РЕДЬКО АНАТОЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ - ЗАСЛУЖЕННЫЙ ДЕЯТЕЛЬ НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОР, ИЗОБРЕТАТЕЛЬ СССР, АКАДЕМИК МЕЖДУНАРОДНОЙ АКАДЕМИИ НАУК ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ (МАН ВШ), ЧЛЕН СОЮЗА КИНЕМАТОГРАФИСТОВ РОССИИ, АКАДЕМИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ КИНЕМАТОГРАФИЧЕСКИХ ИСКУССТВ “НИКА”, ЧЛЕН СОЮЗА ФОТОГРАФОВ СИБИРИ, ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ НАУЧНОЙ И ПРИКЛАДНОЙ ФОТОГРАФИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ.  RED'KO ANATOLY VLADIMIROVITCH - HONOURED SCIENTIST OF THE RUSSIAN FEDERATION, DOCTOR OF ENGINEERING,ACADEMICIAN OF THE INTERNATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF EDUCATION INSTITUTIONS,THE MEMBER OF CINEMATOGRAPHIC UNION OF RUSSIA, ACADEMICIAN OF NIKA ACADEMY OF CINEMA ARTS OF RUSSIA, THE MEMBER OF THE UNION OF PHOTOGRAPHERS OF SIBERIA, PROFESSOR IS A WELL-KNOWN SCIENTIST AND TEACHER, BRIGHT REPRESENTATIVE OF ST.-PETERSBURG SCHOOL OF PHOTOGRAPHY SCIENCE, LEADING EXPERT IN THE FIELD OF PHOTOGRAPHY SCIENCE AND APPLIED PHOTOGRAPHY
Навигация

 

 

 

УЧЕБНИКИ

 

Редько А.В.

 

 

 

 

 

 


 

 


Счётчик


 
Творческая биография arrow Научные статьи

НАУЧНЫЕ СТАТЬИ

 

 

 

 

 

 Image

Image 

А.В.Редько

 

 

Галогенсеребряная и цифровая фотография: современное состояние, тенденции, перспективы развития и применения

 

1. Галогенсеребряная фотография: настоящее и обозримое будущее

 

 В настоящее время фотографические материалы на галогенидах серебра находят самое широкое распространение во многих областях науки и техники, а фотографический метод является самым совершенным техническим методом исследований.

 Сравнивая светочувствительный материал на галогенидах серебра с другими носителями фотографической информации, можно убедиться в существенных преимуществах, выгодно отличающих фотоматериал от этих носителей. К отличительным особенностям, которые характеризуют галогенсеребряный фотоматериал и фотографический метод, следует отнести: аккумулирующую способность, спектральную универсальность, обеспечивающую широкий диапазон спектральной чувствительности от 0.1 A (ангстрем) до 1200 нм, высокую информационную емкость ( ~109бит/см2) и достоверность, геометрическую точность и документальность фотографического снимка, возможность быстрого, безграничного размножения изображений и простое аппаратурное оформление.

 Эти удивительные достоинства галогенсеребряных фотоматериалов способствовали не только ряду выдающихся открытий в физике, биологии и медицине, химии, но и оказали существенное влияние на бурное развитие таких областей науки и техники, как астрономия, кинематография, полиграфия, телевидение, микроэлектроника, голография, картография, космическая индикация поверхности Земли и др. По мнению ведущих специалистов, особенности фотографического метода будут обусловливать и в обозримом будущем широкое его применение.

 Сегодня галогенсеребряные фотографические материалы по сравнению с другими носителями информации обладают самой высокой светочувствительностью (цветные негативные и обращаемые фотоматериалы 3200 ISO, а черно-белые при форсированной химико-фотографической обработке 12500-50000 ISO).

 В настоящее время можно констатировать, что современная галогенсеребряная фотография представляет хорошо отработанный технический метод благодаря своему неисчерпаемому многообразию и высокому качеству изображения. На ближайшие годы у фотографии на галогенидах серебра нет потенциальных конкурентов, и, естественно, она имеет свое будущее как научно-техническое, так и экономическое. Однако ей предстоит принять вызов со стороны цифровой фотографии, тем более что в настоящее время все отчетливее наблюдается тенденция соединить передовую фотографическую технологию на галогенидах серебра с электроникой и оптоэлектроникой. Рассмотрим кратко возможности обеих технологий -галогенсеребряной и цифровой фотографии и сравним их технические аспекты.

 За более чем 160-летнюю историю своего существования и развития галогенсеребряная фотография достигла поразительного совершенства, особенно за последние десятилетия. Она не исчерпала еще своих удивительных возможностей, хотя некоторые эксперты необоснованно спешат заявить, что традиционная галогенсеребряная фотография уходит в прошлое и у нее нет будущего, а будущее принадлежит цифровым устройствам, которые сегодня выпускаются практически всеми крупными изготовителями фототехники. К таким прогнозам, как считает крупный специалист в области фотографической технологии проф. Б.И.Шапиро, следует относиться со значительным скептицизмом.

 Последние десятилетия ведущие фотографические фирмы вкладывают огромные средства в развитие галогенсеребряной (особенно цветной) фотографии, что и привело в конечном счете к поразительным достижениям в данной области. Существенно расширились и углубились теоретические представления о процессах, происходящих при формировании твердой фазы эмульсии, и об образовании скрытого фотографического изображения при экспонировании. Все это обеспечило возможность управления процессом производства эмульсии и технологией изготовления цветных фотоматериалов нового поколения (многослойный полив с большими скоростями, новые классы цветообразующих компонент, эффективные методы дубления и сушки эмульсионных слоев и т.д.).

 Эмульсионные слои современных цветных негативных фотоматериалов, обладающих высокой светочувствительностью, содержат особый вид микрокристаллов галогенида серебра, так называемые плоские таблитчатые микрокристаллы - Т-кристаллы. Отличительная особенность ультраплоских Т-кристаллов состоит в том, что благодаря особому строению они рассеивают свет гораздо меньше, чем объемные кристаллы галогенида серебра. Толщина Т-кристаллов составляет 0,01 - 0,03 мкм, а отношение диаметра микрокристалла к его толщине может находиться в пределах 30:1 до 500:1. Светочувствительность Т-кристаллов не больше, чем у объемных кубических или других объемных микрокристаллов галогенида серебра, но довольно большая площадь поверхности делает их более эффективными при спектральной сенсибилизации, и при одинаковой концентрации галогенида серебра они поглощают больше фотонов. Необходимо заметить, что увеличение светочувствительности фотоматериала в случае Т-кристаллов не сопровождается ухудшением его структурно-резкостных свойств, как это имело место при использовании обычных эмульсионных фотослоев.

 Не так давно в целях дальнейшего повышения светочувствительности цветных негативных фотоматериалов было предложено эпитаксиальное осаждение хлорида серебра на углах или вдоль ребер основных граней бромсеребряных Т-кристаллов. Фотоэлектроны, образующиеся при поглощении квантов света внутри большого по размеру Т-кристалла из AgBr или AgBr/AgI, эффективно захватываются на границе с эпитаксиальным островком из AgCl, где имеется центр светочувствительности [Ag]n. Скрытое изображение в случае эпитаксиальных микрокристаллов будет формироваться за счет фотоэлектронов, поставляемых Т-кристаллом, и межузельных ионов серебра, поставляемых из эпитаксов AgCl.

 При изготовлении цветных негативных фотоматериалов применяют также и структурированные кристаллы-близнецы, у которых химическая структура меняется от центра к поверхности микрокристалла галогенида серебра. Также микрокристаллы галогенида серебра, кроме достоинств, присущих Т-кристаллам, обладают повышенной реакционной способностью к DIR-веществам, отщепляющим ингибиторы в ходе реакции цветного проявления, что приводит к усилению краевых микроэффектов проявления и улучшению резкости цветного изображения.

 Ряд фирм, совершенствуя свои цветные негативные фотоматериалы, применяют микрокристаллы галогенида серебра типа ядро-оболочка с двойниковой структурой. Ядро этих микрокристаллов содержит большое количество йодистого серебра, а оболочка изготавливается из другого галогенида серебра, чаще всего из бромистого серебра с низким содержанием йодида. Подобная структура микрокристалла галогенида серебра способствует лучшему поглощению света и эффективному формированию скрытого фотографического изображения, что приводит к увеличению светочувствительности. В таком микрокристалле галогенида серебра ядро поглощает больше света и снабжает оболочку кристалла электронами, в результате чего образуется ограниченное количество больших частиц металлического серебра - потенциальных центров проявления. На определенных стадиях цветного проявления ион йода, выделяющийся из ядра микрокристалла, действует как ингибитор процесса цветного проявления, замедляя распространение облака красителя в сторону и предотвращая образование избыточной гранулярности изображения.

 В 80-е годы ведущие фотографические фирмы начали производство цветных негативных фотопленок четвертого поколения с очень высокой светочувствительностью и улучшенным качеством изображения в результате применения не только новых типов эмульсий, содержащих ультраплоские Т-кристаллы, но и новых цветообразующих компонент. При этом были реализованы принципиально новые технологии, обеспечивающие высокую скорость образования красителя за счет применения двухэквивалентных цветных компонент (пурпурной) и двух или трехслойной структуры зональных эмульсионных слоев. Умело сочетая эти новые достижения, фирмам удалось существенно повысить фотографическую светочувствительность цветных негативных фотопленок при сохранении чрезвычайно низкой гранулярности и хорошей резкости.

 Эмульсии, применяемые для изготовления современных цветных негативных фотоматериалов, более однородны по размеру микрокристаллов галогенида серебра и не являются как раньше смесью крупных и очень мелких кристаллов. Кроме того, почти все зональные эмульсионные слои негативных кинофотоматериалов изготовлены, как правило, из двух-трех полуслоев эмульсии с высокой, средней, низкой светочувствительностью. С целью существенного уменьшения гранулярности предпочтение отдается трехслойной структуре зональных эмульсионных слоев, чувствительных к зеленому и красному свету.

