книги из ГПНТБ / Кучко А.С. Аэрофотография. Основы и метрология

структуры; б) точно подбирать выдержку при аэрофотографирова­ нии, не допуская передержек; в) оптимально проявлять экспониро­ ванную аэрофотопленку, добиваясь лучшей структуры проявленного изображения (см. § 45).

Фотоувеличители, применяемые для увеличения аэроснимков, должны иметь: 1) высококачественную оптику по характеристикам, приближающуюся к безаберрационной; 2) освещенность изображе­ ния на краю поля, не снижающуюся более чем на 60—70% отно­ сительно освещенности в центре; 3) фокусирующие устройства, обеспечивающие точное совмещение построенного оптического изо­ бражения с эмульсионным слоем позитивного фотоматериала; 4) ос­ ветитель фотоувеличителя, приспособленный для получения диф­ фузного и направленного света; 5) специальные приспособления для изменения свойств используемого позитивного материала пу­ тем предварительной засветки в зависимости от характеристик аэронегатива и устройства, обеспечивающие автоматическое диф­ ференцированное регулирование экспозиции в зависимости от опти­ ческой плотности тех или иных участков аэронегатива. При этих условиях можно ожидать получение высококачественного изобра­ жения при увеличениях 10—15х.

§ 50. Пути повышения метрологического качества фотокопий аэронегативов. Печать с выравниванием контрастов по принципу маскирования

В практике аэрофотографии часто у аэронегативов с большим общим контрастом интервал плотностей превышает полезный ин­ тервал экспозиций даже самой мягкой фотобумаги. Появление вы­ сококонтрастных аэронегативов обусловлено объективными причи­ нами, к которым относятся:

1. Большой интервал яркостей некоторых типов ландшафта, на­ пример горного и зимнего (см. табл. 13), когда ожидаемый интер­ вал плотностей аэронегатива при упр= 1,0 может достигать' 2,0 и более; при этом предполагается, что влияние воздушной дымки на контраст незначительно, например при аэрофотографировании

смалых высот полета.

2.Недостаточно полное выравнивание освещенности изображе­ ния в пределах кадра, особенно при использовании широкоуголь­ ных и сверхширокоугольных аэрофотообъективов, что может быть причиной образования центрального пятна. Так, например, за счет шестикратного падения освещенности к краям поля зрения интер­ вал плотностей аэронегатива может возрасти от 0,9 для истинного интервала яркостей объекта до 2,0 [80, с. 93—101]. Интервал осве­ щенности изображения в плоскости прикладной рамки возрастает также при перспективном фотографировании.

3.Необходимость аэрофотографирования в условиях частичной облачности, когда возможно появление на аэронегативах изоб­ ражений теней от облаков и даже самих облаков, а также фотогра­

2 2 0

фирование участков местности при наличии дыма от заводских труб и т. и.

4.Возникновение на аэронегативах изображении бликов, под­ светов и т. п.

5.Одновременная химико-фотографическая обработка всей экс­ понированной аэрофотопленки с изображением различных по конт­ расту объектов, когда отсутствует возможность индивидуального подхода к обработке каждого аэронегатива.

Изготовление позитивных фотокопий высококонтрастных аэро­ негативов имеет свои особенности. При печати на мягком фотома­ териале микроконтраст позитивного изображения уменьшится по сравнению с микроконтрастом негатива (см. рис. 100, квадрант III, кривая 1) и отдельные малоконтрастные детали аэронегатива не воспроизведутся на позитиве.

При печати на контрастном фо­ томатериале микроконтраст позитива увеличивается, одна­ ко на одном фотоотпечатке не­ возможно воспроизвести все де­ тали в светах и тенях (см. рис. 100, квадрант III, кривая 2).

Таким образом, при печати с контрастных аэронегативов возникают два противоречивых требования: для лучшей града­ ции необходимо печатать на контрастном фотоматериале, когда микроконтрасты, несу­

щие основную информацию об объекте, возрастают, однако высокий общий контраст этих аэронегативов исключает возможность такой печати; печать на мягких позитивных материалах способствует уменьшению микроконтрастов позитивов. Поэтому получить хоро­ шую позитивную копию с контрастного и сверхконтрастного аэро­ негатива только за счет подбора фотоматериала по контрастности весьма затруднительно, а иногда невозможно. Возникает задача уменьшения общего контраста аэронегатива, чтобы использовать при печати контрастный позитивный фотоматериал.

