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黑白感光材料 感光材料是將感光材料乳劑涂布于它的載體上而制成的,底片、正片的載體是片基,像紙載 體是紙基,玻璃感光板的載體是玻璃。 一、黑白感光材料的發(fā)展 黑白感光材料的發(fā)展可從感光性、形態(tài)、工藝及感光速度等四方面體現(箭頭表示遞增方向) 。 1.感光性:色盲片(只對藍、紫色感光)→分色片→全色片→紅外片。 2.形態(tài):金屬片→濕片→干片→軟片→卷片 3.工藝:單層——分析率高,感光度低,寬容度小 ↓ 多層——分析率底,感光度高,寬容度大 ↓ 多層薄層——涂有低、中、高三層感光度之乳劑層,提高清晰度,增加寬容度,通過強力顯影尚可大大提高感光度 ↓ 染料成像——無銀鹽形象,顆粒細,寬容度大,感光度可變(ASA125~ASA1600)。 4.感光速度:慢片→中速片→快片→特快片 感光材料的發(fā)展趨勢是彩色片的生產大大超過了黑白片;感光乳劑的涂布向薄層、多層、 高感光度發(fā)展;非銀鹽照像體系(染料成像、重氮片、磁錄像)的研究積極開展,感光材料加 工工藝向高溫快速發(fā)展;涂綸片基與三醋酸纖維系片基同時并存。 二、黑白感光片的結構 圖3-1 圖3-2 1.片基——乳劑的載體 (1)對片基要求 ①透光率大(90%以上);②機械強度大(彈性強度好;斷裂強度、沖擊強度大,耐折次數多) ;③幾何穩(wěn)定性高(有較小的含溫量和小的收縮率,不易變形);④化學穩(wěn)定性好,耐光、耐 熱、耐酸堿,對乳劑層不產生化學作用。 (2)片基種類 ①硝酸纖維素脂片基。易燃,少用。②三醋酸纖維素脂片基。不易燃,尺寸穩(wěn)定性差。③滌 綸片基。不易燃、穩(wěn)定、價格高、導電、難涂布。④聚碳酸脂片基:很有潛力。 2.乳劑層 感光乳劑層的主要成分為感光劑、支持劑、增感劑和補加劑。 (1)感光劑 感光劑的主要成分是鹵化銀。其中溴化銀感光最快,碘化銀最慢。負片多用溴化銀加入1%~ 3%的碘化銀。正片多用氯化銀再加入部分溴化銀,鹵化銀以微小晶體態(tài)存在呈等軸式結晶,一般均不完美,而它的一些缺陷與位錯及晶格中呈運動狀的銀離子恰恰可以在形成 感光中心及曝光過程中起重要作用。雜質的存在也可成為感光中心。高速片的晶體直徑大(1 .1微米);負片的鹵化銀晶體直徑為0.9微米,正片鹵化銀晶體直徑為0.3微米。直徑越大, 感光度越高,顆粒均勻反差大,寬容度小;反之,反差小,寬容度大。 (2)支持劑——明膠(動物骨膠) 鹵化銀不溶于水,它必須在彼此不接觸的分離情況下,才能產生清晰影像,故采用明膠。明膠的作用是 ①保護作用。使鹵化銀晶體彼此隔離,均勻分布,未曝光的鹵化銀晶體在顯影時不至于被感染顯影,從而保證影像清晰。 ②具有照像活性。膠質中含有極微量的硫化物,可產生感光中心,提高感光度。它還可與曝光時產生的溴、氯等 化合(Brˉ + hυ→ Br + e)(Ag+ + e → Ag)(hυ光量子;e:自由電子),防止鹵素再與銀結合成鹵化銀(即去鹵作用)。實際這上也提高了乳劑的感光效率。 ③明膠易從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài),便于制備、加工。