Глава 4: Оптические свойства объектов фотографирования

4.1. Введение

Возможности фотографического воспроизведения ограничены предельным соотношением яркостей объекта, размерами деталей, известной совокупностью его цветов. Причины и характер ограничений будут рассмотрены в следующих главах учебника. Но для того, чтобы оценивать воспроизводящую систему, нужно иметь представление о характеристиках объекта воспроизведения. Это видно из следующего примера. Допустим, что некоторая фотографическая система может воспроизводить объект, крайние яркости (Вmin и Вmax) которого составляют отношение 1 : 1000. Нельзя назвать ее ни хорошей, ни плохой, если не известны характеристики объекта воспроизведения. В зависимости от них указанная возможность может быть достаточной, недостаточной или даже избыточной.

Расчет и количественная оценка процесса воспроизведения требует точных сведений о свойствах объекта фотографирования. Продолжительность экспонирования (выдержка) определяется но яркостям объекта или по его освещенности. Выбор фотографического материала также связан со свойствами объекта, например с соотношением его крайних яркостей.

Свойства объекта съемки делятся на градационные, определяемые последовательностью и значениями его светлот, спектральные, которые связаны с его цветами и распределением характеристик по спектру, и геометрические, под которыми подразумевается форма и размер деталей.

4.2. Градационные свойства объектов

4.2.1. Градационные характеристики

Градация. Последовательность светлотных свойств объекта или его изображения, выражаемая обычно физическими характеристиками - оптическими плотностями, логарифмами яркостей и т. д., называется градацией лат. gradatio - постепенное повышение, последовательность). Иногда термин дополняют, говоря, например, о градации оптических плотностей.

Часто, особенно в репродукционной фотографии, пользуются моделями оригинала, называемыми градационными шкалами. Они представляют собой наборы постоянных по оптическим свойствам участков, называемых полями и расположенных в порядке возрастания или уменьшения яркостей (оптических плотностей). Каждое из них тождественно по светлоте тому или иному участку оригинала. Так как поля расположены в определенном порядке, то все особенности воспроизведения на изображении шкалы более заметны, чем на хаотично разбросанных участках изображения моделируемого объекта*.

Градационные свойства объекта или его изображения выражаются оптическими плотностями или логарифмами яркостей его участков (свойства оптического изображения оцениваются логарифмами освещенностей), которые по закону Вебера - Фехнера служат мерой светлоты. Выбор конкретной величины (D или LgB) связан, как правило, с удобствами измерения. Так, яркости можно измерять на расстоянии, а оптические плотности - в контакте датчика прибора с измеряемым участком. Принципиального значения выбор величины не имеет, так как оптическая плотность есть обратный логарифм относительной яркости поля. Если в выражении D=lg*Fo/F принять Fo=1, то F=Fотн и D=-lg*Fотн. Так как световые величины выражают распределение светового потока, то -lg*Fотн можно заменить отрицательным логарифмом относительного значения любой световой величины, в том числе lgBотн.

Степень зрительного различения участков оригинала или изображения называется контрастом - общим, если имеются в виду участки наибольшей и наименьшей яркости, или контрастом смежных полей, когда сравниваются участки, расположенные рядом. Характеристики контраста также выбраны в соответствии с законом Вебера - Фехнера и поэтому могут быть либо логарифмическими, либо относительными.

* Поля шкалы, а также тождестьенные им участки оригинала иногда называются градациями (лат. gradus - таг, ступень). Это понятие используется главным образом в телевидении. В фотографии участки постоянной яркости чаще называют полем. В дальнейшем мы будем пользоваться этим термином.

Оптические основы фотографии

Продолжение