 При двухслойной структуре зонального эмульсионного слоя продукты окисления проявляющего вещества, которые образуются в верхнем высокочувствительном полуслое, могут диффундировать в малочувствительный полуслой, богатый цветообразующими компонентами, что в конечном счете может привести к ухудшению гранулярности. При трехслойной структуре полуслой, обладающий средней светочувствительностью, расположен между высоко- и низкочувствительными полуслоями. Продукты окисления из высокочувствительного полуслоя диффундируют в полуслой средней светочувствительности и из-за сравнительно меньшей концентрации цветообразующей компоненты ухудшения гранулярности не происходит.

 Поэтому во всех высокочувствительных негативных цветных материалах ведущих фотографических фирм применена трехслойная структура зональных эмульсионных слоев.

 Согласно представлениям, которыми долгое время руководствовались специалисты в области фотографической эмульсионной технологии, высокие значения фотографической светочувствительности кинофотопленок могли быть достигнуты за счет эмульсий с более крупными микрокристаллами галогенида серебра, то есть большей зернистости. Любое увеличение светочувствительности фотоматериала в этом случае должно было бы обязательно сопровождаться ухудшением резкости и гранулярности изображения. Значительные успехи фирмы "Кодак" не только в области эмульсионной технологии, но и в других областях дали возможность преодолеть эти препятствия и реализовать на практике взаимоисключающие и несовместимые между собой тенденции.

 Общая светочувствительность зонального эмульсионного слоя, составленного из двух полуслоев, примерно в два раза больше, а гранулярность на 25% меньше по сравнению с однослойным. В верхнем полу слое зонального эмульсионного слоя оптическая плотность не превышает величины 0,60. При суммарной плотности зонального слоя, равной -1,0 и соответствующей сюжетно важным элементам изображения, цветная компонента в верхнемполуслое почти полностью будет израсходована и зональный слой практически не имеет зернистой структуры. Детали изображения в интервале указанной плотности (D=l,0) формируются, главным образом, в нижнем эмульсионном полуслое, в то время, как светочувствительность определяется верхним полу слоем. Суммарный фотографический слой, полученный наложением двух полуслоев, дает большую фотографическую широту, меньшую гранулярность, чем у фотоматериала, зональный эмульсионный слой которого нанесен при смешении эмульсий двух полу слоев.

 Уменьшение оптической плотности верхнего эмульсионного полуслоя достигается понижением мольной концентрации цветной компоненты, при этом реакционная способность цветной компоненты в верхнем полуслое должна быть в 2 - 20 раз выше, чем в нижнем полу слое. Что касается соотношения мольных концентраций цветной компоненты и галогенида серебра, то для цветной обращаемой фотопленки в верхнем высокочувствительном полуслое оно должно быть больше в 1,5-6 раз, чем в низкочувствительном полуслое, а соотношение светочувствительности верхнего и нижнего полуслоев должно быть около 4,5. Для цветной негативной фотопленки, наоборот, в нижнем полуслое соотношение концентраций компонента/серебро должно быть выше, чем в высокочувствительном полу слое. Если в высокочувствительном эмульсионном полуслое мало цветной компоненты, то Ox-форма проявляющего вещества в значительных количествах диффундирует в нижний полуслой, где образуются цветные пятна, повторяющие грубодисперсную структуру верхнего полуслоя. Этого можно избежать, если число эмульсионных полуслоев довести до трех, при этом в три раза увеличивается светочувствительность, а суммарная гранулярность будет на уровне мелкозернистого нижнего полуслоя.

 Учитывая то обстоятельство, что оптические плотности нескольких совмещенных цветных полей складываются, можно ожидать, что дисперсии флуктуации плотности фотослоя также суммируются. Однако на практике для изображения, образованного глобулами красителя, дисперсии плотностей нескольких совмещенных слоев отличается от суммы дисперсий этих слоев (они меньше). Из этого следует, что одним из эффективных приемов снижения гранулярности цветных негативных фотопленок, как было уже отмечено, является нанесение зональных эмульсионных слоев двумя-тремя полуслоями.

 В последние годы при совершенствовании современных цветных негативных маскированных фотоматериалов широкое применение получили так называемые DIR-компоненты (Development Inhibitor Releasing), отщепляющие при сочетании с хинондиимином ингибитор проявления. Применение DIR-компонент стало одним из ключевых технических средств при совершенствовании цветных негативных кинофотоматериалов за последние два десятилетия. Скорость диффузии в фотослое ингибитора проявления существенно зависит от строения его молекулы и природы заместителей. Так, фенилмеркаптотетразол, обладающий малой подвижностью, диффундирует из экспонированных участков внутри зонального эмульсионного слоя в сторону и замедляет процесс проявления вблизи экспонированного участка фотослоя, вызывает внутрислойный эффект (Intra layer), что обусловливает понижение величины оптической плотности и образование каймы (эффект Эбергарда). Это обстоятельство приводит к увеличению микроконтраста, улучшению разрешающей способности и резкости края изображения. Кроме того, фенилмеркаптотетразол способствует и уменьшению зернистости цветного изображения в результате частичного изменения структуры микрокристалла галогенида серебра: фенилмеркаптотетразол образует с ним соединения, которые восстанавливаются труднее, чем бромистое серебро. Это обстоятельство приводит к неполному восстановлению крупных микрокристаллов галогенида серебра, уменьшению диаметра зерен металлического серебра, что и обусловливает уменьшение размера цветного облака - глобулы красителя, образующегося вокруг серебряных зерен.

 В том случае, когда при проявлении DIR-компонента отщепляет более подвижный, чем фенилмеркаптотетразол, ингибитор проявления, например бензотриазол, который способен диффундировать на большое расстояние в смежные зональные эмульсионные слои, такой вид цветообразующей компоненты называется Super DIR-компонента. Возникающий при этом межслойный эффект (Inter Image Effect) близок к цветоделительному маскированию и приводит к компенсации вредного поглощения пурпурного и голубого субтрактивных красителей в синей части спектра, что и способствует в дальнейшем улучшению цветопередачи.

 Отличительной особенностью современных цветообразующих компонент является повышенная устойчивость к выцветанию образующихся при цветном проявлении субтрактивных красителей. Так, у фотоматериалов фирмы "Фудзи" сохраняемость цветного изображения определяется желтым красителем, а не голубым, как у большинства негативных фотоматериалов, причем устойчивость к выцветанию голубого красителя равна примерно ста годам.

 С целью увеличения светочувствительности цветных негативных фотоматериалов и уменьшения гранулярности цветного изображения фирма "Фудзи" предложила новый класс цветообразующих компонент, так называемых FR-компонент (Fog Releasing), т.е. отщепляющих вуаленты. В процессе проявления экспонированных микрокристаллов галогенида серебра высвобождаются FR-вещества (например формилгидразин), которые способствуют восстановлению соседних с проявляемыми кристаллами недостаточно экспонированных кристаллов за счет образования на них центров вуали. Эффект вуалирования наблюдается в основном в участках фотослоя, получивших низкие уровни экспозиций. Зернистость цветного изображения при этом не возрастает, так как повышение оптической плотности происходит за счет увеличения числа восстановленных микрокристаллов галогенида серебра в фотослое. FR-компоненту вводят как в соседние зональные эмульсионные, так и промежуточные желатиновые слои. К недостаткам такого вида компонент необходимо отнести неизбирательность вуалирования микрокристаллов галогенида серебра FR-соединениями, отщепляющимися в процессе проявления.

 В последнее время для более существенного повышения светочувствительности негативных фотоматериалов и уменьшения зернистости фотографического изображения ряд фирм применяет так называемые DAR-компоненты (Development Accelerator Releasing) - отщепляющие при образовании красителя ускорители проявления. В присутствии DAR-компоненты довольно высокая светочувствительность до 1600 ISO достигается за счет того, что в ходе реакции цветного проявления отщепляются соединения, например, анионы тиоцианата, которые подрастворяют микрокристаллы галогенида серебра, получившие экспозицию на уровне "пороговой", что и способствует использованию не только поверхностных, но и глубинных центров скрытого изображения.

 При изготовлении цветных негативных пленок для значительного уменьшения рассеяния света в процессе экспонирования эмульсионного слоя сегодня применяют совершенно новый тип цветообразующих компонент, так называемых L-компонеит (латексных компонент), являющихся синтетическим полимером, который содержит хромофорные группы. Применение латексной компоненты, объем которой уменьшен наполовину в результате связывания ее молекулы с полимерной цепочкой, позволяет уменьшить толщину эмульсионных слоев негативных фотопленок на 10-20%, а также улучшить структурно-резкостные свойства цветного изображения за счет уменьшения рассеяния света в слое и более компактной формы красителя, образующегося в процессе цветного проявления.

 Дальнейшее совершенствование технологии изготовления L-компонент привело к созданию так называемой Super L-компоненты, которая включает новую частицу, обеспечивающую более высокую эффективность преобразования красителя, повышает уровень использования восстановленного серебра, способствуя существенному уменьшению толщины эмульсионного слоя цветных фотопленок и получению более высокой резкости.

 Хорошая цветопередача и высокая насыщенность цвета в широком интервале экспозиций у современных цветных негативных фотопленок обеспечиваются точно выверенным балансом нескольких технологических приемов: применение маскирующих компонент, UDIR-компонент (Universal Developer Inhibitor Release) и DIAR-компонент (Development Inhibitor Anchimeric Releasing) с согласованием эффекта DIR во времени. DIAR-компонента аналогична DIR-компоненте, за исключением того, что первая содержит "химический выключатель" ингибирующего действия. Это обстоятельство позволяет образовавшемуся ингибитору проявления продиффундировать из зонального слоя довольно далеко, прежде чем он начнет тормозить восстановление экспонированного галогенида серебра, а следовательно, и образование красителя. В случае DIAR-компоненты при проявлении полностью экспонированной цветной фотопленки ингибиторы, образовавшиеся в сине- и зеленочувствительном слоях, диффундируют в глубину и тормозят проявление красночувствительного слоя; в свою очередь, ингибитор из красночувствительного слоя диффундирует в два других зональных эмульсионных слоя и тормозит их проявление. В случае же когда экспонирован один из зональных эмульсионных слоев, например, зеленочувствительный, ингибитор проявления образуется только в одном слое, в то время, как в сине- и красночувствительных слоях ингибиторы отсутствуют, что приводит к восстановлению большого количества серебра в зеленочувствительном слое и, естественно, к повышению цветового контраста (насыщенности). В технологии производства кинофотопленок все шире применяют цветообразующие компоненты, выделяющие ингибитор проявления, который гидролизуется в проявляющем растворе и затем теряет свое ингибирующее свойство.

