Sensibilidad a la luz de los materiales fotográficos.

La sensibilidad a la luz de un material fotográfico  es una característica de un material fotográfico , que refleja su capacidad para cambiar su densidad óptica bajo la influencia de la luz y el posterior revelado [1] . La sensibilidad a la luz es inversamente proporcional a la exposición , que se requiere para obtener una densidad óptica determinada [2] . La rama de la metrología que estudia la sensibilidad a la luz de los materiales fotográficos se denomina sensitometría . Las unidades ISO que se utilizan actualmente para indicar la fotosensibilidad son internacionales y están estandarizadas por la organización del mismo nombre.

El concepto de sensibilidad a la luz utilizado en fotografía digital no tiene nada que ver con la sensibilidad de los materiales fotográficos, ya que los principios de la sensitometría no son aplicables a los métodos electrónicos de registro de imágenes. Además, la fotografía digital utiliza un valor que refleja no tanto la sensibilidad de la matriz como las propiedades del ADC y los algoritmos de la cámara para convertir sus datos en coordenadas de espacio de color [3] .

Sin embargo, los sistemas de medición de la exposición de las cámaras digitales utilizan el equivalente ISO para permitir los principios clásicos de control de la exposición tomados de la fotografía analógica .

Criterios de sensibilidad a la luz

La búsqueda del sistema de medición ISO más preciso comenzó inmediatamente después de la invención de la fotografía para cuantificar la exposición necesaria para producir una imagen de calidad. Sin embargo, los primeros avances en esta área aparecieron simultáneamente con el proceso de gelatina de plata , que reemplazó al impredecible daguerrotipo y al proceso de colodión húmedo . Al mismo tiempo, la principal dificultad era que la densidad óptica de la imagen negativa o positiva resultante no solo depende de la intensidad de la exposición, sino también del modo de revelado. Aumentar el tiempo de revelado conduce a un aumento de la densidad óptica, pero la fotosensibilidad se ve afectada en mucha menor medida. Por lo tanto, el problema principal de cualquier sistema sensitométrico es el criterio de fotosensibilidad , que permite la determinación más precisa de la capacidad de una emulsión fotográfica para responder a la luz, y no depende de otros factores.

El primer criterio, utilizado desde la década de 1870 , fue el umbral de ennegrecimiento, es decir, la exposición mínima que da una densidad detectable [2] . Tal criterio se utilizó en la mayoría de los sistemas de referencia, por ejemplo, Scheiner ( alemán  Julius Scheiner ), Eder ( alemán  Josef Maria Eder ) y Wynn. En 1890, los científicos ingleses Herter ( ing.  Ferdinand Hurter ) y Driffield ( ing.  Vero Charles Driffield ) formularon el concepto de curva característica . Se eligió el punto de inercia (criterio de Hurter-Driffield) como criterio de fotosensibilidad : el punto de intersección de la tangente a la sección rectilínea de la curva característica con el eje del logaritmo de exposición. En la URSS , la escala de fotosensibilidad de Hörter y Driffield, abreviada como "X y D" ( ing.  H&D ), se usó oficialmente desde 1928 hasta la transición a las unidades GOST de acuerdo con el estándar GOST 2817-50 [2] . Al mismo tiempo, la escala H&D utilizada en el Reino Unido no coincidía con la soviética [4] . El estándar X y D fue reemplazado en la URSS por la escala GOST en octubre de 1951 [5] .

En el moderno sistema sensitométrico ISO, se utiliza como criterio la densidad óptica normalizada , es decir, la densidad que supera la densidad total del velo y del sustrato en un determinado valor umbral. La exposición requerida para obtener tal densidad sirve como punto de referencia para determinar la fotosensibilidad. Para diferentes tipos de materiales fotosensibles: negativos, positivos, reversibles, etc., se aceptan diferentes valores de este criterio en los mismos sistemas de medida. Por ejemplo, para materiales de películas fotográficas negativas en blanco y negro, se considera que el umbral de densidad es 0,1 por encima del velo [6] . El mayor desarrollo de las tecnologías de fotoproceso requería la mejora de la sensitometría, que requería la medición de la fotosensibilidad de películas y papeles multicapa coloreados. Cada una de las capas sensibles a la luz de dichos materiales tiene su propia sensibilidad a la luz, a menudo diferente de las vecinas. Además, la densidad óptica en materiales coloreados no es creada por plata metálica , como en blanco y negro, sino por tintes que componen una imagen en color.

