СЕНСИТОМЕТРИЯ

СЕНСИТОМЕТРИЯ (от
позднелат. sensitivus-чувствительный и ...метрия), учение об измерении
фотографических свойств светочувствительных материалов. Возникла в 40-х
гг. 19 в. (вслед за открытием фотографии) и долгое время ограничивалась
определением светочувствительности фотослоев (откуда её название). Содержание
С. существенно расширилось после введения в 1890 англ. учёными Ф. Хертером
и В. Дриф-филдом понятия о характеристической кривой, с помощью
к-рой оцениваются мн. важные свойства фотографич. слоя. Совр. практич.
значение С. очень велико. На ней основаны многочисл. методы количеств.
контроля отд. стадий производства фото- и киноматериалов и массового получения
фотоизображений (в кинематографии, полиграфии, при аэрофотосъёмке и
пр.), а также приёмные и арбитражные испытания. Методы С. широко применяются
в тех областях науки, где необходимо прибегать к фотографич. регистрации
излучения (астрономия, спектроскопия и т. д.).

С. включает три осн. раздела:
денситометрию,
интегральную
С. и спектральную С. Первая посвящена измерению оптических плотностей
почернения
проявленных фотографич. слоев, цель к-рого - количеств. оценка результатов
фотографич. процесса. Содержание остальных двух разделов составляет количеств.
выражение свойств фотоматериалов по результатам измерения оптич. плотностей.
В интегральной С. свойства материалов определяются по отношению к белому
свету или иному свету сложного спектрального состава. В спектральной
С. изучают свойства (в частности
спектральную чувствительность) фотоматериалов
как функции длины волны экспонирующего света и влияние вида этих функций
на конечный фотографический эффект. По типам исследуемых фотографических
слоев С. разделяется на С. чёрно-белых материалов, С. цветных материалов,
С. фотографич. бумаг и С. материалов для регистрации ионизующих излучений.
Инструментальными средствами С. служат
денситометры, микрофотометры,
сенситометры, спектросенситометры, резолъвометры
и нек-рые др. приборы.

Совокупность взаимосвязанных
методов испытания фотографич. свойств све-точувствит. материалов составляет
сенситометрическую систему. Сов. система С. (ГОСТы 2817-50, 2818-45, 2919-45,
10691-63 для чёрно-белых материалов, ГОСТ 9160-59 для цветных материалов)
отличается от других нац. систем (амер. АСА, нем. ДИН) большей полнотой
получаемой информации и включает общесенситометрич., спектросенситометрич.
испытания и определение разрешающей способности фотослоев (резольвометрич.
испытания).

Характеристическая кривая
фотоматериала (рис. 1) - это функциональная зависимость между оптич. плотностью
D
почернения фотографического, возникающего после проявления, и логарифмом
экспозиции
IgH. Тангенс у угла наклона прямолинейного участка этой кривой
к оси lg H наз. контрастности коэффициентом',
он характеризует
способность фотоматериала передавать разность яркостей различных участков
изображаемого объекта. Отношение экспозиций, в диапазоне между к-рыми характеристич.
кривая прямолинейна, наз. фотографической широтой L [на рис. 1 L
= lg(HL,
тем лучше.) По характеристич. кривой определяют важнейшую сенситометрич.
величину - светочувствителъность
фотоматериала S, являющуюся основой
сравнения материалов между собой и выбора оптимальных условий экспозиции
при фото (кино) съёмке и позитивной печати. Светочувствительность есть
величина, обратная экспозиции, соответствующей определённой точке харак-теристич.
кривой (эта точка наз. критерием светочувствительности): S = k/H(k - нек-рое постоянное число). В сов. системе С. чёрно-белых фотоматериалов
S материалов общего назначения и киноплёнок (по отношению к белому свету
заданного спектрального состава) оценивается по критерию, равному диффузной
оптич. плотности 0,2 сверх плотности Da
S плёнок для аэрофотосъёмки - по плотности 0,85 сверх D= l/H(рис. 2). Нприэтом выражается в люкс х сек. В амер. системе
АСА S10 lg(l/Hоптич. плотность 0,1 сверх плотности вуали. Точность определения сенситометрич.
величин в среднем - светочувствительности ±10%, коэфф. контрастности ±4%.
Плотность вуали оценивается с точностью ±0,02 единиц оптич. плотности.

Рис. 1. Типичная характеристик
ческая кривая фотограч фического материала: АВ - начальный участок
кривой, ВС - прямолинейный участок, СЕ - конечный участок,
EF'
- область соляризации. Левее точки А - область вуали фотографической.
Тангенс 7 угла наклона ВС к оси IgH - контрастности коэффициент; проекция
ВС на ось IgH - фотографическая широта L. Точка i, в которой продолжение
ВС пересекается с осью IgH, - т. н. точка инерции; Do - оптическая плотность
вуали; А -порог почернения; Омане - наибольшая возможная для данного
материала оптическая плотность почернения.

