUJICHROME VELVIA je často používán při porovnání možností filmu vůči digitálnímu záznamu. Důvodů je několik.

Jde o diapozitivní barevný film s nejvyšší rozlišovací schopností a minimální zrnitostí. Vyznačuje se vysokou hodnotou maximální denzity, a díky tomu i vysokou sytostí barev.

Udávané hodnoty rozlišení jsou:
pro kontrast 1:1000 = 160 čar/mm,
pro kontrast 1:1,6 = 80 čar/mm.
Difůzní RMS granularita je 9.

Jednou z nejvíce zmiňovaných nevýhod záznamu na filmový materiál oproti záznamu digitálnímu, je hladina obrazového „šumu“, způsobeného vzrůstem zrnitosti u zvětšenin větších formátů – zde mají díky minimálnímu obrazovému šumu výhodu digitální fotoaparáty, které nabízejí výrazně klidnější jednolité barevné plochy (např. obloha), díky čemuž působí snímky z nich velice klidně, a vzbuzují dojem vyššího rozlišení, než je tomu ve skutečnosti. Ale o tom již příště.