4.2 Содержание работы

4.1.1. При различных экспозициях провести в резольвометре экспонирование миры на фотографический материал.

4.1.2. По результатам измерения резольвограмм построить резовольметрическую кривую.

4.1.3. По резовольметрической кривой определить разрешающую способность и резольвометрическую широту фотографического материала.

3. Теоретическое обоснование

Общие сведения о разрешающей способности фотографических материалов. Способность фотографического материала раздельно передавать мелкие детали, а также детали, разделенные мелкими промежутками, называется его разрешающей способностью (R).

Основным фактором, влияющим на ограничение разрешающей способности фотографического материала, является светорассеяние, происходящее в эмульсионном слое. Это связано с неоднородностью эмульсионного слоя фотоматериала, содержащего взвесь микрокристаллов в желатине. Рассеяние света в эмульсионном слое приводит к тому, что на негативе почернение переходит за те границы, которые светлые участки имели в оптическом изображении. Если темные штрихи, проецируемые на фотоматериал, разделены светлыми промежутками, то на негативе светлые участки, соответствующие штрихам оригинала, становятся более узкими. Если фотоматериал сильно рассеивает свет, то светлые промежутки на негативе вообще могут отсутствовать [3].

Помимо основной причины, ограничивающей разрешающую способность, светорассеяния – определенное влияние на качество воспроизведения мелких деталей изображения оказывает зернистость фотоматериала и его ореальность.

Кроме факторов, определяемых природой фотоматериала, его разрешающая способность зависит также от режимов экспонирования и, в некоторой степени, от условий проявления.

Рассматривая режимы экспонирования, следует отметить, что на разрешающую способность фотоматериала оказывает значительное влияние спектральный состав излучения. С уменьшением длины волны излучения свет в фотоматериале начинает рассеивать слабее. Кроме того, происходит его более полное поглощение, как галогенидом серебра, так и желатиной. Поэтому разрешающая способность всех фотослоев увеличивается при действии более коротковолнового излучения.

Из условий химико-фотографической обработки на разрешающую способность главным образом влияет время проявления и температура проявителя.

В общем случае разрешающая способность с увеличением времени проявления растет с возрастанием коэффициента контрастности фотоматериала, достигает максимума и затем медленно уменьшается.

Повышение температуры проявителя, как правило, на определенном этапе приводит к росту вуали, в результате чего разрешающая способность фотографического материала падает.

Оценка разрешающей способности. Разрешающая способность оценивается по наибольшему количеству раздельно передаваемых штрихов, приходящихся на 1 мм изображения. Оценку разрешающей способности испытуемого фотографического материала проводят путем воспроизведения на нем специального тест-объекта – «миры».

Мира представляет собой изображение, состоящее из группы непрозрачных штрихов и промежутков между ними. Ширина штрихов и промежутков равны между собой и уменьшаются от группы к группе в геометрической прогрессии. Существуют различные типы мир, различающихся по конфигурации расположения темных и светлых участков. В данной работе используется мира Ащеулова. Она представляет собой совокупность групп штрихов и пробелов, расположенных по спирали с уменьшением к центру. Такое расположение групп обеспечивает оптимальное воспроизведение высоких частот при оптической проекции, т. к. мелкие штрихи ближе расположены к оптической оси объектива.

Рисунок 4.1. Мира Ащеулова

Определение разрешающей способности состоит в том, что миру копируют на испытуемый фотографический материал. Этот процесс может осуществляться либо контактным способом, либо проекционным. В первом случае под разрешающей способностью материала подразумевают разрешающую способность системы «мира – фотографический материал», во втором случае – системы «объектив – мира – фотографический материал».

При сравнении разрешающей способности различных фотоматериалов необходимо проводить их оценку в одинаковых условиях копирования и измерения. Обычно это делают в стандартных условиях (ГОСТ 2819 – 84 «Фотографические материалы на прозрачной подложке. Метод определения разрешающей способности»). После экспонирования в специальном приборе – резольвометре – с различной экспозицией и сильным уменьшением проводят химико-фотографическую обработку фотографического материала. В результате получают на негативе изображения, представляющие собой уменьшенные копии мир, которые называются резольвограммами. При большом увеличении их рассматривают в микроскопе и определяют ту последнюю группу мелких штрихов, которая передается раздельно. Данная величина и служит мерой разрешающей способности, оцениваемой в линиях на миллиметр (лин./мм) [4] .