明膠的缺點是它隨動物生活史 的變化面其中微成分也產生變化,因而照相活性很不一致。有人想用高分子化合物取代之,至今沒有重大突破。 (3)增感劑 增感劑分化學增感劑(碳氰酸金、硫代硫酸鈉)和光譜增感劑(光譜增感染料)兩種。 光譜增感處理不僅可得到不同感色性的感光材料,還可為攝影中運用濾色片獲得各種藝術效 果提供可能性,并且為彩色膠片的制造及彩色攝影打下必不可少的基礎。 (4)補加劑 主要包括防灰霧劑、堅膜劑、防腐劑、防氧化劑及表面活性劑(降低乳劑的表面張力、利于 在片基上均勻涂布)。 3.保護層 約為1微米厚的明膠,防止乳劑層受摩擦產生摩擦灰霧。這樣多少會影響解象力及感光度 ,所以現在多采用牢固的方法。 4.底層——結合層 由明膠和少量的片基溶劑溶解于水或溶劑涂布于片基上,它對片基表面進行溶蝕,使其凸凹 不平,使乳劑層通過底層的作用牢固粘于片基上。 照相紙乳劑層下面是鋇底層,它由硫酸鋇晶體及明膠水溶液混合而成,它可填充紙基上的空 隙,防 止乳劑滲入紙基;同時由于硫酸鋇反光率很高,照片上不產生陰影的部分反射密度就很小, 因而可提高照片的反差。 涂塑相紙的聚乙烯樹脂層可防止藥液滲入紙基,節(jié)約藥液,干燥時不必上光。乳劑層下面的 涂塑層中亦可加入鈦白以提高紙基的反光率和影像的反差,標記為RC。柯達產品在涂塑層外 加還 原劑(只在2%的NaOH液中顯影劑即可顯影,30~50秒),一般顯影1~3分;定影1~2分;水洗 4~5分;干燥2~3分。 5.背面層 背面層具有防光暈、防靜電、防卷曲的作用。 ①防光暈 (見下圖3-3) 圖3-3 底片曝光時,光線穿透乳劑層至片基上,再透過片基及空氣的界面,部分光線(強光 部分)會被反射回到乳劑層、產生曝光,底片沖洗后在明亮物體的影像周圍會形成光環(huán)(即光 暈),因此必須涂以防光暈物質(銀質、染料、碳黑)以吸收之。 (2)防靜電 片基由絕緣材料制成,所以易產生靜電電荷的積累,會在乳劑層中產生樹枝狀黑影,并且由 于靜電的 吸引易使片基吸附塵埃、雜物,會劃傷底片會所以要有防靜電物質(導電性能好的高聚物的 鹽類及專門生產的有機靜電劑)。 (3)防卷曲 為了防止片基涂布后向乳劑層這一面卷曲,必須在乳劑層的另一面涂布防卷曲層,使膠片兩 面的應力平衡。為此應用成膜性物質(如乙基纖維樹脂、聚苯乙烯),或選用適當的混合劑( 如丙酮及甲醛的混合劑)對片基背面進行處理使其受溶劑作用發(fā)生溶脹, 干燥過程中又收縮,這種收縮產生的應力可使涂布乳劑向乳劑層那面卷曲以達到平衡。 三、黑白感光材料的性能 1.感光度: 感光度S是表示感光材料感光快慢程度的指標,是攝影時確定曝光組合、拍攝優(yōu)質畫面的 主要依據。 國際標準感光度標示為ISO,如ISO100/21,100表示ASA,21表示DIN(ASA為 美國國家感光度標準)。在ASA感光度標準中,數字每差一倍,感光主差一級。在DIN感 光度標準中為對數關系,其中ASA100與DIN21的感光 度一致,ASA50與DIN18的感光度一致,ASA200與DIN24的感光度一致,依此類推。 2.密度 密度(D)是指感光材料曝光后,經過顯影、定影,單位面積上銀鹽被還原或染料被形成的沉 積量,亦指影像變黑的程度。 