Целесообразность снижения общего контраста аэронегатива обусловливается не только требованием воспроизведения градации и малоконтрастных деталей негатива, но и задачей получения луч­ шей структуры позитивного изображения, что особенно ощутимо при печати на фотобумагах, резольвометрическая широта которых мала.

На рис. 102 показана связь между интервалом плотностей аэро­ негатива ADH, коэффициентом контрастности позитивного мате­ риала уп (кривые 1 и 2), интервалом плотностей позитива AD„, [{, соответствующим допустимому снижению разрешающей способно­ сти позитива /?ц>опт=0,8/?п, max (кривая 3 — резольвометрическая

221

кривая позитивного материала). При печати с аэронегатива, ин­ тервал плотностей которого ADH, на фотоматериал с коэффициен­ том контрастности Yu (кривая 1) будет происходить значительное снижение разрешающей способности Rn. Для обеспечения R0пт не­ обходимо уменьшить интервал плотностей исходного аэронегатива

вала оптических плотностей аэронегатива при печати. Количественно степень уменьшения общего контраста негатива

при печати чаще всего оценивается коэффициентом Кв выравнива­

тива; иногда в качестве величины АДН берут интервал оптических плотностей фотокопии, полученной без маскирования; AD„, м — ин­ тервал оптических плотностей негатива после маскирования (эффективный интервал плотностей, определяющий интервал экс­ позиций); иногда в качестве величины ADH, м берут интервал опти­ ческих плотностей на фотокопии, полученной фотопечатью с маски­ рованием.

В настоящее время разработаны и применяются различные спо­ собы маскирования, обеспечивающие уменьшение интервала эф­ фективных экспозиций, сообщаемых эмульсионному слою позитив­ ного материала при печати. Эти способы называются также с п о ­ с о б а м и в ы р а в н и в а н и я к о н т р а с т о в п р и п е ч а т и . Способы маскирования, или выравнивания контрастов при печати, можно разделить на способы нерезкой маски, электронные способы маскирования и фотохимические.

1.Способы нерезкой маски

Кспособам выравнивания контрастов при печати с использова­ нием нерезкой маски относятся собственно способ нерезкой маски

ифосфоресцентное или флуоресцентное маскирование.

Сущность первого способа (рис. 103) [54], который может быть назван способом нерезкой маски с механической реализацией, со­ стоит в том, что с аэронегатива 1, имеющего общий контраст AD„ и микроконтраст бDH, изготовляется на прозрачной основе нерез­ кий позитив — нерезкая позитивная маска 2 с контрастом ADM. Для изготовления нерезкой позитивной маски при печати между не­ гативом и позитивным материалом, на котором получают маску, помещают стекло, толщину которого подбирают в зависимости от желаемой степени нерезкости. Печать аэроснимка или диапозитива

222

производится через негатив и маску, совмещенные по контурам,

жает общий интервал экспозиций, сообщаемых позитивному мате­ риалу. Снижение общего контраста дает возможность выполнить печать на более контрастном позитивном материале и повысить микроконтраст бDn позитива 4.

Основной характеристикой нерезкой маски является ADM— ин­ тервал плотностей маски. Если AZ)H— исходный интервал плотно­ стей аэронегатива, Z-6 — полезный интервал экспозиций, фотобу­ маги, выбранной для печати, то в соответствии с формулой (262) имеем

ADM=A D H- Z 6 + (0,1 -0 ,3 ). (268)

Другой характеристикой маски, оцениваемой субъектив­ но, является степень нерезкости и детализируемости изо­ бражения. Если маска не слиш­ ком детализирована, то при ее помощи в основном компенси­ руется падение освещенности от центра поля зрения к краям; при более мягкой маске умень­ шается контраст деталей; при достаточно контрастной и рез­ кой маске можно полностью «погасить» изображение.

Рассмотренный способ нерезкой маски практического значения не имеет в виду неэкономичности и большой трудоемкости: способ состоит из «ручных» операций, требует дополнительных затрат труда, времени и материалов на изготовление масок. Несколько большими возможностями обладает способ фосфоресцентного или флуоресцентного маскирования.

