Основы светотехники. Часть I

Лекция 18

Ореолы отражения

При прохождении света из оптически более плотной среды в ме­нее плотную происходит внутреннее отражение. Оно тем больше, чем больше различаются показатели преломления, а также чем больше угол падения лучей на границу раздела сред.

У фотографического материала эмульсионный слой и основа име­ют близкие показатели преломления около 1,5. Поэтому отражение света обратно в пленку происходит на выходе из основы в воздух (n = 1). Внутреннее отражение усиливается за счет большого угла падения лучей на границу раздела основа-воздух, обусловленного рассеянием света эмульсионным слоем.

На рис. 1 показано образование ореолов отражения и рассеяния от маленького светлого пятна в фотопластинке с толщиной подлож­ки 1 - 1,5 мм. У фотопленок с толщиной основы 0,1 — 0,15 мм ореол отражения сливается с ореолом рассеяния.

Рис. 1. К описанию механизма образования ореолов: а - схема рассеяния и отражения света в фотоматериале, б - изображения ореольных кружков рассеяния (внутренний круг) и отражения (наружный круг); распределение освещенностей: наложенной и эффективной (Р - рассеянный свет, О - отраженный свет).

Чтобы снизить ширину ореола отражения, существует ряд способов.

Обычно на оборотную сторону фотопленок наносят противоореольный слой, состоящий из желатины, в которой растворен краси­тель, поглощающий актиничный свет. Показатель преломления же­латины близок к показателю преломления основы, и свет проходит из основы в противоореольный слой без отражения и там поглоща­ется. Окраска исчезает в щелочной среде проявителя.

В некоторых пленках основу прокрашивают до оптической плот­ности не более 0,3. Свет, образующий ореол отражения, проходит через основу дважды, причем под большими углами. Это приводит к тому, что эффективная плотность основы для этого света составляет более 0,6, и ореол не образуется.

О склонности фотоматериала к образованию ореолов отражения можно судить по коэффициенту противоореольности

,

где — наложенная освещенность, а – освещенность за счет ореола отражения.

Рис. 2. Тест-объект для определения коэффициента противоореольности (а) и его фотоизображение (б).

Тест-объект для определения коэффициента противоореольности представляет собой светлое кольцо на темном фоне (рис. 2). Диаметр внут­реннего темного круга подбирают таким образом, чтобы ореол от кольца образовывался в центре крута. Измеряют оптические плот­ности в центре и на кольце полученного фотографического изобра­жения тест-объекта, и по характеристической кривой находят экс­позиции, полученные фотоматериалом за кольцом и в центре круга. Первую принимают наложенную , вторую - за экспозицию от ореола . Коэффициент противоореольности находят по формуле

.

Экс­понироварования проводят в специальном приборе, предназначенном для исследования структуры и разрешающей способности фотографического изображения - резольвометре, используя набор тестов с разными диаметрами внутреннего круга.

При хорошей противоореольной защите величина коэффициен­та противоореольности составляет не менее 25—30.

ЗЕРНИСТОСТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Природа зернистости

Если увеличить фотографическое изображение в 4 - 8 раз, то об­наружится, что равномерно экспонированные участки имеют нерав­номерное, пятнистое строение. Эта неоднородность почернения на­зывается зернистостью.

Зернистая картина связана не с отдельными зернами, которые можно раз­личить только при большем увеличении (в 1000 раз), а с их агрегатами; при небольшом увеличении мы видим физические или оптические скопления зерен.

Серебряные зерна в эмульсии, как и микрокристаллы галогенида сереб­ра, не распределены строго равно­мерно и образуют скопления - так называемые агрегаты. При энергичном проявлении эта неравно­мерность увеличивается из-за реального агрегатирования.

Кроме того, зерна расположены несколькими ярусами (до 30). Проекции зе­рен при копировании изображения пе­рекрываются, образуя проекционные агрегаты, которые выглядят как отдельные макрозерна изображения.

На рис. 3 показаны микроденситограммы изображений плашек и штрихов на фотоматериалах с малой и большой зернистостью. Из ри­сунка видно, что зерни­стость ухудшает воспроиз­ведение мелких деталей, снижая их резкость. Уменьшается и разрешающая способность фотоматериала.

Методы количествен­ной оценки зернистой структуры изображения делятся на две группы: определение зернистости и определение гранулярности. Методы первой группы оценивают предельное увеличение, при котором макрозерна становятся видны глазом. Методы вто­рой группы оценивают колебания оптической плот­ности из-за зернистой структуры изображения.