密度用阻光率的對數表示,阻光率=投射光通量/透射光通量。 D=lgO=lgF0/F 式中O為阻光率=F0/F(F0=投射光量,F=透射光量) 用lg表示是因為F0/F數值有時很大,并且人眼對明暗的感覺是按對數規(guī)律變化的。 3.灰霧度Do 灰霧度D是指膠片顯影后未曝光部分的密度(它包括片基密度)。影響灰霧密度的因素有膠片 本身顯影條件(時間,配方,溫度);保存條件;使用條件;特別是顯影液被定影劑污染后出 現二色性灰霧(透光時看呈棕色,反光時看呈藍綠色)。 4.顆粒度與解像 形成影像銀粒的粗細稱顆粒度,是客觀表示顆粒性的量值。一般照相膠片的顆粒度在5~20 之間,數值越大表示顆粒越粗。顆粒度受下列條件的影響: (1)感光乳劑顆粒大小及涂布均勻與否。 (2)曝光過度就變粗。 (3)顯影時間長就變粗。 溫度高就變粗。 PH值高就變粗。 解像率又稱分析率、分辨本領、鑒別率,是指感光乳劑能記錄景物細部(數量)的本領。常用 R(線/mm)表示。ISO100/21膠片R=70線/mm,電影正片R=100線/mm,低速微粒片R=1800 線/mm。 影響解像率的因素主要是銀粒粗細和生產工藝,同時顯影液性質、顯影條件、曝光情況、鏡 頭的解像率也會影響感光片的解像率。 5.清晰度: 清晰度是指影像上每個細部的邊界清晰程度,邊界截然分開的影像清晰度高。 一般是用人眼的觀察,進行粗略評價。 影響清晰度的主要因素: (1)膠片本身:乳劑顆粒粗細、薄厚、染色。 (2)顯影條件:顯影時不同密度的交界處會產生鄰界效應(邊緣效應),可加大邊界兩邊的密 度差,即加大了畫面細度的反差,就會提高了清晰度。 (3)曝光時間:適當時清晰度高。 6.感色性 指感光材料對各種色光敏感的程度與范圍。感色性好,則層次多。感色性與暗室安全燈它是 有關,安全燈的安全標準是以距離感光材料1米、且暴露在安全燈前30秒而不增加灰霧為合 乎安全要求。 常用安全燈為: 色盲片——紅燈; 分色片——暗紅燈; 全色片——全黑(顯影到一定程度時可開暗綠燈檢視,因為人眼在強光下對黃綠色光敏感 而在暗光下對綠光最敏感,而全色片對綠光反應遲鈍)。 7.寬容度(亦稱展度,或伸縮性) 它指感光材料表達亮度間距的能力,是感光材料在曝光上的寬容幅度。 黑白片的寬容度可達1:128。直射陽光下沒有前景的風景亮度范圍為1:101:30,所以曝 光稍有誤差也可以正確記錄下來。 8.反差與反差系數 反差即密度差,亦稱軟硬度、對比度。 黑白攝影的關鍵問題是控制反差。因為人眼對明暗的感覺是按對數關系變化的,所以景物反 差應以景物中較大亮度與較小亮度 的比值或對數差來表示而不用亮度差來表示。 如:測得A、B、C、D四處的亮度分別為100、50、10、5,則 lgA-lgB=lg100-lg50=2.0-1.7=0.3 lgC-lgD=lg10-lg5=1.0-0.7=0.3 影響反差的因素有景物本身的亮度反差、膠片的反差、顯影的程度、拍攝條件、攝影機的眩 光、濾光器的運用及曝光情況等。 反差系數:γ 指影像反差和景物反差的比值 γ=影像反差/景物反差全色片γ=0.8~1;翻拍片γ=4 人像膠片γ=0.8電影膠片γ=0.65 9.示性曲線 γ=tgX 四、黑白感光材料的種類: 1.