 Совсем недавно японские ученые установили, что хинондиимин, образующийся в процессе реакции цветного проявления, может окислять центры скрытого изображения на экспонированных микрокристаллах галогенида серебра и, расходуясь, в дальнейшем не принимает участия в образовании красителя в зональном слое. Учитывая данное обстоятельство, фирма "Фудзи" при создании нового комплекта цветных негативных пленок применила новые цветообразующие компоненты - Image Amplifier Release Coupler (компонента, выделяющая соединения, усиливающие изображение).

 В процессе цветного проявления эти компоненты выделяют вещества, защищающие от разрушения (окисления) центры скрытого изображения, обеспечивая тем самым восстановление экспонированных микрокристаллов галогенида серебра и образование красителя, что приводит к повышению светочувствительности без ухудшения гранулярности.

 При производстве цветных негативных пленок ряд фирм применяют цветообразующую компоненту, образующую слабо диффундирующий краситель (Movable Dye Formige Coupler), который перемещается на незначительное расстояние в фотографическом слое, обусловливая при этом уменьшение плотности облака красителя, что в конечном счете приводит к заметному уменьшению гранулярности цветного изображения.

 Для улучшения цветоделения в цветных негативных пленках применяют так называемые активные промежуточные слои -ICL (Image Controlling Layer), которые располагают между высокочувствительным и низкочувствительным элементарными эмульсионными слоями. В этом случае предотвращается нежелательное образование красителя в соседних зональных эмульсионных слоях, который может возникнуть за счет проникновения избытка окисленной формы проявляющего вещества из верхнего высокочувствительного полуслоя в нижний низкочувствительный полуслой.

 Отличительной особенностью некоторых цветных негативных пленок фирмы "Кодак" повышенной светочувствительности является отсутствие традиционного желтого фильтрового слоя. Это стало возможным за счет того, что в процессе спектральной сенсибилизации эмульсии, состоящей из плоских Т-кристаллов, ее светочувствительность к зеленой и красной областям спектра возрастает в несколько раз по сравнению с собственной светочувствительностью к сине-фиолетовой части спектра.

 Чтобы повысить светочувствительность верхнего светочувствительного эмульсионного слоя, под ним располагают прослойку из практически не светочувствительных, химически несенсибилизированных мелкодисперсных микрокристаллов галогенида серебра, которые полностью отражают синие лучи. При размере несенсибилизированных микрокристаллов 0,1 мкм избыток синих лучей, прошедших через верхний синечувствительный слой, избирательно отражается вверх, так как оптическая плотность прослойки для этих лучей близка к единице, а зеленые и красные лучи проходят беспрепятственно. Место таких прослоек - между высокочувствительным и низкочувствительным полуслоями синечувствительного зонального эмульсионного слоя, при этом отпадает необходимость в желтом фильтровом слое.

 В цветных негативных пленках, вследствие различия чувствительности человеческого глаза и цветного светочувствительного материала, образуются цвета, которые трудно воспроизвести с достаточной степенью достоверности. Кроме того, при смешении солнечного света, света флуоресцентных ламп и ламп накаливания возникает необходимость в коррекции (фильтрации) света для устранения различия в цвете между исходным объектом и воспроизведенным изображением. Фирма "Фудзи" существенно улучшила в этом плане качество цветовоспроизведения фотопленок благодаря реализации своих новейших достижений в области современной химии. Так, новые цветные фотопленки, изготовленные по технологии "Reala" (Fujicolor Reala, Fujicolor New Superia), имеют самую высокую резкость изображения по сравнению с цветными фотопленками данного класса и являются первыми в мире негативными фотоматериалами, воспроизводящими цвета такими, какими их видит человеческий глаз, особенно нежные оттенки пурпурного, красного и желтого цветов. Это достигается за счет появления четвертого светочувствительного к голубым лучам (470-540 нм) эмульсионного слоя в дополнение к трем зональным эмульсионным слоям, светочувствительным к синим, зеленым и красным лучам видимого спектра.

 В этом дополнительном четвертом эмульсионном слое при проявлении образуется пурпурный краситель и высвобождаются сложные химические соединения, которые быстро достигают нижнего красночувствительного эмульсионного слоя, тормозят здесь восстановление экспонированных микрокристаллов галогенида серебра, обусловливая "интер-имидж эффект" красночувствительного слоя. Таким образом, фотохимически реконструируется спектральная чувствительность зрительного процесса в новейшей цветной фотопленке "Reala", и сцены, снятые при освещении люминесцентными лампами, выглядят не такими зелеными, как на цветных фотоснимках, полученных без светофильтра. Дополнительный четвертый эмульсионный слой, чувствительный к голубым лучам, гарантирует получение во флуоресцентном свете люминисцентных ламп снимков, свободных от цветовых искажений. Благодаря включению нового эмульсионного слоя цветная негативная пленка обладает спектральной чувствительностью, близкой к спектральной чувствительности человеческого глаза, и дает достоверное цветовоспроизведение. Теорию и технологию изготовления этой принципиально новой фотопленки возможно применить и к цветным кинопленкам для кинематографии. Если такие кинопленки будут разработаны, то они будут высоко цениться в таких областях кинематографии, как телевизионная реклама, образовательные фильмы, которые можно снимать при смешанном освещении без применения светофильтров.

 При производстве современных цветных фотобумаг для улучшения цветовоспроизведения ведущие фотографические фирмы применили новую цветообразующую DSR - компоненту (Scavenger Releasing Couplers), которая высвобождает акцептор, связывающий хинондиимин. Акцептор вступает в реакцию с хинондиимином, образовавшимся при восстановлении экспонированных микрокристаллов галогенида серебра, и тем самым снижает плотность красителя в данном зональном эмульсионном слое. Обладая большой способностью к диффузии в смежные зональные эмульсионные слои акцептор связывает здесь избыток хинондиимина и оказывает тем самым существенное влияние на величину вертикального межслойного эффекта. Это приводит к заметному уменьшению оптической плотности в смежном зональном эмульсионном слое, и за счет межслойного эффекта происходит компенсация вторичного (вредного) поглощения красителя, формирующего цветное изображение, что и приводит к улучшению цветопередачи. Так, экспонируя красночувствительный эмульсионный слой цветной фотобумаги, содержащий DSR-компоненту, за ступенчатым клином и красным светофильтром, а зеленочувствительный слой, не содержащий DSR-компоненту, за зеленым светофильтром (равномерная засветка), обнаружим значительный межслойный эффект в зеленочувствительном слое, обусловленный понижением оптической плотности с увеличением экспозиции в красночувствительном слое. По мнению специалистов, в обозримом будущем применение DSR-компонент не исключается и для цветных негативных, и обращаемых фотопленок.

 Как считают эксперты, максимальная граница светочувствительности еще не достигнута, несмотря на то, что она выросла за 160 лет существования фотографии более, чем 106 раз. Высказывается мнение, что теоретически ее можно увеличить еще в несколько раз, т. е. в начале XXI века светочувствительность цветных фотопленок достигнет индекса экспозиции 10000 при сохранении структурно-резкостных характеристик на уровне современных цветных пленок. Такой прогресс будет достигнут за счет того, что эмульсионный микрокристалл галогенида серебра станет проявляемым при поглощении 2-4 фотонов, а сегодня ему необходимо для этого поглотить более 10 фотонов. Ученые предсказывают, что при незначительном ухудшении зернистости (бD.106 =30) светочувствительность цветных негативных фотопленок в 2016 г. может достигнуть величины 100 000 ISO, что позволяет проводить фотосъемку в лунную ночь с выдержкой 1/60с и диафрагмой 4, получая при этом хорошее качество изображения.

 С удовлетворением хочется заметить, что прогнозы ученых, высказанные несколько лет тому назад в отношении увеличения светочувствительности галогенсеребряных фотоматериалов, сегодня уже сбываются. Так, совсем недавно ученые университета Южного Парижа, финансируемые фирмой Agfa-Gevaert, разработали метод создания фотоматериала на порядок более светочувствительного, чем существующие сегодня. Жаклин Беллони с сотрудниками обнаружила, что химическая добавка (формиат-ион, НСО2-) к микрокристаллам галогенида предохраняет свободные электроны от рекомбинации. Допирующие ионы действуют как акцепторы дырок, таким образом предотвращая рекомбинацию электрона из пары электрон-дырка, что поднимает теоретический выход атомов серебра на поглощенный фотон.

 Утверждается, что эта методика может применяться для получения изображения с большой резкостью или для фотографирования при очень низкой освещенности без лампы вспышки.

 За последние десятилетия был достигнут значительный прогресс и в технологии химико-фотографической обработки цветных фотоматериалов. Разработаны новые быстрые высокотемпературные (38-41°С) унифицированные процессы обработки цветных кинопленок для кинематографии (процессы Kodak ECN-2, ЕСР-2), цветных негативных фотопленок для фотолюбителей и профессионалов (Kodak C-41), обработки обращаемых фотопленок (Kodak Е-6) и цветных фотобумаг (Kodak RA-4, Kodak RA-100, Kodak R-3). Это обстоятельство позволило соединить в единую систему фотоматериалы, приборы и химико-фотографическую обработку, обеспечив при этом не только высокую производительность, но и качество изображения, особенно в случае цветного негативно-позитивного процесса.

 Особо следует отметить, что последние годы небывалый интерес профессионалами и фотолюбителями проявляется к черно-белой фотографии и сегодня мы являемся свидетелями ее ренессанса. Так, в США, во Франции и Германии появилось не только несколько журналов, посвященных черно-белой фотографии: "Фотография", "Мировая фотография", "Полароид", но и открылись специальные школы черно-белой художественной фотографии, во главе которых стоят известные в мире фотографы-профессионалы.

 Графичность и выразительные свойства черно-белой фотографии делают ее в ряде сюжетов более привлекательной. При этом, по мнению некоторых фотографов, черно-белое графическое изображение иногда в большей степени, чем цветное, соответствует действительному миру. Поэтому черно-белая фотография стала сегодня одним из направлений современного фотоискусства, а большой формат отпечатка самый верный путь к вершине художественной фотографии.

 

2. Тенденции и перспективы развития цифровой фотографии.