На рисунке 4.2 показаны фрагменты миры(а) и результаты его произведения на фотографических материалах, обладающих различной разрешающей способностью (б, в, г).

Рисунок 4.2. Схема, показывающая характер воспроизведения штрихов нерассеивающим (а) и рассеивающими (б, в, г) слоями

Мира имеет собственные характеристики:

а) контраст

К = (B_max – B_min)/B_max’ (4.1)

где B_max – яркость прозрачных штрихов; B_min – яркость непрозрачных штрихов.

С увеличением контраста миры число ее штрихов, передаваемых фотоматериалом, увеличивается. Если контраст миры равен единице, то она называется мирой абсолютного контраста;

б) частота – число штрихов, приходящихся на 1 мм;

в) модуль – отношение частот соседних групп миры.

Определение разрешающей способности с помощью резольвометра.

Разрешающая способность определяется с помощью резольвометра – аппарата, предназначенного для проекционного экспонирования сильно уменьшенного изображения миры в плоскость фотографического материала. Для выполнения настоящей работы используется резольвометр проекционный РП–2М, предназначенный для определения разрешающей способности черно-белых и цветных фотоматериалов. Пределы измерения разрешающей способности данного прибора от 32 до 1900 мм^-1 с погрешностью 10 %.

Принципиальная схема резольвометра РП–2М представлена на рисунке 4.3. Лампа 1 освещает миру 6, которая проецируется в плоскость эмульсионного слоя фотоматериала 12 объективом, состоящим из устройств 4 и 5. Для создания равномерной освещенности объектива используют молочное стекло 2 и конденсатор 3. Наводка на резкость осуществляется перемещением тубусной линзы 5. Между мирой и лампой могут быть установлены светофильтр дневного света 7, цветные светофильтры 8 и серые светофильтры 9, 10, 11.

Рисунок 4.3. Схема резольвометра РП-2М: 1 – лампа; 2 – молочное стекло; 3 –конденсор; 4, 5 – обьектив; 6 – мира; 7 – светофильтр дневного света; 8 – диск цветных светофильтров; 9, 10, 11 – диски серых светофильтров; 12 – фотографический материал.

Органы управления прибором находятся в двух каретках – осветителя (левая сторона прибора) и кассеты ( правая сторона).

Каретка осветителя перемещается по рельсу – направляющей, на которой находится лампа 1, заключенная в кожух. За кожухом следует дисковая коробка с четырьмя револьверными дисками. В диске 7 находится светофильтр дневного света, необходимый при испытании материалов, которые при эксплуатации экспонируются от источника дневного света. Диск 9 содержит восемь нейтрально-серых светофильтров. Обозначения 100 (т.е. 100% пропускания, светофильтр отсутствует); 50; 25; 12,5; 6,3; 3,2; 1,6; 0,8; 0,4 указывают значения пропускания светофильтров, выраженное в процентах, перевести сначала в коэффициент пропускания, а затем в оптическую плотность. (Например, 75 % пропускания светофильтра означает, что коэффициент пропускания светофильтра τ = 0,75, а его оптическая плотность D = 0,15).

С помощью затвора, расположенного после дисковой коробки, можно давать автоматические выдержки продолжительностью от 1/250 до 1/15.

Мира заключенная в оправу, помещается в патрубок. Его ставят в прибор, открыв крышку, находящуюся сверху от корпуса.

В данной лабораторной работе используется спилеобразная мира (мира Ащеулова) абсолютного контраста с базой В = 20 мм и объективом ОС – 16. Модуль миры равен 1,1. Число штрихов на миллиметр R (мм^-1) в изображении миры при применении микрообъектива ОС – 16 приведено в таблице 4.1

Таблица 4.1– Число штрихов на миллиметры изображении миры

Номер элемента	Объектив ОС – 16 В = 20 мм	Номер элемента	Объектив ОС – 16 В = 20 мм
1	32	16	135
2	35	17	145
3	38	18	160
4	42	19	180
5	46	20	195
6	52	21	215
7	58	22	240
8	62	23	260
9	68	24	290
10	75	25	315
11	82	26	350
12	90	27	380
13	100	28	420
14	110	29	460
15	120	30	510

Сильно уменьшенное изображение миры экспонирует при помощи резольвометра на фотографический слой. После химико-фотографической обработки полученные резольвограммы рассматривают в микроскопе при 70 – 90-то – кратном увеличении и определяют последнюю группу миры, в которой можно сосчитать число штрихов. Рассматривание ведут от 1-й группы штрихов к 30-й.