從形態(tài)分為 ①硬片——玻璃基片 ②軟片——分頁片、軟片兩種 2.按感光性能可分為三種。 ①色盲片——只能感受藍、紫片,片速低、感色性差、寬容度小。銀粒細、解像力高、反差 大。適用于電影正片、幻燈片、翻拍片。 ②分色片——對藍、紫、黃、綠光感光,中性,適合拍無紅色的物體。 ③全色片——能感受全部色光、片速高、寬容度大、感色性能好、銀粒較粗,反差平、解像 率低。 ④紅外線片——利用紅外線進行拍攝的感光片,能感受紅外區(qū)域的不可見 光,同時對可見光中的藍色短波光及紫外線敏感,所以拍攝時必須加深紅濾色鏡。沖洗加工 同一般黑白片。 3.按感光度可分為三種。(見圖3-4) 圖3-4 ①低速片——感光度ISO50/18以下。 ②中速片——感光度ISO64/19~125/22之間。 ③快速片——感光度ISO400/27以上。 4.新型感光片: ①波拉一步成像膠片。 ②微泡(重氮)片。 五、黑白感光材料的選用 1.制作大尺寸片要選用中、低速片。 2.室內、運動場面或舞臺拍照可選用高速片。 3.用變焦距、長焦距鏡頭宜使用高速片。 4.拍黑白文字、圖表、印幻燈、拷貝正片應用低速色盲片。 5.閃光攝影用高速片適用于拍攝較大場面。 6.膠片不可過期。 7.卷片不可過快防止產生靜電反應。 六、黑白感光材料的沖洗 1.黑白膠卷的沖洗 膠片曝光后需經一定的化學藥品處理方可得到可見影像。 ①潛影 潛影也是由銀組成的,它是鹵化銀晶體曝光后產生的一些銀原子,它們存在于鹵化銀晶 體表面或內部,聚焦在感光中心上形成顯影中心。 光能 AgBr→Ag+Br 潛影→予潛影→次潛影→顯影中心、多個顯影中心→潛影(感光中心) ②顯影 顯影是通過化學方法產生可見銀的過程,顯影時還原而得的銀比在光的作用下直接生成的銀 多幾十億倍。 溴化銀+顯影劑=溴化物+銀粒(黑色) ①顯影液的成分與功能。一般顯影液由顯影劑、保護劑、促進劑和抑制劑組成。 a.顯影劑 米妥爾:顯影速度快,反差小,受溫度影響小。 對苯二酚:顯影緩和,反差大,受溫度影響大。 菲尼酮:損耗低,用量小,易保存,易產生灰霧。 b.保護劑:無水亞硫酸鈉 在顯影液中Na2SO3先與氧氣化合,防止了顯影劑的氧化,且有溶解銀鹽的的作用, 有微粒效果。 c.促進劑:無水碳酸鈉。 在顯影中它能產生酸性物質溴氫酸,起到妨礙顯影劑的作用,故用Na2SO3增加堿性。 d.抑制劑:溴化鉀。它可防止未曝光銀鹽還原成銀而生成灰霧。 ②顯影液的配制 a.蒸餾水750/1000毫升,52°C b.天平稱量,保證藥質。 c.逐一加入(先加10%Na2SO3)。 d.攪動→過濾。 (3)配方(從略)見《攝影化學》一書。 (4)方法為盆顯影、箱顯影、罐顯影。 ③停影:停影一般是用弱酸性藥液來中和顯影成分。 ④定影:膠片經曝光、顯影后僅有25%銀鹽還原為銀粒,組成負片上的影像,其它鹵化銀仍 有感光能力,所以需要進行定影處理。 ①配方: a.定影劑——硫代硫酸鈉 b.停顯劑——醋酸PH=4.0~5.0 c.保護劑——Na2SO3防止海波分解 d.堅膜劑——鉀礬 e.緩沖劑——硼酸 ②定影時間負片為6分鐘,正片為2分鐘,溫度15~20°C 每1000ml定影液可定影20~25卷膠卷;10×12寸像紙20~25張。 ⑤水洗20~30分 ⑥干燥 ⑦減薄、加厚、染色處理(從略,見《攝影配方》一書) 2.黑白照片的制作 ①印相 圖3-5 印相是獲得與底片一樣大小的一張正片的加工手段,印相是用印相箱來完成的,一般印相箱 的結構如圖3-5所示。 具體方法是: ①把底片放在印相箱的曝光玻璃板上,底片藥面朝上。 ②把正片(相紙)藥面向下,緊緊壓平在底片上面。 ③曝光(時間一般在5秒以內)試樣。 ④依試條顯影情況。試條顯影情況系指在指定沖洗顯影液中,在規(guī)定時間內的顯影效 果改變光強(曝光時間),改變?yōu)V片密度(改變加在光源和曝光窗口玻璃之間的濾光密 度。)來決定準確曝光時間。 ⑤樣片試好之后,依下面過程操作曝光→顯影→停顯→定影→水洗→上光。 ②放大 放大的原理是投影曬相法。 ①放大機的種類及結構(見圖3-6圖3-7圖3-8 ) 圖3-6 圖3-7 圖3-8 其中,集光式放大機(如圖36所示)光線集中,光亮度高,并且有增強反差的作用,投射出 的影像清晰。但是,這種放大機由于光線強而集中,也容易產生負片銀粒及細微塵土或斑痕 明顯突出,或光線不均勻等缺點。這種放大機常用來做黑白底片的放大。 圖3-8 散光式放大機(如圖37所示)使用便利、光線勻散、柔和、反差弱,常用來做彩色底片放大 或人像底片放大。 半集光式放大機較少采用。 現在有“雙用途”放大機(如Beselet),能很簡單地從集光式轉換為散光式,簡化了操作過 程。 ②放大照片使用的主要器件 放大照片除需要有一臺適用的放大機外,還需要一些其它器件,這其中主要有: a.放大鏡頭 放大鏡頭是最重要的器件,它決定了放大影像的清晰程度和光線均勻程度。放大鏡頭一般由 前后兩組鏡片組成,中間有光圈結構,放大鏡頭的光圈一般由f/4~f/16,放大時通常使用 由最大口徑收縮二級的光圈,這樣既克服了鏡頭球面差造成的缺點又彌補了由于過多縮小 光圈而造成的繞射現象的不足。 放大鏡頭也有不同的焦距,操作時要依底片不同,選擇不同焦距的放大鏡頭。一般要求鏡頭 焦距等于或略大于底片對角線的長度為宜。在用大底片(如6寸底片)做小倍率放大或特別要 求周圍部 分影像清晰的負片放大應適當延長曝光時間便于操作。為防止四周光亮度下降,還往往選用 鏡頭焦距比底片對角線略長的放大鏡頭。 b.底片夾 底片夾是放大時放置底片的裝置,它有帶玻璃片的和不帶玻璃片的兩種。帶玻璃片的底 片夾能保證底片平坦、影像清晰,能防止底片由于燈頭過熱發(fā)生卷曲和變形, 但在操作中增加了塵土污染的可能,清潔時要同時保證六個面,(底片2個面,2塊玻璃的四 個面)都無塵土,這無疑加大了工作量。此外,帶玻璃片的底片夾放大時有可能出現牛頓環(huán) 。牛頓環(huán)是光的一種干涉圖像,它是由于光線經過極其相近的兩個反射面時,重復反射互相 干涉所產生的明暗相間的同心圓環(huán)。負片片基相當光滑,平面性好、反射率高,它與玻璃夾 板面之間形成面對面的反射,于是形成了產生牛頓環(huán)的條件。 在用黑白相紙放大照片時,牛頓環(huán)體現的是白色條紋,用彩色相紙放大時將產生光譜狀牛頓 環(huán)。為防止牛頓環(huán)的出現,要充分干燥玻璃片夾和底片,或使用將表面稍稍打毛的防牛頓環(huán) 專用玻璃。 c.