Кратность светофильтров для черно-белых фотоматериалов различной сенсибилизации

– исправления цветопередачи;

– получения специальных фотографических эффектов, например, грозового небосвода при съемке с оранжевыми и красными светофильтрами; выявления дописок, исправлений в документах, слабоокрашенных следов, не различимых в естественных условиях;

– изменения цветовой температуры источника света при съемке на цветные негативные фотоматериалы;

– коррекции цвета в цветном позитивном процессе;

– получения неактиничного освещения в фотолабораториях;

– выделения излучения в невидимых зонах спектра;

– устранения бликов при съемке бликующих предметов;

– ослабления мощности и изменения структуры светового потока.

Светофильтры классифицируют по различным основаниям:

– по способу изготовления светофильтры делят на твердые (стеклянные и пластмассовые, желатиновые), жидкостные и газообразные;

– по принципу действия на абсорбционные (цветные), интерференционные, поляризационные, клиновые, рассеивающие и изменяющие цветовую температуру источника;

– по форме кривой спектрального пропускания (поглощения) на нейтрально–серые, монохроматические, селективные (зональные), субтрактивные и компенсационные;

– по назначению на съемочные, защитные, исследовательские.

Наиболее удобны в работе твердые светофильтры, изготовленные из стекла и пластмассы. Краситель в массе стекла чаще всего распределен равномерно и практически изолирован от воздействия внешних факторов. Светофильтры этого типа наиболее долговечны, обладают высокими эксплуатационными свойствами, менее всего подвержены механическим повреждениям. Иногда различное количество красителя ровным слоем наносят на бесцветную пластинку, позволяя получать светофильтры одинаковой толщины, но различной плотности.

Желатиновые светофильтры представляют собой тонкий слой окрашенной желатины, нанесенный на стекло (триацетатную или нитроцеллюлозную подложку) либо вклеенный между двумя защитными стеклами. Такие светофильтры неустойчивы к термическому воздействию, в результате чего краситель выгорает. Разрушению желатиновой пленки способствуют влага и органические растворители. В лабораторных условиях желатиновые светофильтры получают, окрашивая фиксированную фотопленку или пластинку в растворе красителя.

Жидкостные светофильтры изготавливают из растворов различных красителей, залитых в прозрачные кюветы с плоскопараллельными стенками. При необходимости комбинируют несколько красителей для достижения максимума пропускания в определенной спектральной области. Плотность таких светофильтров легко изменить, добавляя в кювету концентрированный раствор либо дистиллированную воду. В качестве красителей чаще всего используют соли различных металлов или органические (анилиновые) красители.

Газообразные светофильтры в практической фотографии распространены мало. Обычно они предназначены для выделения ультрафиолетовой зоны спектра с длиной волны менее 300 нм. Для получения соответствующих спектральных свойств используют газообразный хлор, пары брома под давлением в несколько атмосфер.

В клиновых светофильтрах концентрация красителя наращивается от вершины к основанию. Их можно представить в виде набора небольших светофильтров с возрастающей плотностью. Направляя световой поток на тот или иной участок, можно плавно или ступенчато изменять степень поглощения. Клиновые светофильтры широко применяются при сенситометрических испытаниях черно-белых фотоматериалов.

Поляризационные светофильтры устраняют или максимально ослабляют отражения (блики) от зеркально отражающих свет поверхностей. Это могут быть полированные, стеклянные, водные поверхности и поверхности многих других материалов – линолеума, паркета, кафеля, мрамора, фарфора, ткани, бумаги, окрашенной древесины. На полированном металле блики не устраняются, за исключением тех случаев, когда его поверхность окрашена или покрыта пленкой воды. Поляризационные светофильтры необходимы, например, при съемке обстановки помещений через витрины, оконные стекла, предметов, залитых водой, и т. п.

Обычно свет, используемый при съемке, составляют лучи с хаотичным направлением электромагнитных колебаний. Отраженные от зеркальных поверхностей лучи имеют строго определенное направление электромагнитных колебаний, т. е. свет становится частично или полностью линейно поляризованным.

Поляризационные светофильтры не изменяют спектральный состав света, пропуская излучение со строго определенным направлением электромагнитных колебаний. Этот эффект обеспечивают ультрамикроскопические кристаллы поляризующего вещества, входящие в состав светофильтра. Несовпадение оси поляризации светофильтра и плоскости поляризации и зеркально отраженных лучей приводит к полному или частичному поглощению последних (рис. 55).

Степень поляризации отраженного света зависит от угла падения лучей и материала поверхности. Угол полной поляризации, согласно закону Брюстера, определяет показатель преломления материала среды:

n = tgα,

где n – показатель преломления среды;

α – угол падения лучей света.

Рис. 55. Схема фотографирования с поляризационным светофильтром: а - естественный неполяризованный свет; б – линейно поляризованный свет, отраженный от неметаллической поверхности; В₁ –положение поляризационного светофильтра, при котором ось поляризации совпадает с плоскостью поляризации отраженного света; В₂ – положение поляризационного светофильтра, при котором ось поляризации перпендикулярна плоскости поляризации отраженного света

Для большинства отражающих поверхностей угол Брюстера заключен в пределах 30–40°. Например, для поверхности стекла он равен 34°, полированного дерева, эмали или маляной краски – 36°, глянцевой бумаги – 32°, воды – 37°[8]. С отклонением от угла Брюстера степень поляризации снижается, а при углах, близких к 0 или 90°, свет вообще не поляризуется.