Conceptos básicos

La fotosensibilidad total  es una medida cuantitativa de la fotosensibilidad, determinada experimentalmente en condiciones estandarizadas para exponer material fotográfico a luz blanca y su posterior procesamiento en laboratorio. Medido en base a las características del sensitograma resultante. También llamada sensibilidad integral o fotográfica. Para abreviar, es la fotosensibilidad total la que suele llamarse fotosensibilidad o sensibilidad del material fotográfico.

Sensibilidad de color  : para materiales fotográficos en blanco y negro, la sensibilidad relativa a diferentes colores del espectro visible y áreas adyacentes. La sensibilidad al color se define en términos de sensibilidad efectiva y, a menudo, se expresa mediante la multiplicidad de un filtro de color normalizado [7] .

Sensibilidad efectiva  - fotosensibilidad a la radiación de una determinada composición espectral [7] .

Sensibilidad espectral: sensibilidad  a la luz medida cuando se expone a luz monocromática de una cierta longitud de onda.

El número de fotosensibilidad ( índice de exposición ) es una expresión cuantitativa de la fotosensibilidad total, que marca el material fotográfico. Este número y el valor medido del brillo o la iluminación de los objetos fotografiados se utilizan para encontrar la exposición correcta .

La escala de fotosensibilidad  es la secuencia de valores de los números de fotosensibilidad adoptados en un sistema sensitométrico específico. Aplicado a calculadoras de exposímetros . Hay dos tipos de escalas: aritmética y logarítmica [8] .

Estándares de sensibilidad a la luz

Desde principios de la década de 2000, la indicación más extendida de la sensibilidad del material fotográfico en unidades del sistema ISO , estandarizada en 1974 . Se deriva de una combinación de los sistemas anteriores ASA y DIN . Actualmente, el estándar ISO 5800:2001 [9] se utiliza para medir la fotosensibilidad de las películas fotográficas negativas en color . Existen otros dos estándares, ISO 6:1993 e ISO 2240:2003, como escalas de velocidad ISO para imágenes fotográficas en negativo en blanco y negro y en color invertido.

El equivalente ISO para cámaras digitales se define en la norma ISO 12232:2006, publicada por primera vez en agosto de 1998 y revisada por última vez en octubre de 2006 .

Comparación de fotosensibilidad en diferentes estándares

La tabla muestra los valores comparativos de los principales sistemas de medición de fotosensibilidad GOST, "X y D", Weston, ASA, ISO, APEX y DIN [10] [4] [11]