曝光定時器 為保證相紙曝光時間的準確,需要設置一臺曝光定時器,曝光定時器分為0~0.9秒、1~9秒 、10~99秒3擋,并由開關來控制“調焦與定時”動作。 現在有的定時器的時間顯示采用數碼管或發(fā)光數字管來實現,在暗室使用時很方便。 d.放大用框架 放大照片時使用的框架分為標準尺寸框架、可調框架和無邊沿框架三種,平常最廣泛采用的 是可調框架,如圖39所示。 e.遮擋工具 為在放大時進行局部遮擋和加光等制作,需要一些各種形狀的專用工具,(如圖3-10) 圖3-9 圖3-10 ③放大過程 第一步。清潔放大機和鏡頭放大機的聚光片和鏡頭上的塵土、污物會影響放大后的照片質量 ,在開始工作時要用吹氣球、毛刷、鏡頭紙清潔。 第二步,清理并放置底片。將待放大的底片用吹球、抗靜電毛刷仔細清理,并藥面向下,頂 部朝外放在底片夾中,(若使用有玻璃的夾板,同樣要把上、下兩塊玻璃的四個面仔細清潔) 。 第三步,選擇畫面并聚焦。打開安全燈,關掉暗室照明燈,把放大鏡頭的光圈調到最大處, 將定時開關撥到“聚焦”位置,升降放大機頭,根據放大框架板上的投影來選擇畫面大小和 所屬放大部位,然后調節(jié)聚焦旋鈕,使影像清晰。 第四步,試樣。將定時開關撥到“定時”位置,旋轉定時波段開關至一定位置(即試放時間) ,把放大鏡頭的 光圈收縮二擋,用一小條相紙放在放大框架板的選定位置(一般為放大密度變化大的幾個位 置范圍內并使相紙藥膜面向上)按動定時鈕,對試樣相紙條進行曝光。 第五步,對試樣相紙條顯影。將試樣相紙條放入顯影液中,在溫度為20°C時正常顯影 時間為2~3分鐘,(對使用D72顯影液而言)短于這個時間說明曝光過度,要適當縮短曝 光時間,反之,要適當延長曝光時間。 第六步,放大照片。試樣相紙條曝光時間校準后,即可把所要放大的相紙壓在放大框架上面 正式曝光,然后將曝光 的相紙經過顯影、定影、水洗、烘干(或晾干)裝裱等一系列過程,就完成由一幅底片放大成 照片的全過程。 ④放大時需要注意的幾個問題 a.放大機聚光鏡的直徑要大于底片對角線。放大鏡頭的焦距要等于或咯大于底片對角線。 F50毫米的鏡頭適用于放大135底片,F75mm的鏡頭適用于放大120底片,F105mm的鏡頭適用于 放大6×9底片。 b.為防止雜散光線的干擾,要用黑紙擋住底片四周現有的底片夾上裝有可調擋板 ,使用很方便。 c.聚焦時要把放大鏡頭的光圈調到最大,以獲得最大亮度。調焦時要以人的頭發(fā)、眼 睛或文字、建筑物的清晰程度為依據,放大時放大鏡頭一般收縮二至三擋光圈。 d.整個放大曝光過程中嚴防震動。 ⑤調節(jié)影像反差的方法 調節(jié)影像反差有以下兩種方法: a.選擇不同反差的相紙。相紙的號數越大,反差也越大。目前我國使用的相紙一 般為1~4號,隨著號數的增大反 差也隨之增大,其中2號為中性反差,4號為特硬性反差,放大時可依需要選用。 b.使用不同性能的顯影液(參見《攝影配方》一書) ⑥放大的加工技巧 放大的加工技巧有柔光放大、局部遮擋和加光、矯正變形、加云、疊放、影調分離、浮 雕效果和虛光等。在這里就不一一詳述了,(可參考《暗室百科》一書)。 |
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