Стремительное развитие цифровой фотографии побуждает некоторых авторов в своих статьях необоснованно утверждать, что традиционная галогенсеребряная фотография через 5-10 лет перестанет существовать, но как считают эксперты, заявлять об этом сегодня преждевременно и несерьезно. Дело в том, что ведущие фотографические фирмы, занимающиеся выпуском традиционных фотоматериалов и фототехники, видят огромные перспективы этого бизнеса и вкладывают большие деньги в его развитие так как не заинтересованы, по понятным причинам, в условиях рыночной экономики в исчезновении рынка галогенсеребряной фотографии. Речь в этом случае может идти о расширении предложений и возникновении новых направлений развития фотобизнеса. Большое будущее в некоторых областях фототехники специалисты прочат комбинированным технологиям, т. е. фотокамерам, позволяющим вести фотосъемку как на галогенсеребряную фотопленку, так и на цифровой приемник - матрицу ПЗС.

Сегодня в фотографии существуют три различных способа получения изображения: аналоговый (от греч. analogos - сходство, подобие), цифровой и комбинированный цифроаналоговый, совмещающий аналоговый и цифровой подходы.

Комбинированный способ получения изображения наиболее прост и удобен: после фотосъемки на галогенсеребряную фотопленку и ее химико-фотографической обработки печать позитивного изображения можно осуществить цифровым методом после сканирования традиционного слайда или негатива. При применении хорошего слайд-сканера можно получить изображение, по разрешению и динамическому диапазону не сравнимое с изображением, снятым с матрицы ПЗС цифровой фотокамеры.

С уверенностью можно утверждать, что на сегодняшний день галогенсеребряная фотография - наиболее простой и качественный способ получения изображения. Гибридные же (комбинированные) методы фотографии позволяют реализовать на практике достоинства как галогенсеребряной, так и цифровой технологии.

Фирма "Фудзи", одна из наиболее активных компаний в области цифрового изображения, представила специалистам новый датчик Super CCD (Chargde Coupled Device), в котором вместо обычных прямоугольных фотодиодов применены восьмиугольные фотодиоды, собранные в сотовую модель. Чип, изготовленный по технологии Super CCD, имеет ряд преимуществ, включающих увеличенную светочувствительность, более широкий динамический диапазон, довольно высокое отношение сигнал/шум и улучшенную разрешающую способность - до 4 млн пикселей.

Продолжая совершенствовать изготовление чипов типа Super CCD с применением новейших микротехнологий, фирма "Фудзи" объявила недавно о создании для цифровых фотокамер матриц четвертого поколения Super CCD HR (HR от англ. high resolution - высокое разрешение) и Super CCD SR. Матрица Super CCD HR позволяет получить фотоснимки с высоким разрешением - до 12,3 млн пикселей, а матрица Super CCD SR, изготовленная с помощью тех же технологий, что и матрица HR, при высоких чувствительности и разрешении позволяет расширить динамический диапазон в четыре раза по сравнению с линейкой цифровых фотокамер, выпускаемых фирмой "Фудзи".

Этот подход сотрудниками фирмы "Фудзи" заимствован из цветной галогенсеребряной фотографии, где зональные эмульсионные слои современных цветных негативных фотопленок изготавливаются как минимум из двух полуслоев - высокочувствительного и низкочувствительного. В высокочувствительном полуслое, определяющем чувствительность всего зонального слоя, микрокристаллы галогенида серебра крупные и высокочувствительные и реагируют на малый уровень освещенности, а в низкочувствительном полуслое, определяющем структурно-резкостные свойства зонального слоя, содержатся микрокристаллы галогенида серебра малого размера, которые обладают низкой светочувствительностью и реагируют на большие уровни освещенности.

Теперь в цифровой фотокамере с разрешением до 6,7 млн пикселей благодаря применению нового поколения матриц типа Super CCD SR, так же как в зональном эмульсионном слое современной цветной фотопленки, изготовленной из двух полуслоев, происходит объединение информации из низкочувствительных R-пикселей и высокочувстви-тельных S-пикселей, что в конечном счете и обеспечивает существенные улучшения цифрового изображения.

Однако следует заметить, что, несмотря на поразительные успехи, достигнутые в области микротехнологий изготовления нового поколения матриц, они все же до сих пор не могут сравниться с фотопленкой на основе галогенидов серебра по главному параметру - динамическому диапазону передачи тонов (фотографической широте).

Известно, что специалисты фирмы "Foveon" запатентовали крупное достижение в области производства светочувствительных матриц ПЗС по технологии CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor), которые способны создавать изображение с разрешением 16,8 млн пикселей. Чипы CMOS, согласно этой информации, обеспечивают втрое более высокое разрешение и гораздо дешевле в производстве, чем высококачественные CCD-датчики, имеющие сегодня широкое распространение.

Получение резких фотоснимков с правильной цветопередачей для цифровых фотокамер, разрешение которых достигает нескольких миллионов пикселей, является непростой задачей. Однако появление нового сенсора Foveon X3 обещает изменить такое положение. Фирма "Foveon" в данном сенсоре заложила новый для цифровой фотокамеры метод фиксации информации - каждый пиксель сенсора Foveon X3 имеет три слоя светочувствительных фотодетекторов, каждый из элементов которого воспринимает один из трех основных цветов - красный, зеленый и синий.

Традиционная же матрица ПЗС или сенсор, изготавливаемые по технологии CMOS, имеют по одному слою фотодетекторов, и для регистрации света на поверхности каждого пикселя располагают красный, зеленый или синий светофильтры. Такой метод приводит к потере деталей изображения или к появлению артефактов, в то время как применение сенсора Foveon X3 предполагает наличие втрое большей информации о цвете.

Ведущие ученые, работающие в области цифровых технологий, считают, что в ближайшее время фотопленка на основе галогенида серебра не будет заменена полностью цифровым изображением, несмотря на то что наблюдается очень быстрое совершенствование цифровых технологий. Соревнование между этими двумя технологиями будет продолжаться, так как совершенствование галогенсеребряных фотоматериалов далеко еще не завершено. Галогенсеребряная технология сегодня доведена до высочайшего совершенства, и это дает много преимуществ, например, по качеству изображения, по отношению цена/качество и по широко развитой и удобной инфраструктуре для химико-фотографической обработки. Президент фирмы ASF (Applied Science Fiction) Марк Урдал, прошедший подготовку в фирме IBM, убежден в будущем галогенсеребряной фотографии. Он предсказывает ее огромный потенциальный рост и считает, что она имеет больше неиспользованных возможностей, чем обычная компьютерная промышленность. Самое главное, чтобы фотопромышленность научилась адаптироваться к быстрому прогрессу, и скорость изменений здесь должна быть гораздо выше, чем прежде. В то же самое время цифровая технология допускает простую обработку изображения и его передачу, что может расширить мир изображения, создавая новые возможности.

Многие энтузиасты традиционной галогенсеребряной фотографии сегодня задаются вопросом, не исчезнет ли с прилавков фотопленка в обозримом будущем, поскольку фирма "Кодак" сообщила, что будет вкладывать больше средств в развитие цифровых технологий. Доктор Джерард Маучнер по этому поводу недавно заявил, что компания не собирается отказываться от традиционного и очень выгодного направления фотобизнеса. Подтверждением этому служит информация о том, что фирма "Кодак" вложила сотни миллионов долларов США в двадцатилетнюю программу развития галогенсеребряной фотоиндустрии Китая.

Другой фотографический гигант, фирма "Фудзи", наряду с разработкой цифровых технологий продолжает интенсивно проводить научные исследования в области традиционной фотографии, так как специалисты считают, что галогенсеребряная технология имеет огромные возможности для дальнейшего совершенствования. Сегодня также не следует забывать и том, что преобладающее большинство фотокамер у населения все еще "пленочные" и многие фотографы ими довольны, а в кинематографии, за некоторым исключением, съемка фильмов проводится на обычную кинопленку.

По мнению заведующего кафедрой фотографических искусств и наук Рочестерского технологического института (США) профессора Уильяма Дюбуа, нет повода беспокоиться о том, что фотопленка исчезнет в обозримом будущем. Должна произойти смена как минимум двух поколений, чтобы общество переключилось на цифровую фотографию, поскольку люди среднего и, особенно, старшего возраста не смогут так легко адаптироваться, как наши внуки, к тем изменениям, которые происходят в фотографии в последние пять лет. А в очень далекой перспективе, считает он, галогенсеребряной фотографии суждено стать только нишей фотобизнеса.

Между тем президент департамента цифровых и пленочных систем регистрации изображения фирмы "Кодак" доктор Бернард Масон в начале 2004 г. заявил: "Мы укрепляем и расширяем поставку 35-мм фотопленок и камер на бурно развивающиеся рынки Китая, Индии, Восточной Европы и Латинской Америки благодаря огромному спросу на этот вид фотопродукции. Доля изображений на фотопленке, по сравнению с цифровым изображением, еще огромна".

Наибольший интерес в будущем будет представлять применение на практике так называемых гибридных систем, объединяющих возможности галогенсеребряной и цифровой фотографии, в которых роль носителя изображения на начальной стадии отводится галогенсеребряным цветным пленкам. При этом оптическое изображение с цветного негатива высокого качества, полученного традиционным способом на галогенсеребряном фотоматериале, преобразуется в цифровое и после коррекции печатается твердая копия.

Комбинированные гибридные системы, объединяющие цифровые технологии с галогенсеребряными фотоматериалами, позволяют существенно расширить рынок записи изображения за счет того, что галогенсеребряная фотографическая технология все еще имеет множество преимуществ перед цифровыми способами.

Галогенсеребряная фотография остается своеобразной формой творчества и изначально будет цениться больше цифровой фотографии, так как с помощью цифровых технологий можно создать любое изображение. Многие специалисты считают, что цифровые фотокамеры не обогатили фотографию никаким новым измерением, цифровая фотография может лишь дополнить традиционную фотографию, но не заменить ее.

Касаясь вопроса будущего фотографии, отметим, что галогенсеребряная и цифровая фотография - превосходные технологии и их нельзя рассматривать как конкурирующие; они будут совершенствоваться и расти вместе, чтобы расширить мир записи изображений, а в будущем не будет существовать границ между галогенсеребряной и цифровой фотографией.

 

Литература.