Comparación de diferentes sistemas de medición ISO
APEX Sv ( 1960- ) ISO (1974-)
aritm./log.° 		Aritmética "X y D" (1928-1951)
. 		aritmética de Weston
. 		ASA (1960-1987)
aritmética. 		DIN (1961-2002)
logar. 		GOST (1951-1986)
aritmética. 		Ejemplos de materiales fotográficos con
tal fotosensibilidad
−2 0,8/0° quince 0.8 0 " Svema " TsP-8R, TsP-11
1/1° 17.5 una una una
1,2/2° 25 1.2 2 1.2
−1 1,6/3° treinta 1.6 3 1.4
2/4° 38 2 cuatro 2
2,5/5° cincuenta 2.5 5 2.4 " Svema " Mikrat-300
0 3/6° 63 3 6 2.8 " Tasma " OCT-N
4/7° 75 cuatro 7 cuatro
5/8° 100 5 ocho 5 Papel fotográfico " Slavich " Phototsvet-4
una 6/9° 125 6 9 5.5 kodachrome originales
8/10° 150 ocho diez ocho Polaroid Pola Azul
10/11° 200 diez once 9 Kodachrome 8mm
2 12/12° 250 12 12 once Gevacolor 8 mm reversible, más tarde Agfa Dia-Direct , " Svema " KN-1
16/13° 350 6 dieciséis 13 dieciséis Agfacolor 8mm reversible
20/14° 400 ocho veinte catorce Dieciocho Adox CMS 20
3 25/15° 500 diez 25 quince 22 Agfacolor antiguo , Kodachrome II y Kodachrome 25 , Efke 25 , " Tasma " TsO-22D
32/16° 700 12 32 dieciséis 32 Kodak Panatomic-X , " Svema " DS-5M, Foto-32
40/17° 800 dieciséis 40 17 38 Kodachrome 40 (película), " Tasma " Panchrome SChS-1
cuatro 50/18° 900 veinte cincuenta Dieciocho 45 Ilford Pan F Plus , Kodak Vision2 50D 5201 (película), AGFA CT18 , " Svema " DS-4
64/19° 1400 24 64 19 sesenta y cinco Kodachrome 64 , ORWOCOLOR NC-19 , " Tasma " Panchrome SChS-4, " Svema " Photo-65
80/20° 1500 32 80 veinte 75 Ortopedia comercial de Ilford
5 100 /21° 2000 40 100 21 90 Kodacolor Gold , Kodak T-Max , Provia , Efke 100 , " Svema " KN-3
125/22° 2500 cincuenta 125 22 125 Ilford FP4+ , plato Kodak Plus-X
160/23° 3000 64 160 23 130 Fujicolor Pro 160C/S , Kodak Ektachrome de alta velocidad , Svema Photo-130
6 200 /24° 4000 80 200 24 180 Fujicolor Superia 200 , " Svema " OChT-180, " Tasma " OCh-180, TsO-T-180L
250/25° 5000 100 250 25 240 " Tasma " Foto-250
320/26° 6000 125 320 26 250 Kodak Tri-X Pan Profesional
7 400 /27° 8000 400 27 350 Tri-X 400 , Ilford HP5+ , Fujifilm Superia X-tra 400 , Svema OCHT-V, Tasma A-2Sh
500/28° 10000 500 28 500 Kodak Vision3 500T 5219 (película), " Tasma " Panchrome type-17 [12]
640/29° 12500 640 29 560 Polaroid 600
ocho 800 /30° 16250 800 treinta 700 Fuji Pro 800Z , " Tasma " Panchrome tipo-15 [12]
1000/31° 20000 1000 31 1000 Kodak P3200 TMAX , Ilford Delta 3200
1250/32° 1250 32 1200 Pancromática Kodak Royal-X
9 1600 /33° 1600 33 1440 Fujicolor 1600 , " Tasma " Isopancromo tipo 42 [13]
2000/34° 2000 34 2000
2500/35° 2500 35 2400
diez 3200 /36° 3200 36 2880 Konica 3200 , Fujifilm FP-3000b , " Tasma " Panchrome tipo-13 [12]
4000/37° 37 4000
5000/38° 38 4500 " Tasma " Isopancromo tipo-24 [12]
once 6400 /39° 6400 39 5600
8000 /40°
10000 /41° 10000 Kits de fotografía para fotografía instantánea Polaroid tipo-410 [14]
12 12500/42°
16000/43°
20000/44° 20000 Kits de fotografía para fotografía instantánea Polaroid tipo-612 [14]
13 25000/45°

Determinación de la sensibilidad ISO para materiales fotográficos

La sensibilidad a la luz de los materiales fotográficos negativos en blanco y negro está determinada por la curva característica, que se construye en formularios especiales o papel cuadriculado basado en los resultados de medir el sensitograma usando un densitómetro [15] . El punto de la curva a partir del cual se determina la fotosensibilidad (punto de criterio) se indica con la letra "m" en la figura, y para las películas negativas en blanco y negro, su densidad debe ser de 0,1 por encima del velo. En este caso, el negativo debe revelarse de forma que el punto “n”, expuesto 1,3 unidades más que “m”, tenga una densidad óptica que lo supere en 0,8. Esta es una condición importante para mantener la relación de contraste especificada . En este caso, la exposición H m en lux por segundo , correspondiente al punto m, se puede considerar como criterio de sensibilidad, y el valor aritmético de la sensibilidad ISO se determina mediante la ecuación:

Para materiales fotográficos positivos y reversibles , la fotosensibilidad está determinada por la misma igualdad, que difiere en el coeficiente superior para otros criterios de contraste.

La dependencia de la fotosensibilidad del modo de revelado anima a los fabricantes de materiales fotográficos a indicar la formulación recomendada y los modos de revelado, en los que se alcanza el valor de este parámetro indicado en el envase. El uso de otros reveladores y modos puede cambiar la sensibilidad a la luz y provocar resultados de medición de exposición erróneos. Además, el revelado intenso conduce a un mayor contraste y una mayor granulosidad, lo que afecta negativamente a la calidad de la imagen.

Determinación de la fotosensibilidad de materiales fotográficos en color

Para las películas multicapa en color, la fotosensibilidad se determina según leyes más complejas, ya que se deben tener en cuenta las propiedades de tres curvas características. Las tres capas fotosensibles tienen diferentes valores de fotosensibilidad parcial, dependiendo del balance de color de la película. Por lo tanto, la fotosensibilidad de los materiales fotográficos en color es una cantidad compleja compleja.