В основе способа флуоресцентного маскирования лежит исполь­ зование известного эффекта Гершеля, когда ультрафиолетовое из­ лучение ослабляется инфракрасным излучением. Поэтому, если на ультрафиолетовое излучение, проходящее через негатив, воздейст­ вовать инфракрасным светом, то интервал эффективных экспозиций, сообщаемых фотобумаге, будет уменьшен, т. е. произойдет вырав­ нивание контрастов. Нерезкое позитивное изображение — маску мо­ жно наблюдать на экране люминофора с достаточно длительным послесвечением. Недостаток приборов такого типа — невысокий ко­ эффициент выравнивания контрастов, значительные выдержки при печати и недостаточная производительность, а также большая по­ требляемая мощность.

\

223

2. Электронные способы маскирования

Электронный способ маскирования осуществлен в электронных копировальных приборах (ЭКП) для контактной и проекционной печати.

В настоящее время разработаны и применяются два типа ЭКП для контактной печати: для печати с кадра на кадр и для непре­ рывной печати с фильма на рулон фотобумаги. К приборам пер­ вого типа относится отечественный электронный копировальный прибор КЭП-1.

В ЭКП автоматически регулируемым источником света является электроннолучевая трубка / (рис. 104) с генераторами строчной и кадровой разверток. На экране трубки образуется перемещающееся

ный световому потоку. Сигнал ФЭУ, усиленный в блоке обратной связи 4 до величины, достаточной для управления потоком луча трубки, поступает в цепь трубки и регулирует яркость экспонирую­ щего пятна трубки. При этом полярность устанавливается таким об­ разом, что осуществляется обратная связь: там, где световая энергия проходит через плотный участок негатива, яркость светового пятна увеличивается и наоборот. Таким образом, в данной схеме модуля­ ция экспозиции элементарных участков позитивного фотоматери­ ала осуществляется в результате изменения яркости светового пятна. Как следствие уменьшения яркости светового пятна на уча­ стках малой плотности и увеличения яркости пятна на участках большой плотности происходит снижение интервала экспозиций, сообщаемых позитивному материалу, т. е. уменьшается («вырав­ нивается») общий контраст маскированного изображения. Каж­ дому элементарному участку негатива соответствует свой уровень яркости пятна электроннолучевой трубки. Путем регулирования усиления системы можно изменять коэффициент обратной связи, а следовательно, коэффициент маскирования или выравнивания и управлять тем самым контрастом.

Регулирование экспозиции осуществляется автоматически через канал интегрирующего устройства 3, соединенного с блоком управ­

224

ления 2. Интегрирующее устройство суммирует количество све­ товой энергии, попавшей на ФЭУ, и сравнивает его с заданной экспозицией; при равенстве сравниваемых экспозиций свечение трубки прекращается.

Схемы устройства ряда электронных копировальных приборов:

проектирует на фотобумагу 1 элементарные участки негативного изображения 4, последовательно освещаемые перемещающимся световым пятном электроннолучевой трубки 5. Светоделительная пластина не только пропускает свет к позитивному материалу, но и отражает его на фотокатод 8 ФЭУ, обеспечивающий, как и в дру­ гих ЭКП, работу блока обратной связи 7 с усилителем 6.

Эффективность печати на электронных копировальных приборах в сильной степени зависит от правильного выбора режима копиро­ вания, означающего использование оптимальных условий, опреде­ ляющих:

а) величину коэффициента выравнивания контрастов (коэффи­ циента маскирования), характеристику используемого позитивного материала и полезный интервал экспозиций фотобумаги;

б) форму и размер экспонирующего светового пятна, сканирую­ щего негативное изображение.

Оптимальные соотношения между полезным интервалом экспо-

зиций фотобумаги Ьь = АРВ диаметром da сканирующего пятна и

Кв ’

числом п% воспроизводимых градаций негатива на позитиве иллю­ стрируются рис. 106, на котором показано функциональное прост­

гатива возрастает с уменьшением диаметра сканирующего пятна,

размера сканирующего светового пятна dn решается на основании заданного числа пропечатывае­ мых деталей негатива на позитив п% и величины L& фотобумаги, выбранной с учетом интервала плотностей негатива и коэффици­ ента выравнивания. Так, напри­ мер, 97% градаций негатива бу­ дет воспроизведено на фотобума­ ге № 6 (Тб = 0,6) пятном с диа­ метром dn= 2 мм.