1. Пясецкая О.В., Малахова И.А., Старичков А.В. Традиционная и цифровая фотография // Информационный сборник Российского Союза научной и прикладной фотографии. - М., 2002-2005

2. Фотографические процессы регистрации информации: Учебное пособие / Под ред. д-ра техн. наук, проф., засл. деятеля науки РФ А.В. Редько. - С-Пб.: Политехника, 2005, 573с.


Оценка цветовоспроизведения при струйной технологии печати и традиционном фотопроцессе

 

А.Ф. Кудрявицкий, А.В. Редько                           ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ: Поблемы полиграфии и издательского дела,2010, №3, с.30-41

 

 Скачать статью

 

Исследование влияния типа чернил на стабильность красителей в цветном изображении при струйной технологии печати

 

 А.Ф. Кудрявицкий, А.В. Редько                           ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ: Поблемы полиграфии и издательского дела,2010, № 4. с.73-82

  Скачать статью


 

HISTORY OF PHOTOGRAPHY IN RUSSIA (1839-1917)
A. V. Red'ko

As is known from the history of science, any great discovery or process never emerged on an empty place. This event is always preceded by the centuries of observation and many-year work of scientists and inventors. This was also the case with photography. The photographic process on silver salts, an outstanding invention of the XIX century, is in much based on earlier achievements in the fields of chemistry, physics, optics, and mechanics.

An official birthday of photography is thought to be January 7, 1839 when Louis Jacques Daguerre presented his invention to the session of the Academy of Sciences in Paris. Some consider it to be August 19, 1939 when a full description of the daguerreotype process has been published.

The term 'photography' (from Greek photos light and grapho write) was suggested March 14, 1939 by D. Herschel, an English astronomer. This term was widely accepted and survived to our days.

From the first days of photography, photographers and inventors in Europe (including Russia) searched for the ways for improving the daguerreotype process that exhibited some important disadvantages.

In April 1839, Prof. I.C. Gamel' was sent (by Acad. K.M. Baer and F.F. Brandt) to England to get acquainted with Fox Talbot (sometimes also called English Daguerre)
and his invention, the process of heliography. In his letter to the Russian Academy of Sciences (June 15, 1839), Gamel' reports that the images obtained by Daguerre strongly differ from those prepared by English heliography.

Gamel' was attracted by a main advantage of heloigraphy—possibility of the negative-positive photographic process and feasibility of copying. All the information sent by I. Gamel' to the Russian Academy of Sciences was analyzed with utmost interest. The session of the Russian Academy of Sciences charges Yu. F. Fritzsche, an outstandanting chemist, to investigate the collotype process and supplies him with the information collected by I. Gamel' abroad. In his letters, I. Gamel' gave full description of the talbotype process and attached several photographs. Some of these images [signed and dated (April 1839) by F. Talbot] can be found in the Archive of the Russian Academy of Sciences.

After England, I. Gamel' went to France and got acquainted with J. Daguerre and I. Niepce, a son of the inventor of photography N. Niepce. He describes his visit to France (August 1839) in Bull. Acad. Sd., 1840, vol. 6, pp. 317-336.

In France, I. Gamel' not only gets familiar with the daguerreotype process but also buys (at the Giroux Bros, shop) the facilities and accessories for photographing. The Giroux Brothers also sponsored publication of the brochure Histoire et Description de Photographie written by J. Daguerre. The equipment was sent to Russia together with the photos prepared by I. Gamel1 with the help of I. Niepce. At the session of the Academy of Sciences on September 6, 1839, the materials were thoroughly examined. It was decided to ask I.G. Hess (chemist) and E.C. Lentz (physicist) to prepare more perfect pictures.

During his staying abroad (1839-1841), I. Gamel' repeatedly sent various daguerreotype images to Count S.S. Uvarov, President of the Academy of Sciences, to acquaint him with a novel kind of fine arts. On September 18,1841,1. Gamel' has sent to the Russian Academy of Sciences a photo of a female figure which, in his words, was the first photo taken in Paris from a human being.

Being in friendly relations with I. Niepce, I. Gamel' has got from him original documents that helped him to decide who was an inventor of photography— J. Daguerre or N. Niepce. The minutes of the session of the Russian Academy of Sciences (by November 29, 1850) read: "Acad. I. Gamel' presented the original correspondence of Niepce, Bauer, Lemettre, V. Chevalier, Daguerre et al. concerning the emergence and successful development of photography (as obtained from I. Niepce), that is, the documents that contain firsthand information for establishing the priority of this important invention..."

When I. Gamel' died, all the documents were inherited by his nephew, Wilhehn Gamel1, who lived in St. Petersburg. In 1863 and 1868, the documents were passed through to the Russian Academy of Sciences, for which W. Gamel' was awarded with the Order of Stanislav (Academy Folio 2, Inv. 1,1863, no. 24, pp. 19-22).

The archive of Acad. I. Gamel' contains 168 documents, including the lecture of D. F. Arago, French physicist and astronomer, at the Paris Academy of Sciences on January 7, 1839 and at the French Parliament on July 3, 1839, where he announced the invention of photography by Lois Jacques Daguerre.

First the correspondence and documents of I. Gamel' were passed through to the Library of the Academy of  Sciences and then deposited to the Archive of the Academy. Here these documents remained unknown for a long time.

As for contribution from practical Russian photographers, Aleksei Grekov, an engraver and inventor from Moscow, to made great advance in just there months after the official announcement about invention of daguerreotype. In order to stabilize image on a silver plate, Grekov suggested to apply a thin layer of gold by using the galvanoplastic technique suggested by another Russian scientist and inventor, B.S. Yakobi. Besides, A. Grekov was the first who suggested to deposit a silver layer onto copper or brass plates, which made the daguerreotype process less expensive and more accessible.

In May-June 1840, A. Grekov in the Moskovstee Vedomosti newpaper reports on a method for stabilization of images obtained on a metal plate, which is almost 2 months earlier than similar communication of A. Fizeau made in France. Information about striking inventions of A. Grekov appeared in the Posrednik newspaper (St. Petersburg, 1840, no. 43; 1841, no. 26) and in J. Acad. Sci. Frang., November 1840.

GrekoVs daguerreotypes with stable image (without mirror gutter) obtained on copper and brass attracted the attention of M. Darbel, a Frenchmen who intentionally visited Moscow. In his letter (with enclosed daguerreotypes), M. Darbel informs Acad. D. Arago about GrekoVs invention. He also made a special report at the French Academy of Sciences (Compt. Rend, 1840, no. 20, p. 824).

Grekov also simplified the process for preparing light-sensitive plates for daguerreotype. This allowed preparing plates 12 h before photographing, which was recognized as a great achievement in the photographic practice of that time. Grekov was also the first in Russia who suggested a method for imaging on a light-sensitive paper by the Talbot technique (Moskovskie Vedomosti, May 25, 1840). In 1841, A Grekov issued a brochure entitled as A painter without brush and paints which takes pictures of various images, portraits, landscapes in their real color with all hues in several minutes. In June 1840, A. Grekov opens a studio for portrait photographing where he made use of a chair with special pillows in order to fix the client' head. In this way, he managed to obtain sharp photographs. At this point, other photographers failed because the exposure time was 2-3 min in sunlight and 4-5 min in overcast weather.

Despite evident Grekov's achievements, his name has been undeservedly forgotten by the Russian and foreign historiographers of photography, although he has a right to set a proper place among the pioneers of photography.

The first daguerreotype atelier in Russia was opened in November 1841 in St. Petersburg by Davignon and Foconier (Nikolskaya ul., now ul. Glinki, near Conservatoire). The first Russian daguerreotype atelier was organized by Perskii, a painter, in Raz'ezzhaya ul. (near Five Corners).

A great contribution to development of portrait photography was made by Sergei Levitskii (LVov-LVitskii) who bought a daguerreotype apparatus from A. Grekov in 1839. He made his first photographs on Caucasus where he was on his business trip as a member of the State Committee together with Yu.F. Fritzsche, a chemist responsible for development of photography in Russia. By the way, Yu. Fritzsche markedly improved the Talbot technique by replacing hyposulfite by ammonia. This work can be regarded as a first study performed in the field of photographic science in Russia.

During his business trip to Caucasus, S. Levitskii made some good daguerreotypes of the Pyatigorsk and Kislovodsk landscapes. Some of these pictures have been sent to V. Chevalier, a famous optician, who sold Levitskii a lens for his camera obscura. Chevalier showed these pictures at the Paris Exhibition and won a gold medal.

In order to improve his skills, S Levitskii goes to Italy in 1845. Here he makes Rome landscapes and portraits of the Russian painters living in Italy. Having come back, he becomes a professional photographer and opens a SVETOPIS daguerreotype house (in a building where now the Book House is).

After invention of the wet colloid process (Scott Armer, 1851), Levitskii becomes the first in Russia who obtained good results with glass plates and subsequent printing on paper. For his portraits made in 1851 (30 x40 and 24 x 30 cm in size), S. Levitskii was awarded with a gold medal at the Wold Exhibit in Paris, the first medal given for photographic arts.

In 1859, S. Levitskii opens a photographic atelier in Paris, a best one in Paris, according to the Fotograf magazine (1864, nos. 3-4). Levitskii was the first who suggested to make two-posed pictures (sometimes even in different dress): a photographed person could be seen to speak or shake hands with himself, or playing piano and listening music simultaneously, etc. He was the first in Europe who began to use decorated background in photographing. Moreover, he began to use retouching the negatives to eliminate technical faults. Later, Fotograf (1SSO, no. 3) came out against the misuse of retouching.

In 1867, Levitskii returns to St. Petersburg and opens an atelier in which his makes a portrait gallery of outstanding Russian writers, painters, and politicians, ш this studio, Levitskii performs experiments on the use of artificial (electric) illumination in portrait photography and its combination with sunlight. As advised by B.S. Yakobi, he makes daguerreotypes upon illumination from a Petrov arc. He did not make secret of his achievements and published numerous papers on the subject. In Fotograf (1882, no. 3) he notes that solution of a photographic problem is not in the way of competition between two types of illumination but in reasonable their combination. According to Fotograf (1883, no. 1), the portraits of Levitskii presented at the Vienna Exhibit were superior (in the softness of illumination) over those presented by foreign photographers. The studies of Levitskii found their application not only in photography but also in cinematography.

