Форма и физический смысл характеристической кривой

Определив освещенность (Е) в оптическом изображении фотографируемого объекта и зная продолжительность экспонирования, легко подсчитать экспозицию (Н - Еt), получаемые фотоматериалом при фотографической съемке. После проявления экспонированной пленки можно определить оптические плотности почернений, возникших на ней в результате действия света и последующей обработки. Т.е. оптические плотности зависят от сообщенных материалу экспозиций. Эту связь при данном способе экспонирования и проявления принято выражать с помощью графика, называемого характеристической кривой. ^[2]

Для упрощения измерения и повышения точности, при получении рассматриваемой зависимости от освещенности участков оптического изображения, их не определяют, а пользуются экспозиционным прибором - сенситометром, позволяющим давать ряд заранее установленных экспозиций. Характеристическую кривую строят как функцию яркости (контрастности), оптической плотности почернений от логарифмов экспозиций.

Условия и методы измерения

На одной оси (например, оси абсцисс) откладывается величина полученной фотоматериалом экспозиции (или яркости снимаемого объекта). По второй оси (ординат) откладывается величина выходного сигнала для данного устройства, материала или процесса.

Для разных материалов этот сигнал выражает:

• для плёнки — величина полученной оптической плотности фотоматериала, измеряется денситометром;

• для аналоговых электронных устройств — величина электрического сигнала на выходе устройства;

• для цифровых устройств — полученные в файле числовые значения яркости пикселов.

• При измерении фотопроцесса в целом измеряется то, что получилось на конечном продукте. Например, плотность участков изображения напечатанной фотографии. ^[3]

Коэффициент контрастности (яркости) γ — определяется из характеристической кривой как максимальный её градиент, или как тангенс угла наклона линейного её участка, и равен: γ=D2−D1lgH2−lgH1=tgα. Где:

• D1 — величина нижнего значения диапазона плотностей;

• D2 — величина верхнего значения диапазона плотностей;

• lgH1 — величина нижнего значения диапазона экспозиций;

• lgH2 — величина верхнего значения диапазона экспозиций;

Коэффициент контрастности γ — параметр, определяющий наклон характеристической кривой к оси абсцисс. Он выражает контрастность фотографического материала, его способность передавать некоторый интервал яркостей оригинала тем или иным интервалом плотностей изображения. Очевидно, интервал D плотностей изображения зависит от крутизны характеристической кривой и интервала экспозиций. Поэтому контраст материала удобно оценивать отношением, т. е. приращением оптической плотности на единичный интервал экспозиций.

Фотоматериалы с высокой светочувствительностью имеют большее значение γ с меньшим диапазоном плотностей экспозиций с увеличенной зернистостью или вуали. И наоборот. Фотоматериалы с низкой светочувствительностью имеют меньшее значение γ с большим диапазоном плотностей экспозиций и с низкой зернистостью или вуали.

8.4. Сенситометрический бланк. Построение характеристической кривой и определение параметров фотографического материала.

предназначен для выражения сенситометрических показателей фотослоя при первичных испытаниях кинофотоматериалов без применения съемочных камер. По оси абсцисс (горизонтальной) откладываются логарифмы экспозиций H , по оси ординат (вертикальной) — оптические плотности D . Вверху бланка размещена горизонтальная шкала экспозиций в люкс-секундах. Справа — вертикальная шкала коэффициента контрастности Y (гамма). Масштабы экспозиций Н и плотности D на осях определены отрезками одинаковой длины. Отрезок единицы плотности равен отрезку единицы логарифмов экспозиций: ADI = A *lg HI или 0,3 D=0,3 lg H. Из этого следует, что изменению логарифмической величины на 0,3 плотности или экспозиции соответствует изменение их абсолютных величин в два раза, что соответствует диафрагмированию объектива на одно деление, позволяющее изменять по его шкале относительное отверстие в два раза и соотносить изменения освещенности с изменениями плотности. Равенство отрезков также позволяет находить численное значение коэффициента контрастности по шкале у(гамма) справа. Размеры бланка выполняются такими, чтобы изменение D и lg H на единицу выражалось на обеих осях отрезками длиной 50 мм. Внизу бланка (нижняя шкала) находится шкала светочувствительности, положение которой различно в зависимости от типа испытываемого материала. К середине оси абсцисс относится экспозиция в 1 лк*с (верхняя шкала), логарифм которой внизу бланка равен нулю. Логарифмы меньше нуля численно выражаются отрицательными, больше нуля — положительными числами. На сенситометрический бланк нанесены вертикальные линии — ординаты с расстоянием, равным 0,15 lg Н соответственно константе сенситометрического клина (2†1/2 = 1,4) для производства отсчета его плотностей при измерениях. В случаях практического применения бланка для киноматериалов разработан сенситометрический бланк НИКФИ, имеющий вверху и внизу шкалы различных величин Н и lg H.

СЕНСИТОМЕТРИЧЕСКИЙ БЛАНК (сенситометрический график) - состоит из горизонтальных и вертикальных шкал; предназначен для наиболее удобного и быстрого построения характеристической кривой или семейства кривых. На верхней горизонтальной оси отложены величины экспозиций в люкс-секундах (H лк-с) на нижней - соответствующие логарифмы этих величин (lg Н). На левой вертикальной оси нанесена шкала оптических плотностей (D); на правой - шкала коэффициента контрастности (γ). Внизу имеется шкала для определения величины светочувствительности S (в единицах ГОСТ). Точка со штрихом на оси lg Н служит для проведения прямой, параллельной прямолинейному участку характеристической кривой, до пересечения с осью γ; по этой оси отсчитывается величина γ.