Кроме рассмотренных условий правильного копирования, общих для всех электронных копиро­ вальных приборов, при выборе

режима печати определяют оптимальные значения скорости скани­ рования аэронегатива, выдержки или экспозиции, диафрагмы объ­ ектива и т. д.; методика выбора этих параметров дается в техни­ ческих описаниях приборов.

Тактико-технические возможности современных электронных ко­ пировальных приборов характеризуются следующими обобщенными данными:

1. Копирование возможно с аэронегативов, у которых Dmах ^

2.Коэффициент выравнивания Кв = 2,0—2,5.

3.Диаметр сканирующего пятна в плоскости негатива колеб­ лется от 2 до 8 мм или от 1 до 15 мм.

лучшая разрешающая способность копий, полученных на ЭКП по сравнению с другими копировальными приборами, обусловлена меньшей величиной оптической плотности получаемой копии, ис­ пользованием прямолинейного участка характеристической кривой позитивного материала и применением направленного освещения; на отпечатке, полученном при помощи ЭКП, можно различить в 2— 3 раза больше подробностей, чем на обычном снимке.

226

6.Точность стереоскопического наведения измерительной марки на различные точки стереомодели, построенной по диапозитивам, полученным на ЭКП, в полтора-два раза выше, чем при исполь­ зовании диапозитивов, полученных на обычных копировальных при­ борах.

7.Максимальный размер печатного кадра — 50X50 см (КЭП-1); 30x30 см (Элкоп) и т. д.

8.Продолжительность экспонирования одного кадра зависит от плотности негатива, скорости сканирования, диаметра сканирую­

щего пятна и его яркости, чувствительности позитивного материала и составляет 1—60 с.

Необходимость автоматизации процессов обработки аэрофото­ материалов и большая эффективность печати на рулонные фотома­ териалы обусловливают сокращение ассортимента используемых фотобумаг. Требование получать отпечатки высокого качества с аэронегативов, сильно отличающихся по контрасту, может быть выполнено, если коэффициент выравнивания будет увеличен до 5 [66]. Для удовлетворения этого требования ведутся исследования по использованию в ЭКП в качестве источника освещения оптиче­ ского квантового генератора как более контрастного источника света, чем электроннолучевая трубка. В некоторых последних моде­ лях ЭКП, выпускаемых за рубежом, модуляция экспозиции осу­ ществляется путем изменения скорости движения светового пятна по экрану электроннолучевой трубки при неизменной яркости, что приводит к увеличению коэффициента выравнивания и сокращению времени экспонирования кадра.3

3. Ф о то х и м и ч еск и е сп о со б ы м ас к и р о в а н и я

Хороший эффект выравнивания плотностей (эффект маскирова­ ния) при печати с аэронегативов может быть получен при помощи разработанных в ГДР способов сине-желтого окрашивания, де­ тальной фильтрации и др. [116].

Сущность способа с и н е - ж е л т о г о окрашивания состоит в том, что негатив преобразуется в разноцветный оригинал: области боль­ ших оптических плотностей окрашиваются в голубой цвет, а уча­ стки малых оптических плотностей — в желтый цвет. Если такой «желто-голубой» негатив копировать на несенсибилизированный по­ зитивный фотоматериал, то оба красителя будут «работать» как противоположные фильтры, т. е. области с большой плотностью (голубой цвет) станут более прозрачными для копирующего света, а участки с малой плотностью (желтый цвет) будут задерживать свет в большей степени; этим обеспечивается уменьшение интер­ вала освещенностей экспонирующего света и выравнивание общего контраста. Практически это осуществляется следующим образом.

Сначала при помощи специального раствора негатив равномерно окрашивается в голубой цвет. Особенность этой стадии процесса заключается в том, что одновременно с окрашиванием происходит

дубление желатины; степень дубления пропорциональна плотности почернения. После этого негатив обрабатывают в растворе с жел­ тым красителем. Интенсивность окрашивания негатива в желтый цвет находится в прямой зависимости от степени задубленности желатины эмульсии. Так как при синем окрашивании в меньшей степени задублены участки желатины с меньшей плотностью, то они получают более интенсивную желтую окраску.