Рис. 2. Различ ные критерии
определения светочувствительности фотоматериалов но их характеристическим
кривым: а - по оптической плотности 0,2 сверх плотности вуали (система
ГОСТ); б - по плотности 0,85 сверх плотности вуали (дополнительный
критерий ГОСТ); в - по оптической плотности 0,1 сверх плотности вуали при
заданном значении увеличения g оптической плотности в используемом
участке характеристической кривой, величина которого по оси IgH составляет
1,3 (системы ДИН и АСА).

Т. к. S, Y и Dзависят от времени проявления tnp, то в общесенситометрич. испытания
включено и построение кривых кинетики проявления S = ftу
= f(tf(tПо этим кривым находят число светочувствительности - важнейший параметр,
служащий для общего сопоставления фотоматериалов между собой и выбора правильных
условий экспонирования при практич. фотографировании. Это число представляет
собой светочувствительность при т. н. рекомендованном коэфф. контрастности
y(гамма).
Для универсальных (любительских) фотоплёнок y(гамма)= 0,8, для негативных киноплёнок - 0,65, для позитивных киноплёнок - 1,8
и т. д. Число светочувствительности совр. негативных материалов S от 20 до 350-400 единиц ГОСТ, а аэрофотографич. плёнок Sединиц ГОСТ. Между его значениями для фотоматериалов средней контрастности
(y(гамма) = 0,8-1) в сов. системе С. и осн. зарубежных системах
можно установить следующие (весьма приближённые) соотношения: S гост =
= 0,65 antilg (0,1 S дин), Sгост = 0,85 АСА. Так, 32 единицы ГОСТ=17°ДИН
= 40 АСА. К сенситометрич. испытаниям относится также построение кривых,
наз. изоопаками (см. Невзаимозамести-мости явление).

В цветофотографич. материалах
цветное изображение создаётся тремя красителями в трёх наложенных один
на другой проявленных эмульсионных слоях. Поэтому все осн. зависимости
(характеристич. кривые, изоопаки, кривые кинетики проявления и пр.) выражаются
наборами из трёх кривых каждая, а численные сенситометрич. параметры -
тремя величинами, отвечающими каждому отд. слою (аналитич. оценка), или,
в нек-рых случаях, каждому из типов элементарных рецепторов цветочувствит.
приёмника излучения, к-рое поступает от цветного изображения как единое
целое (интегральная оценка). Для негативных фотослоев такими рецепторами
служат слои позитивного материала (на них производится печать с негативного
изображения), а при оценке позитивного материала - цветовоспринимающие
элементы глаза, к-рый рассматривает изображение (см. Цветная фотография,
Цветовоспроизведение фотографическое).

При испытании чёрно-белых
фотоматериалов методами спектральной С. находят зависимости от длины волны
X экспонирующего монохроматического света энергетич. спектральной
чувствительности Sл(лямбда) и монохроматич. коэфф. контрастности
y.-
Sx обычно определяют как Sл(лямбда)= 1/HD
и выражают в энергетич. величинах (напр., в см²/эрг). По кривым
спектральной чувствительности lg Sл(лямбда) = fл(лямбда). (рис.
3) находят степень сенсибилизации оптической и граничную длину волны
л(лямбда)при превышении к-рой материал практически не чувствителен к излучению.
Осн. прибором, используемым в спектральной С., является спектросенситометр.

Способность фотоматериала
к воспроизведению малых деталей изображаемых объектов (его разрешающую
способность) и ряд других связанных с ней характеристик определяют в резольвометрич.
испытаниях, при к-рых получают кривую разрешения vгде vштрих/мм)
при
экспозиции Н. К этому роду испытаний относится и получение
частотно-контрастной
характеристики (функции передачи модуляции) для двух зон спектра -
синей и красной (см. Разрешающая способность
фотографирующей системы,
Структурометрия
фотографическая).

Рис. 3. Кривая спектральной
чувствительности сенсибилизированного фотографичес -кого материала. СС
- сте-- пень сенсибилизации; CD-степень десенсибилизации (уменьшения максимальной
величины IgSл(лямбда) в области собственной чувствительности материала);
л(лямбда)- длина волны, соответствующая максимуму добавочной (вызванной сенсибилизацией)
светочувствительности.

Особый раздел С. составляет
изучение фотографич. свойств бумаг, используемых при позитивной печати.
Макс. плотность почернения и полезный интервал экспозиций (аналог фотографич.
широты) фотобумаг значительно меньше, чем у позитивных материалов на прозрачной
подложке. Поэтому способы выражения результатов сенситометрич. испытаний
для бумаг иные, чем для плёнок и пластинок. Существенно отличается и денситометрия
фотографич. бумаг, поскольку их подложки непрозрачны и измерение оптич.
плотностей проводится не в проходящем, а в отражённом свете.

Лит.: Гороховский
Ю.Н.,Левен6ерг Т. М., Общая сенситометрия. Теория и практика, М., 1963;
Гороховский Ю. Н., Баранова В. П., Свойства черно-белых фотографических
плёнок, М., 1970; Гороховский Ю. Н., Спектральные исследования фотографического
процесса, М., 1960; М и з К., Джеймс Т., Теория фотографического процесса,
пер. с англ., Л., 1973. Л. Н. Капарский.