At that time, development of photography in Russia was supported by famous Russian scientists, such as D.I. Mendeleev and V.I. Sreznevskii. Together with Levitskii, they founded the Fifth Photographic Division of the Russian Technical Society. V.I. Sreznevskii did much for development of domestic photographic industry. The Fotograf magazine (edited by A.V. Fribes) popularized photography in public (issued since 1864). Many prominent Russian scientists considered it their liability to present public (unpaid) lectures on the achievements of photography in natural sciences, astronomy, graphic art, etc. For example, N.N. Beketov, a prominent Russian chemist, writes in his book Speeches of Chemist (St. Petersburg, 1908, pp. 8, 12) that photography, like a spyglass or microscope, gives a new organ, new means for improvement of human beings.

With appearance of the wet colloidal process in Russia, many photographers tried (without visible success) to produce colloxylin. In the field, great contribution came from K_Kh. Mann, a well-known Russian chemist, who published a monograph on the properties of colloxylin (pyroxylin) prepared by different methods. Since at that time the properties of colloxylin were investigated inadequately, this was a great contribution to the knowledge in the field. In a laboratory organized by K.KL Mann, colloxylin was produced for the needs of photographers in this country and abroad, until appearance of AgBr gelatin plates.

Now several words about L. Warnerke, a talented inventor, and his contribution to the photographic science and technology. Being a Pole (his real name is Wladislaw Malachowsky), he is also known for taking part in the Polish national uprise in 1863-1864.

L. Warnerke was born (1837) and raised in Russia. In 1870, he opens a chemicophotographic laboratory in London. His most important achievement is invention of a roll camera, with an AgBr colloid layer deposited onto rubberized silk or paper tape. In 1880, L. Warnerke was the first who designed and manufactured a sensitometer that has existed until implementation of the Hurter-Driffield sensitometer into the photographic practice. For his outstanding merits, he was awarded (1881) with the Progress Medal by the Royal Photographic Society.

When the idea is up in the air, there always will appear a man who expresses it in drawings and metal. Such a person was P.M. Ol'khin, a Honorary Member of the Russian Technical Society.

Ol'khin get interested in photography at his 14 years of age. And here the destiny have given him a smile. In 1843, K. Dawthenday, professional daguerreotypist from Magdeburg, has got in grave (financial) conditions in St Petersburg and was forced to ask Orkhin's relatives for help. They have given him money, so that he could open a small studio for photographing. ОГкЫп spent a lot of time in this laboratory and, as a theoretical chemist, well complemented Dawthenday, a professional photographer. However, the revenue was too low to perform serious experiments in this lab (Zapiski NRTO, Petrograd, 1916).

Only in 1861, Ol'khin could afford to buy necessary equipment and proceed to research work. In his laboratory, he tested all kinds of photographic processes, from bromogelatin plates to color autochromic photography. In 1887, he begins to issue Fotograficheskii Vestik, a monthly magazine. Until 1911, this was a valuable source of information for any photographer, especially in province where the lack of special literature was strongly acute. The journal supplied his readers not only with theoretical innovations but also with a lot of practical recipes, formulas, and processing procedures. The materials published in the magazine were carefully referred and checked, in order to protect its readers from numerous charlatans that speculated on large interest of public in photography. Many outstanding scientists published their papers in Fotograficheskii Vestnik.

P.M. OlTdhin continued also his research work. In 1873, he published a detailed handbook on photography. In 1893, he compiled a manual for chemical practice in small laboratories, including photographic ones. In 1911, he wrote a book entitled as Photographing Colors.

For his outstanding achievements in implementation of photography in Russia, P.M. Ol"khin was elected the Honorary Member of the Russian Technical Society.

Russian inventors that patented their original photographic devices and materials are numerous. For example, I.F. Aleksandrovskii invented and patented (in 1854) a camera for stereo photography. In 1855, Izmailov designed a camera that can be loaded with six dozen photographic plates. Lieutenant Colonel I.I. Filipenko designed (in 1885) a camera and accessory (portable in a small suitcase) for developing in daylight.

In 1890, Lieutenant N.N. Apostoli designed a two-lens camera The upper one served for tuning the sharpness of an image on a matt plate, while framing was carried out by using the lower lens. The identical lenses were coupled with a rack-and-pinion drive.

In 1894, photographer N. Yanovskii invented a chronophotographic camera that allowed obtaining the still frames of moving object.

At the Russian Industrial Exhibit in 1896, LI Karpov demonstrated his photographic cameras, including the mirror camera Reflex for photographing on dry AgBr plates. The latter then became a prototype for the mirror cameras produced by several manufacturers abroad.

In 1899, N. Polyakov, student of  Moscow Technical University, patented a camera with automatic adjustment of the exposure time. He also suggested to use his shutter in combination with a selenium photocell, which at that moment was much ahead of time.

In 1904, A.A Popovitskii patented several mirror lenses and mirror cameras. These lenses excluded the chromatic aberration and decreased light losses.

During World War I, A.V. Martynov designed a periscope-type facilities for photographing from a submarine.

Despite technical undevelopment of the tsarist Russia, the Russian technical thought kept going in step with time, while backwardness stemmed from insufficient practical realization and industrial implementation.

The wartime dictated that photography be implemented for the purposes of reconnaissance on the ground and in air. Aerial photography in Russia begins on May 18, 1886 when Lieutenant A.M. Kovan'ko performed photographing from a frying balloon (800 m high) in St Petersburg suburb. This year, L.N. Zverintsev made aerial photographing by using a camera with a 24 x 24 cm cassette that was designed by V.I. Sreznevskii. It became clear that aerial photography requires specialty cameras. Later, Captain S.A. Ulyanov designed several cameras for use on flying balloons. These cameras (with the lens focal distance ranging between 21 and 100 cm) have been used during the Russia-Japan War for specifying the topographic maps.

A pioneer of aerial phototopography and engineering photogrammetry in Russia, R_Yu. Thiele made in 1898 a panoramograph, that is, a camera with 7 lenses: the central lens gave a normal planar image while 6 others (tilted at an angle of 30°) gave the perspective views of visible horizon. After processing with a perspectometer (also designed by Thiele), the orthogonal map of locality could be obtained. Note that Thiele invented this equipment much earlier than it appeared in Austria and France.

Advance in photographic reconnaissance accelerates with the birth of aviation. This circumstance put new requirements to aerial cameras. In 1913, Colonel V.F. Potte designed and manufactured a semi-automated film camera (13 x 18cmin size, 50 frames) for airplane photography. The camera was equipped with a clockwork that triggered a shutter and film winding. This configuration turn out successful and was then adopted by several manufacturers abroad.

During World War I, G.A. Andrianov, a Russian aviation officer, suggested to use a polaroid to suppress glitter from the water surface. He also used contrasting filters to improve visual observation for disposition of German troops. Based on the fundamentals of atmospheric optics, G.A Tikhov in his monograph Improvement of the Photographic and Visual Reconaissance (1917) analyzed the problems of aerial observation V.F. Naidenov in his monograph Metrological Photography as Applied to Aeronautics (1908) gave mathematical substantiation for transform of aerial photographs. Naidenov was the first in Russia who designed a phototransformer for reprocessing perspective images into planar ones.

Despite the existence at that time of advanced photogrammetry theory, Russian researchers managed to carry out a number of applied studies that determined further progress in the field.

Russian photographers did also much to extend the potentialities of photography as a kind of fine art. Here worth mentioning is IV. Boldyrev (born 1850), a photographer from Novocherkassk, who was inspired by students of the Academy of Fine Arts to create lenses that would be able to reproduce not only the linear but also airy perspective. This could be achieved with a short-focus lens. Testing various combinations of lenses, Boldyrev reached a considerable success. He tested his short-


focus lens in Crimea and reported the results to the Photographic Division of the Russian Technical Society. This lens was tested (in 1878) at the studio of A. Denier and showed exceedingly good results. The group image exhibited high definition with complete impression of perspective (see magazine Obzor graficheskikh iskusstv, 1878, no. 8).

Despite his outstanding inventions, he was not recognized by officials (he was not allowed to send bis 2-inch lens to the World Exhibit in Paris). In his brochure (Inventions and Improvements suggested by I. V. Boldyrev in Photography) published in St. Petersburg (1883), he admits that his activities have not been financially supported neither by government nor sponsors.

Having failed to implement his short-focus lens, Boldyrev focused his efforts on making a resin-like film substrate instead of fragile glass used for making photographic plates. In his second brochure (Inventions and Improvements suggested by I. V. Boldyrev in Photography, St Petersburg, 1886) he describes his film in detail. He used this film for deposition of wet colloidal layers and then (in the beginning of the 1880s) AgBr emulsion. This invention was presented at the Russian Industrial Exhibit (1882) but unfortunately remained unnoticed by officials. This important invention was made by almost 20 years earlier than the celluloid film rolls suggested by pastor Goodwin and implemented by Kodak in 1908.

Moreover, Boldyrev also designed (1889) an explicit shutter that was recognized by the Russian Technical Society as the best among other available ones. With his short-focus lens and shutter, he made good pictures from a moving train and some excellent portraits. For this, he was awarded at the Exhibits in Moscow (1882) and London (1885).

A marked increase in the emulsion speed (AgBr layers) achieved in the 70-80s made possible photographing with a short exposure time (fractions of second). S.A Yurovskii, a photographer from "Vitebsk, was the first (1882) who designed a slit shutter. Nevertheless, The Photographic Division of The Russian Technical Society rejected this important invention because of implementation difficulties (Fotograf, 1883, no. 4). Later, the shutter suggested by Yurovskii was industrialized in England (Terry, Thomtone Picard) and Germany (Hertz, as modified by O. Anschtitz). The priority of Yurovskii was forgotten, so that the invention of slit shutter is normally attributed to O. Anschutz.

In parallel with inventions and improvements, Russians were active in a research focused on the formation mechanism for latent and visible image.

A pioneering experimental work was performed by V.V. Lermantov, Assistant Prof, of St. Petersburg University. Back in 1877, he postulated the electrochemical nature of photographic development and silver-metal origin of latent image. According to Lennantov, the silver particles act as electrodes during electrochemical reduction of silver halides. Lennantov published his papers not only in Russian magazines but also in the well-known Journal de Physique (Paris).