Для получения раствора, окрашивающего негатив в синий цвет, составляют запасные растворы, которые сохраняются длительное

пасной раствор III (вода — 1 л, железоаммониевые квасцы — 40г). Рабочий раствор составляют смешиванием равных объемов запас­ ных растворов и разбавлением полученной смеси водой в соотно­ шении 1 :2 (одна часть раствора, две части воды). Желтый окраши­ вающий раствор состоит из тиосульфата натрия — 25 г, желтого красителя (тартрацин) — 1 г и воды— 1 л. Обработка негатива по способу сине-желтого окрашивания включает: размачивание нега­ тива в воде, обработка в «синем» растворе (3-нб мин), ополаскива­ ние (1 мин), обработка в «желтом» растворе (2-г-4 мин), ополас­ кивание (1 мин), сушка.

Способ сине-желтого окрашивания дает возможность увеличить полезный интервал экспозиций фотобумаги. Положительная осо­ бенность способа сине-желтого окрашивания состоит в том, что повышается пограничный контраст, обусловленный увеличением градиента характеристической кривой, особенно в области недодер­ жек. Условие для применения способа сине-желтого окрашива­ ния— незадубленность желатины фотографической эмульсии, ис­ пользованной для получения негатива.

При оценке эффективности способа сине-желтого окрашивания необходимо иметь в виду увеличение деформаций негатива, вели­ чина которых зависит от оптической плотности. Возрастание дефор­ маций аэронегатива в этом способе обработки обусловлено про­ цессом дубления желатины в зависимости от плотности изобра­ жения.

Установлено, что при обработке аэронегативов по способу сине­ желтого окрашивания местные необратимые деформации в области больших плотностей (D„~2,0) возрастают примерно в 5 раз; если, например, при нормальном проявлении местные деформации аэро­ негатива 4 мкм, то после сине-желтого окрашивания исходная величина деформаций практически остается на прежнем уровне для плотности Dn = 0,5—0,8, а при плотности D„~2,0 деформации достигают 20 мкм. Поэтому способ сине-желтого окрашивания не может быть применен для изготовления копий, к ортоскопии кото­ рых предъявляются высокие требования.

В способе д е т а л ь н о й ф и л ь т р а ц и и эффект выравнивания контрастов достигается следующим образом.

228

Фототехническая несенсибилизированная пленка приводится

вконтакт с негативом, экспонируется со значительной передержкой

ипроявляется в медленно работающем проявителе до тех пор, пока не появятся первые следы изображения. После этого фотопленку кладут на ровную поверхность, прикатывают валиком, убирают излишки раствора и тем самым обеспечивают «голодное проявле­ ние»; продолжительность процесса контролируется визуально; за­ тем следуют фиксирование и окончательная промывка. С получен­ ного диапозитива, который имеет малый общий контраст, обычным путем изготовляют негатив, с которого печатают позитив требуе­

мого контраста. В способе детальной фильтрации положительную роль играют пограничные эффекты проявления, создающие так на­ зываемый «контурный эффект».

§ 51. Особенности химико-фотографической обработки фотобумаг

Для проявления фотобумаг применяют обычно модификацию проявителя № 1 (см. табл. 21), уменьшив количество метола с 5 до 3 г/л. Широко применяется проявитель УП-2, разбавленный вдвое.

Мелкозернистые проявители не применяются, так как они растворяюще действуют на галогениды серебра. Если фотобумага склонна к вуалированию, то в проявитель добавляют бензотриазол в количестве 0,1 г/л.

Проявление фотобумаги производится при ярком оранжевом или зеленом свете, чтобы свободно наблюдать за изменением плот­ ности. Обычно после начала проявления становится заметным, ка­ кие участки прорабатываются быстрее, какие задерживаются. В этом случае отпечаток вынимают из кюветы и кладут на стекло, смывают проявитель, затем ваткой наносят проявитель на медленно

а потом фиксировать в кислом фиксаже; концентрация тиосульфата не должна превышать 25%. Промывка отпечатков в проточной воде должна быть тщательной и продолжаться не менее 30—40 мин. Для предупреждения пузырения фотобумаги рекомендуется после фиксирования применять промежуточную ванну из 10%-ного рас­ твора сернокислого натрия. При высокой температуре окружаю­ щего воздуха отпечатки после фиксирования дубятся в 5%-ном рас­ творе алюмокалиевых квасцов.

Сушка отпечатков производится обычно на приборах ускоренной сушки АПСО-5м, основной частью которого является вращающийся большой барабан с глянцевой поверхностью. Барабан нагревается до заданной температуры, отпечатки кладут на полотно, которое движется вокруг барабана. Производительность такого прибора —• 350—500 отпечатков в час.

229