Поляризационный светофильтр представляет собой заключенную в оправу из двух колец целлулоидную пленку с равномерно распределенными в ней кристалликами гепатита. Оправа позволяет при установленном на объективе светофильтре поворачивать пленку с поляризующим свет веществом в пределах угла 360°. Поляризационные светофильтры выпускают под наружные диаметры оправы объективов: 32, 36, 42 мм.

Цветные адсорбционные светофильтры представляют оптически однородную окрашенную среду. Они селективно (избирательно) поглощают световое излучение, ослабляют интенсивность излучений в определенных спектральных зонах. Эффект избирательного поглощения обеспечивают входящие в их состав частицы адсорбирующего свет вещества – красителя. В зависимости от его состава и концентрации светофильтры поглощают излучения одного цвета и пропускают излучения другого, изменяя спектральный состав света и его интенсивность. Свет, прошедший через светофильтр, обычно имеет ярко выраженный цветовой оттенок, поскольку в его составе преобладают лучи с определенной доминирующей длиной волны. Например, желтый светофильтр пропускает желтые лучи, зеленый – зеленые, красный – красные. Оптическая плотность светофильтра пропорциональна и его толщине.

Среди цветных светофильтров различают монохроматические, зональные, субтрактивные и компенсационные светофильтры (рис. 56).

Монохроматические светофильтры пропускают узкую полосу излучения в интервале длин волн 5-10 нм, поглощая остальную его часть. Это плотные одноцветные светофильтры, применяемые для исследовательских целей.

К числу монохроматических относятся и интерференционные светофильтры. У них иной принцип поглощения света. Избирательное поглощение излучения (кроме заданного интервала длин волн) основано на явлении интерференции в тонком слое, нанесенном на стеклянную подложку. Из потока света светофильтр пропускает лучи с длиной волны, равной удвоенной толщине. Современные технологии позволяют изготавливать светофильтры, обладающие монохроматичностью для любой длины волны видимой части спектра.

Селективные (зональные) светофильтры пропускают излучение в более широком интервале – обычно одну из зон видимого спектра (синюю, зеленую или красную). Их используют для исследовательских целей и в аддитивном цветографическом процессе.

Субтрактивные светофильтры, наоборот, поглощают одну из зон видимого спектра (синюю, зеленую, красную), пропуская остальные. Они используются в субтрактивном цветографическом процессе и для исследовательских целей.

Компенсационные светофильтры поглощают коротковолновую область спектра излучения. Одни из них применяют для исправления цветопередачи при съемке цветных объектов на черно-белые фотоматериалы, другие – для получения определенных художественных эффектов или при решении исследовательских задач.

Для исправления цветопередачи используют желтые и желто-зеленые светофильтры различной плотности. Они в различной степени поглощают ультрафиолетовые, фиолетовые и сине-голубые лучи, ослабляя их воздействие на светочувствительный материал. Светофильтр ЖС-10 ослабляет действие ультрафиолетовых лучей. ЖС-12 значительно улучшает передачу цветовых оттенков при съемке на панхроматические и изопанхроматические фотоматериалы. Применяются рано утром или поздно вечером, когда синих лучей мало, облака выделяют слабо. ЖС-17 дает почти правильную цветопередачу на панхроматических и изопанхроматических материалах. Используется при съемке в разное время, удовлетворительно выделяет облака. В этих случаях лучшие результаты дает светофильтр ЖС-18.

Желто-зеленые светофильтры являются универсальными и могут быть использованы во многих случаях съемки. Они приближают спектральную чувствительность изопанхроматических фотоматериалов к спектральной чувствительности глаза. Поглощая ультрафиолетовые лучи и ослабляя действие фиолетовых, сине-голубых и красных, они с большой точностью передают цветовые оттенки объектов, хорошо выделяют облака, тени на снегу.

Оранжевые и красные светофильтры в большей степени, чем желтые и желто-зеленые, поглощают фиолетовые и сине-голубые лучи. Предметы, окрашенные в синие и голубые тона, на снимках выглядят более темными, а в оранжевые и красные – более светлыми. Примером применения оранжевого светофильтра может служить полученный на снимке эффект грозового небосвода при обычной облачности в солнечную погоду.

Съемка с красными светофильтрами усиливает контраст между синими и красными деталями объекта. Проводя съемку со светофильтром КС-11 против света на изопанхроматический фотоматериал, получают эффект лунного освещения в дневное время.

Нейтрально-серые светофильтры ослабляют мощность светового потока. Спектральные коэффициенты пропускания у данных светофильтров одинаковы для всех длин волн. Они имеют нейтрально-серый цвет и различную плотность. Широко применяются при киносъемке.

Матовые светофильтры изменяют структуру светового потока, преобразуя направленный свет в рассеянный.

При съемке на цветные фотоматериалы в утренние и вечерние часы нередко применяют конверсионные светофильтры, изменяющие цветовую температуру источника света и, соответственно, приводящие спектральный состав излучения в соответствие с требованиями, предъявляемыми к освещению для используемого фотоматериала.