This theory was not recognized at that time because of high authority of W. Ostwald, outstanding chemist, who shared another point of view on the subject. The electrochemical mechanism of photographic development was adopted only 20 years ago as suggested by R. Abegg. Despite the fact that N. Khamantov, a follower of Lennantov, continued the electrochemical studies on developing solutions since 1882. Khamantov showed that, with increasing developing ability of solution, the electromotive force of a galvanic cell grows. This point of view formulated by V. Lennantov and experimentally verified by N. Khamantov remains widely adopted until now.

Now let us mention N.A. Shilov, Professor of Chemistry at Moscow Technical University. He and his co-worker Ya.M. Katushev explained the necessity of the presence of two reducing agents (developing agent and sodium sulfite) in a developing bath. They established the mechanism of interaction between the sulfite ion and developing agent upon either oxidation with dissolved oxygen or reduction of exposed AgHal. In 1912-1914, Shilov showed that oxidation of, for example, hydroquinone and sodium sulfite is a conjugated process: these compounds react yielding the end products that differ from the compounds that are obtained upon their separate oxidation. Prof. Shilov was the first in Russia who explained the part played by sodium sulfite in the process of development.

The 1890s brought wide applications of photography in science and technology. In this context, we will mention E.F. Burinskii, founder of judicial photography, who worked at the laboratory of ancient scripts, Russian Academy of Sciences, since 1894. He suggested a unique technique for recovery of faded texts by multistage intensification of lost contrast in ancient documents. Using colloid plates, Burinskii made several black-and-white negatives from each document Then, having detached the negatives from a substrate, he deposited them each onto other and thus obtained a more contrast image. This technique was applied to recover 40 documents (written in the ХШ century) excavated in the Moscow Kremlin. For this, E.F. Burinskii was awarded with the Lomonosov Medal by the Russian Academy of Sciences (1898).

D.I. Mendeleev, prominent Russian chemist, also paid much attention to progress in photography which he used to term the second vision. He greatly contributed to development of photographic facilities in this country and to various applications of scientific photography. In his monograph Fundamentals of Chemistry (1868), he states that the processes of photographic chemistry are interesting not only from the practical but also from the academic point of view. In this book, he also outlined two distinct aspects of photography: science of photography (photographic science) and photography for science (applied photography).

Another prominent Russian scientist, Prof. K.A. Timiryazev, also did much for promotion of photography. In his lectures, Timiryazev always gave comprehensive but rigorous interpretation of the photographic process. Judging from his brochure Fotography and Sence of Nature, he argued in favor of photography as a kind of fine arts.

Timiryazev was also a good practical photographer. In Fotograficheskoe obozrenie magazine (1896, no. 3), we can find his report on the practical aspects of photographing plants and other natural objects. For these pictures, Timiryazev was awarded with silver medals at the Moscow Photographic Exhibit (1895) and Industrial Exhibit at Nizhnii Novgorod (1896). As a recognized landscape photographer, Timiryazev was a member of different photographic societies and paid much attention (in the lectures of 1897) to development of color photography.

In 1905, Prof. N.V. Preobrazhenskii (Moscow University) initiated investigation of solarization (decline in the optical density with increasing exposure). S.K. Kostinskii, astronomer, observed depletion of developing solution within overexposed areas of photographic emulsion.

Among those who greatly contributed to the photographic science and technology we can find Prof. A. A Popovitskii (photooptics, the first Rector of now St. Petersburg State University of Cinema and Television), V.I. Sreznevskii, (applied photography, one of the founders of the above university), A.N. Prilezhaev (sensitometry and light filters), S.O. Maksimovich (sensitometry, color photography), N.E. Ermilov, (applied photography), V.S. Ignatovskii (photoptics), etal.

Note that it is an exceedingly hard task to mention all persons or enumerate publications that contributed greatly to the worldwide photographic science and technology. Nevertheless, we will mention still two persons that were born or educated in Russia. One is Prof. RA. Luther who got his Cand. Sci. degree in Russia(1889) and then worked in St Petersburg for Prof. F. Beilstein. Having got his Dr. Sci. (Chem.)


degree in St Petersburg, he went to Leipzig and became worldwide famous for his brilliant studies on photochemistry and photographic sensitometry. Another one, E.G. Goldberg, having graduated from Moscow University (1881), went to W. Ostwald as a probationer, got his Dr. Sci degree, and stayed to work at the Academy of Graphic Arts. Goldberg is known for his fundamental studies on photogaphic chemistry, theory of tone reproduction, and photographic optics.

As for achievements of Russian artistic photography, we have again to mention A. Grekov, S.L. Levitskii (portraitists) and A.O. Karelin (genre photographing). Among other talented Russian photographers, we have to mention A.I. Denier, K. Dawthenday, V. Karrick, K. Bergamasco, K. Shapiro, M. Panov, D. Nikitin, A. Bunte, M. Revenskii, I. Khmelevskii, N. Charishkin, A. Karelin, S. Solov'ev, N. Barshchevskii, A. Trapani, S. Lobanov, K.A. Timiryazev, K. Bulla, H. Svishchev-Paola, M. Nappelbaum, etal.

Note however that any attempts to organize (by Russian or foreign entrepreneurs) production of photographic materials in Russia have always failed because of competition with foreign manufacturers. Production of AgBr gelatin plates was organized at the end of the XIX century (IRIS Plant in Libava, VSYA ROSSIYA Plant owned by K.N. Frehland, and POBEDA Plant owned by Capt Zankovskii). The produced plates had a good reputation but satisfied only 15% of demand. The rest was supplied to Russia by such manufacturers as Kodak, Hford, Lumiere, etc. As for cameras, almost all of them were imported to Russia. Until 1914, about 500 000 cameras were imported to the country (largely from Kodak). In 1913, Russia bought in Germany photography-related products on a sum of 800 000 roubles and photographic paper on 473 000 roubles. After the beginning of World War I, this market goes to England and France.

Note in conclusion that, despite technical undevelopment and difficulties in organizing systematic research, the inventors and engineers of Russia continued to actively work in the field of scientific and applied photography. Although Russian workers have not made great discoveries, their creative work in the field yielded a number of original inventions and improvements that promoted advance in photographic equipment and accessories. In addition, outstanding Russian scientists did much in popularizing in Russia the achievements of photography abroad.

Meanwhile, the achievements of Russian photographers and scientists were significant and undoubtedly played some role in improving the theory and practice of photographic processes and photography as a kind of fine arts.

REFERENCES

1.           Morozov, S.A., Russkaya khudozhestvennaya fotogrqftya (Russian Artistic Photography),
Moscow: Iskusstvo, 1961.

2.        Chibisov, K.V., Ocherki po istorii fotografii (Essays on the History of Photography),
Moscow: Iskusstvo, 1987.

3.        Red'ko, A.V., Fotogrqfy/a: Uchebnoe izdanie (Photography: A Textbook), St Petersburg:
Legprombytizdat, 1995.

4.        Red'ko, A.V., Osnovy fotograficheskikh protsessov: Uchebnoe izdanie (Fundamentals of
Photographic Processes: A Textbook), St. Petersburg: Lan', 1999.

 
7-12 мая 2006г. в г. Рочестер (США) состоялся Mеждународный фотографический конгресс "International Congress of Imaging Science"(ICIS'06)

Thursday May 11, 2006

8:00 am to 6:00 pm
Frontiers in Imaging

Session Chair(s): Carl Schauffele, University of Rochester

Interactive: Silver Halide Materials and Systems

Session Chair(s):

Preparation and Characterization of Ag/AgCl-Sensors with Higher Stability and Response (interactive)
Achim Winzer, Martin Luther Universität, Retired (Germany)

Influence of Complex Ions with Mixed Ligands on Photoprocess in AgHal Grains (interactive)
D. V. Djagilev, B. A. Sechkarev, F. V. Titov, K. A. Bodak, and A. A. Vladimirov, State University of Kemerovo (Russia)

Opportunities in Chemical Imaging (interactive)
Ingo H. Leubner, Rochester Institute for Fundamental Research (USA)

On-Average Gradient of Negative Photographic Materials (interactive)
Anatoly V. Red’ko, State University of Moving Pictures and Television (Russia)

Effect of pBr on Luminescence and Photographic Characteristics of AgBr Microcrystals (interactive)
V. M. Belous and Igor L. Kuskovsky, OdessaNational University (Ukraine); E. Rusinova, and S. A. Zhukov, Queens College of CUNY (USA)

Sulfur Sensitization of AgBr Emulsion: Nature of Sensitivity Centers (interactive)
V. M. Belous, Igor L. Kuskovsky, and Y. Gu, Odessa National University (Ukraine)

Reduction Sensitization of AgBr Emulsions: Photoluminescence Studies (interactive)
V.M. Belous and Igor L. Kuskovsky, Odessa National University (Ukraine)

The Preparation of Quaternary Ammonium Silver Halide and Its Thermal Decomposition Property (interactive)
Xiaohong Luo, Xianhao Liu, Yucai Jiang, and Yanlei Wang, The Research Institute of China Lucky Film Co.
(China)

© www.imaging.org.

 

On Average Gradient of Negative Photographic Materials.

Anatoly V. Red’ko, State University of Moving Pictures and Television Saint-Petersburg, Russia

Abstract

The best transmission of image tone in the black-and-white print is obtained while the negative is developed up to the average gradient value of  neg=0,85. When this value is  neg=0,62 the values of gradients of tone reproduction curve are glin=0,96, and gtot=0,85 leading to reduction of contrast and loss of details of the image in shadows and lights. When  neg=0.95, the increasing of print contrast and losing of details in shadows of the image are observed.

Introduction

The nature of reproduction of the brightness of the object being shot in the final photographic image during the negative and positive photo process is estimated by the Goldberg's graphic scheme of tone reproduction. It is known that the dispersion of light caused by camera lens, aperture, shutter, camera backs and emulsive layer in the process of film exposure having the object contrast K=100, leads to decrease of image contrast up to K=33 and promotes the decreasing of optical densities in shadows of the image. Characteristic curve of photo material having S-shape form, the losses of image details in shadows and lights in object with large intervals of brightness are observed.

