Глава 4: Оптические свойства объектов фотографирования

Оптические основы фотографии

4.2. Градационные свойства объектов

4.2.1. Градационные характеристики
Общий контраст. Определение "общий", когда ясно, о чем идет речь, опускается. Логарифмические характеристики контраста носят название интервалов. Интервал - это разность логарифмов световых величин, выражающих свойства самого светлого и самого темного участков оригинала или изображения. Например, интервал яркости lв:
lв=lgBmax-lgBmin      (4.1)
Так же находят интервал освещенностей lе, интервал экспозиций lн и т. д. Интервал оптических плотностей 1d представляет собой разность:
ld=Dmax-Dmin      (4.2)
В числе относительных характеристик - контраст по наименьшей яркости k:
k= Bmax-Bmin/Bmin      (4.3)
Нетрудно видеть, что контраст k связан с числом дифференциальных порогов (3.4) между наибольшей и наименьшей яркостями. Иногда ту же разность яркостей относят к наибольшей, получая контраст по наибольшей яркости:
k1= Bmax-Bmin/Bmax      (4.4)
Из формул (4.3) и (4.4) следует:
k1=k/1+k; k=k1/1-k1
. Для характеристики контраста пользуются еще отношением крайних яркостей U:
U=Bmax/Bmin      (4.5)
. Контраст смежных участков. Мера контраста смежных участков - деталь яркости или деталь плотности. Логарифмическая деталь яркости
бB=lgB1/B      (4.6)
. где B1 и B - яркости смежных участков.
Деталь плотности
бD=D1-D      (4.7)
. где D1 и D - оптические плотности смежных участков. Иногда для характеристики контраста смежных участков пользуются отношением их яркостей B1/B называемым нелогарифмической деталью яркости.

Интервалы яркостей натурных объектов. Самые светлые тела природы имеют коэффициент отражения, не превышающий 0,98 - 0,99, а самые темные - около 0,01. Так как яркость пропорциональна освещенности (2.14), (2.15), то это значит, что интервалы равномерно освещенных плоских отражающих объектов, например непрозрачных полиграфических оригиналов, не могут превышать 2, а практически они меньше этого значения.

Интервалы яркостей объемных объектов во многих случаях больше указанного значения. Это связано с тем, что освещенности их участков не могут быть одинаковыми по всему полю. Во-первых, вследствие объемности элементов объекта углы падения света на них неодинаковы, а во-вторых, отдельные части объекта могут находиться в тени, т. е. в условиях меньшей освещенности. Особенно велик интервал в том случае, если объект фотографирования содержит светящееся тело. Например, пейзаж с солнцем имеет интервал, первышающий 6 (U = 2 000 000).

В табл. 4.1 для примера даны ориентировочные значения интервалов объемных объектов.

Табл. 4.1: Интервалы яркостей природных объектов
Объект Интернал, lB Отношение, U
Открытый пейзаж без неба и переднего плана 0,6-1,0 4-10
Открытый пейзаж с небом 1,3-1,8 20-60
Пейзаж с большими контрастами (небо и темный лес и т. д.) 2-2,3 100-200
Портрет человека со светлыми волосами на светлом фоне 1 - 1,3 10-20
Портрет человека с темными полосами на светлом фоне (или человека в черно-белом костюме) 2-2,3 100-200
Небо с белыми облаками 3-3,3 1000-2000
Интерьер с ярко-освещенным окном в кадре 3-1 1000-10000
Темные пролеты арок, аллей с ярко-освещенным передним планом 3-4,5 1000-30000
Морские пейзажи с небом и облаками 3-5 1000-100000


Интервалы плотностей оригиналов, предназначенных для полиграфического воспроизведения. Оптические плотности оригиналов Dор, изготовленных на непрозрачном материале, определяются относительно оптической плотности наиболее светлого участка (бумаги) Dб:
Dор=Dобщ-Dб
. где Dобщ - общая плотность изображения и бумаги.

В практике вычитания плотностей не производят, а устанавливают измерительный прибор - денситометр - o так, чтобы нулю его шкалы соответствовала плотность Dб - Тогда прибор показывает относительные оптические плотности Dор.

Контраст оригиналов оценивают интервалами их оптических плотностей. Практически интервал непрозрачных оригиналов всегда меньше предельного значения, указанного выше (ld = 2,0). Наибольшая оптическая плотность изображений, получаемых на фотографических бумагах, редко бывает больше 1,7. Оптическая плотность черной туши, применяемой для ретуши оригиналов, составляет = 1,8. Это и есть максимально возможное значение интервала плотностей оригинала, представляющего собой ретушированный фотографический снимок.

Интервалы диапозитивов могут достигать высоких значений, потому что их наибольшая плотность может быть 3 и выше. Однако эти значения относятся к штриховым изображениям, которые используются в особых условиях (их максимальные плотности не должны регистрироваться).
Назад Оптические основы фотографии Продолжение