Результаты испытания выражают резольвометрической кривой в координатах R = f(- D_свет) или R = f(lgH), где R – разрешаемое число штрихов при данной экспозиции (или D_свет – плотность вводимого серого светофильтра). Наибольшая ордината кривой R = f(- D_свет) или R = f(lgH) выражает разрешающую способность данного фотоматериала.

При выборе режимов экспонирования следует учитывать, что экспозицию, сообщенную через просветы миры абсолютного контраста фотоматериалу, условно можно разделить на две части – полезную, вызывающую почернение за просветами миры, и вредную, возникающую вследствие светорассеяния и действующую за штрихами миры. При общей малой экспозиции вредная ее часть ниже пороговой и не вызывает почернения. Однако в этом случае разрешающая способность также невелика, т. к. при малой полезной экспозиции плотности штрихов малы и слабо различимы. С увеличением экспозиции плотность растет, а с нею возрастает разрешающая способность. Наконец, разрешающая способность достигает максимума. Максимальная разрешающая способность фотографического материала соответствует, как правило, экспозиции, приходящейся приблизительно на среднюю часть прямолинейного участка характеристической кривой (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4. Влияние количества освещения на разрешающую способность:

1– характеристическая кривая; 2 – резольвометрическая кривая

Часто кроме разрешающей способности фотографического материала находят и его резольвометрическую широту L_R. Интервал экспозиции ΔlgH, в пределах которого разрешающая способность составляет 80 % R_max (0.8 R_max), называется резольвометрической широтой (рисунок 4.5).

I_R = lgH₁ – lgH₂ (4.2)

Рисунок 4.5. К определению резольвометрической широты

Чем больше значение L_R , тем в большем интервале экспозиций данный фотоматериал позволяет получать высокое разрешение мелких деталей изображения.

4.3 Методика и порядок выполнения работы

4.3.1. Получить у учебного мастера фотографический материал.

4.3.2. Провести зарядку кассеты резольвометра.

4.3.3. Произвести экспонирование полей резольвограммы; вначале при пустом окне диска, а затем вводя серые светофильтры в порядке уменьшения пропускания.

4.3.4. Проявить полученные резольвограммы.

4.3.5. Определить группу штрихов с наибольшим разрешением каждой из полученных резольвограмм при рассмотрении их в микроскопе.

4.3.6. По таблице 4.1 определить разрешающую способность фотоматериала.

4.3.7. Построить резольвометрическую кривую. Для этого по оси абсцисс отложить оптические плотности вводимых светофильтров в последовательности от D = 0 к D_max, а по оси ординат R – соответствующую вводимым в резольвометр плотностям измеренную разрешающую способность.

4.3.8. Определить резольвометрическую широту.

4.3.9. Сравнить разрешающую способность и резольвометрическую широту нескольких фотографических материалов.

4.4 Оборудование и материалы

4.4.1 Резольвометр РП-2М.

4.4.2 Микроскоп.

4.4.3 Фототехнические пленки различных типов.

4.4.4 Компоненты для составления проявителя и фиксажа.

4.5 Содержания отчета

4.5.1 Название и цель работы.

4.5.2 Упаковочные данные фототехнической пленки.

4.5.3 Краткое содержание работы:

а) последовательность ее выполнения;

б) схема резольвометра;

в) экспериментальные данные и расчеты;

г) резольвометрическая кривая.

4.5.4 Анализ результатов и выводы.

4.6 Вопросы для самопроверки

4.6.1. Что понимают под разрешающей способностью фотографического материала?

4.6.2. Какие факторы влияют на разрешающую способность фотографического материала?

4.6.3. Как искажаются мелкие детали при фотографическом воспроизведении?

4.6.4 Что такое мира? Ее назначение. Характеристики миры.

4.6.5. Схема резольвометра РП-2М. Его назначение.

4.6.6. Каково значение конденсатора в резольвометре?

5.6.7. Что представляет собой резольвометрическая кривая?

4.6.8. Что определяет резольвометрическая широта?

4.6.9. Какому участку характеристической кривой соответствует максимальная разрешающая способность?

Лабораторная работа № 5. Аддитивный синтез света

5.1 Цель работы – получить первоначальное представление об аддитивном синтезе света. Ознакомиться с принципами составления уравнений цвета и цветности.