While incinematography the Rule of Goldberg ( neg  pos= 1,0) is widely used for positive films with the interval of exposures of 1:1000, in photography printing from negative on photographic paper the interval of exposure used is no more than 1:50, that corresponds to the interval of densities  D=1,7,that is photopaper is not able to reproduce completely the given interval of illumination of the object (the maximum optical density of the photography paper is 1,95-2,0), that results in the distortion of operation factors of tone-reproduction.

In photography for the correct reproduction of image tones of real object and conditions of shooting according to Levenberg T.M., the equation of Goldberg is  neg  pos= 1,6 - 1,8. In compliance with this, it is better for the white-and-black negative printing to use the special contrast photographic paper having  pos=2,6( neg  pos= 0,62 x 2,6 = 1,6 ). At the same time very little interval of the exposure of this photography paper (lgpos=0,6) leads to losses of details in lights and shadows.

To get photocopies of good quality (more thorough development of details in lights and shadows) it is necessary for the interval of densities of the negative  Dneg=Dmax-Dminand the interval of the exposure on the photopaper with the given interval of densities (contrast of negative) to correspond to the useful interval of the exposure of photopaper But in this case this correlation will not hold true. Printing on the photographic paper having normal degree of contrast( pos=1,9), results in the loss of details of the image as  neg  pos= 0,62 x 1,9 = 1,17 < 1,6.

The increasing of the average gradient in the process of the development of negative film before 0,85 up to and next printing on the photography normal paper with good contrast ( pos=1,9 when lg= 1,3-1,5) lead to less losses of details in lights and shadows (in terms of can tone reproduction) or could exclude them entirely as in this case  neg  pos= 0,85 x 1,9 = 1,6 that is the Rule of Goldberg’s met. The further increasing of the degree of negative film development up to  neg=0,95 to the high contrast of the photocopy and loss of imagedetails in shadows of the object.

The besttransmission of half-tones of the image is observed with the gradient of straight-line (glin) portion of curve of tone reproduction is glin=1,2 and the total gradient(gtot) of the curve approaching gtot=1,0. According to Fig.l these conditions are met when developing a white-and-black film with the value of average gradient as high as  neg=0,85. When the average gradient of negative photo material is  neg=0,62, (recommended by all-Union State Standard (GOST 10691.2-84)), the values of gradients of the curve of the tone reproduction are glin=0,96, and gtot=0,85 that leads to the decreasing of contrast and loss of image details in shadows and lights.

gneg

Figure 1. The influence of  average gradient of the negative film «Luckypan 100» on the value of the total gradient (1) and the gradient of straight-line (2) portion of the curve of tone-reproduction. Photo camera «Yashica» lens aperture 1:11

When white-and-black film is developed  neg=0,95 the increasing of contrast and loss of details in shadows of the image are observed an.

Thus our research on the white-and-black film «Luckypan 100» and other films mean that the best transmission of tones on the photocopy is observed when the photographic film is developed before the value of the average gradient   neg= 0,85 (Figure 2) but 0,62 is recommended by all-Union State Standard and the firm “Lucky”.

Relative aperture of objective

Figure 2. The influence of the lens aperture of the photo camera «Yashica» on the ratio of the average gradient to the gradient of straight-line portion of the curve of tone-reproduction.

Date given in the article confirm that the white-and-black negative film has to be developed up to  neg=0,85. This is evidenced by the latest recommendations of Kodak suggesting that professionals should develop new negative films «Kodak Tri-X PRO Film» and «Kodak Plus-X PRO Film» to develop up to  neg=0,80. The same point of view about this issue was advanced by Dr. V.V.Andrejanov in the beginning of the 90-s of the last century.

References

[1]   Anatoly Red’ko, Fotograficheskie processi registracii informacii, (Fourth Edition Edited by Red’ko A.V. “Polytechnica” 2005) pg. 574.

Author Biography

Red'ko Anatoly Vladimirovitch - honoured scientist of the Russian Federation (2002), Doctor of Engineering (1982), Professor (1983) is a well-known scientist and teacher, bright representative of St.-Petersburg school of photography science, leading expert in the field of photography science and applied photography. During his long scientific and pedagogical activity Prof. Red'ko wrote 11 monographers and manuals. Prof. Red'ko is the author of 20 patents for inventions and more than 237 scientific works published in the leading Russian and foreign photographic magazines.


 
 

Image Sharpness and Color Reproduction uponHigh-Temperature

Processing

of Color Photographic Materials


Red'ko A. V.
Univ. of Moving Pictures and Television
Saint-Petersburg, Russia

Abstract

The results of high-temperature treatment of color negative and positive cine films when developed with CD-4, CD-2, CD-3, respectively, as for structural sharpness characteristics (RMS, Frieser sharpmes, MTF) are better than with the use of  T-22 developer. The use of colour developer CD-4 leads to a considerable increase in colour body size. In case of standard and high-temperature treatment, hydrophobic components show higher sharpness and lower granulation of image when compared to hydrophollic components

Introduction

In past years, hot processing of color photographic materials has become of current interest for motion picture industry, television, and photography.

Since the overall rate of processing color films is almost always diffusion-controlled, the studies on the diffusion of various components in emulsion (as a function of their structure arid type) and characterization of emulsions (thickness, AgHal content, degree of hardening, size of AgHal grains) have both academic mid practical significance. Finding proper conditions for intentionally directed diffusion of bath components lias lead to formulation[1] of the fundamentals for optimization of prescriptions and processing procedures for rapid obtaining photographic images, on retention of their quality .

The effect of hot processing on the quality of color images has been studied inadequately. As a rule, characterization of color materials is not accompanied by recommendations for processing conditions. The effect of couplers and color developing agents on the photographic mid granulometric parameters was investigated in collaboration with ORWO workers for model AgBr emulsions containing hydrophilic, hydrophobic, and protected  couplers. The mean gradients attained upon conventional and hot processing  suggest that  the rated sensitometric parameters of motion picture  firms  containing hydrophobic couplers  are achieved upon a 60% decrease in the time of color development. The data on the effect of the coupler type on the sensitometric and sharpness characteristics of monolayers show the following. A decrease in granularity (RMS) is accompanied by lowered sharpness (hot processing of emulsions with hydrophilic couplers) and higher sharpness (MFT) is accompanie by lower granularity (conventional and hot processing of emulsions with hydrophobic couplers).

As for the effect of developing agents (T-22, CD-2, CD-3, CD-4) on the image quality, the image sharpness was found to be higher upon hot processing of positive and negative motion picture films in baths containing CD-2 or CD-4 (compared to that obtained with T-22).

As for color reproduction, hot processing of color positive films with CD-2 or CD-3 was found to provide better reproduction of violet and magenta in both saturation and lightness. Development with CD-4 (Kodak) markedly increases reproduced color gamut, both in saturation and lightness (Table 1).

It was interesting to compare the effect of bleaching in conventional baths and in the Fe(III) EDTA + (NH4)2S2O8 solution on the color reproduction and keeping quality of color images. The color reproduction was estimated by determining color difference ( ) for ORWO color chart No. 5 from the 1964 CIE expression:  =[(U-U0)2+(V-V0)2+(W-W0)2]1/2, where U, V, W and U0,V0, W0 are the chromaticity coordinates for images bleached in conventional

Table 1. Color gamut (in relative units of the Ux-Vx system) attained upon conventional and hot processing a positive film (against the color gamut V0 = 388000 in the test chart ORWO no. 5)

Processing temperature,°C

Developing agent

T-22

CD-2

CD-4

24

35

11200

11300

117000

124000

160000

186000

bath and in the Fe(III)EDTA+(NH4)2S2O8 solution, respectively.

Table 2. Color difference ( ) for FUJICOLOR 8816 positive films bleached in conventional potassium ferricianide bath (A) and in Fe(III)•EDTA + (NH4)2S2O8 solution (B)

Color

Color

Color

Magenta Red

Orange

5.28 3.99

3.29

Yellow Yellow-green Green

6.22

7.89 9.58

Blue

Dark blue Violet

10.35

9.72

8.76

The obtained data (Fig. 1) show that bleaching ina Fe(III)EDTA+(NH4)2S2O8-based      

      

Fig. 1. Central projection of the color body of a FUJICOLOR 8816 film processed in (1) conventional potassium ferricianide bath and (2) Fe(III)EDTA + (NH4)2S2O8 bleaching solution.

solution has little or no effect on the photographic characteristics of motion picture films compared to those bleached in standard solutions. The observed difference is mainly due to different pH values of these solutions. In most cases, processing in the Fe(III) EDTA bleaching bath extended the volume of color body, while color difference (e.g., for a FUJICOLOR 8816 positive color film) was within the range 4 <   <10, which can be regarded as a good color reproduction (Table 2). Good results were also obtained with an AGFA FILM XT-125 COLOR NEGATIVE film processed in the Fe(III)EDTA bleaching bath. When this film was processed in the Fe(III)EDTA solution and then the image was printed on a FUJICOLOR 8816 positive film, the color: reproduction improved (both in saturation and luminance) for almost all of the colors.

Our data show that the ECP-2 and ECN-2 processing with ecologically safe Fe(III)EDTA + (NH4)2S2O8 bleaching solutions has little or no effect on the sensitometric characteristics of modern positive and negative color films. In this case, the quality of color images remains essentially the same as that attained upon processing in conventional bleaching baths. By using the Fe(III)EDTA + (NH4)2S2O8 solutions, we can not only discard two baths (accelerating and bleaching) involved in the ECN-2 and ECP-2 processes but also rule out potassium ferricyanide from the processing technology of color cine and photographic materials.

References

1.        Red'ko, A.V., Osnovy fotograficheskich protsessov: Uchebnoe izdanie (Fundamentals of Photographic Processes: A Tex book), St.  Petersburg: Lan: 1999, pg 504

Biography

Red'ko Anatoly Vladimirovitch (born 5 of July 1937) - honoured scientist of the Russian Federation (2002), Doctor of Engineering (1982), Professor (1983) is a well-known scientist and teacher, bright representative of St.-Petersburg school of photography science, leading expert in the field of photography science and applied photography. During his long scientific and pedagogical activity Prof. Red'ko wrote 10 monographers and manuals. Prof. Red'ko is the author of 20 patents for inventions and more than 237 scientific works published in the leading Russian and foreign photographic magazines.

 

Более подробно смотрите: список научных трудов

 

 

 

 
Официальный сайт профессора Редько Анатолия Владимировича © 2017