El ISO total de las películas negativas en color se define como el promedio de los tres ISO parciales de cada capa. Para materiales fotográficos positivos, se toma como fotosensibilidad total la menor de las parciales, y para las reversibles, la mayor [7] . Otra característica de la sensitometría de las películas multicapa es el hecho de que la imagen en ellas no consiste en plata metálica, sino en colorantes. Por lo tanto, es necesario utilizar varios conceptos diferentes de densidad óptica, reflejando la concentración de cada uno de los colorantes en el campo correspondiente del sensitograma. Los términos más utilizados son densidad de grises equivalente visual (VESP) y densidad de copia [16] . El primer parámetro suele referirse a materiales fotográficos positivos o reversibles, mientras que el segundo se refiere a negativos y contratipos [17] .

Formas de cambiar la sensibilidad a la luz

Sensibilización

La sensibilidad a la luz natural de las emulsiones de haluros de plata se encuentra en la región azul-violeta del espectro visible. La sensibilidad uniforme a todos los rayos visibles se logra mediante la sensibilización óptica de los materiales fotográficos mediante la adición de sensibilizadores a la emulsión [18] . Estos suelen ser algunos tipos de tintes orgánicos depositados en la superficie de los microcristales de haluro de plata. De esta manera, se obtienen películas fotográficas en blanco y negro, que difieren en la sensibilidad del color, y emulsiones para diferentes capas de materiales fotográficos multicapa en color. Con la ayuda de la sensibilización química , aumenta la fotosensibilidad general. Para ello se utilizan sales de metales nobles: oro y platino , así como otras sustancias que permiten aumentar varias veces la fotosensibilidad [19] . En algunos casos, para simplificar el procesamiento de laboratorio, se utiliza la desensibilización, que reduce la sensibilidad espectral o la sensibilidad a la luz general del material fotográfico expuesto, pero no afecta la imagen latente.

Latensificación

Latensificación ( lat.  latens  - oculto y lat.  facio  - yo hago) - amplificación de la imagen latente existente en material fotográfico, que sirve para aumentar la fotosensibilidad efectiva [20] . La forma más sencilla es iluminar adicionalmente la capa fotográfica con luz de baja intensidad después de la exposición principal antes del revelado [21] . Una acción adicional de este tipo produce un aumento de los centros inestables de la imagen latente y su transición a un estado estable. La intensidad de la iluminación se elige de modo que el aumento del nivel del velo no exceda de 0,05 a 0,01. Bajo esta condición, la fotosensibilidad puede incrementarse por un factor de 2-4. El método es más efectivo para fotomateriales de sensibilidad media y baja, mientras que la fotosensibilidad alta puede disminuir. Otra tecnología implica el tratamiento de la emulsión con amoníaco, peróxido de hidrógeno o vapor de mercurio [21] . Al igual que la hipersensibilización, la latencia conduce a resultados poco reproducibles.

El efecto de latencia se utilizó en la tecnología de " iluminación medida adicional " (SDZ), ampliamente utilizada por los camarógrafos para controlar la latitud fotográfica y la fotosensibilidad de las películas [22] . Al mismo tiempo, la película negativa destinada a rodar la película, poco antes de la exposición principal, recibió una película preliminar uniforme a través de un filtro de color. Como resultado, fue posible mejorar significativamente la reproducción del color y el detalle en las sombras [23] . Además, el método hizo posible ajustar el balance de color del negativo para disparar en condiciones de iluminación no estándar. Para la tecnología de detección remota, un grupo de especialistas soviéticos dirigido por Pavel Lebeshev recibió una patente No. 1057919 [24] .

Cambiar la sensibilidad con el modo de desarrollo

El proceso de empuje no es aplicable a los materiales fotográficos positivos debido a otros principios del fotoproceso positivo , en los que el revelado se produce no a valores intermedios de contraste, sino “hasta el final”, es decir, hasta que se obtienen las densidades ópticas y el contraste máximos. Además, el alcance de las emulsiones positivas no implica la necesidad de una alta sensibilidad. Los materiales fotográficos reversibles y negativos en color son menos adecuados para el procesamiento de empuje que los de blanco y negro, ya que cambiar el modo de revelado conduce a un desequilibrio de color y un desequilibrio irreversible de las capas sensibles a la luz en contraste. Algunos fabricantes permiten el procesamiento de materiales de color con desarrollo intenso, pero sus parámetros están estrictamente regulados. La disminución de la fotosensibilidad por la reducción de la intensidad del revelado se denomina proceso de extracción ( ing.  Pull ). El resultado se logra reduciendo el tiempo de desarrollo. Esta tecnología se utiliza principalmente para reducir el contraste de la imagen o cuando se procesan materiales fotográficos sobreexpuestos deliberadamente.

Los términos Empujar y Tirar tienen su origen en las primeras décadas del cine, cuando la corrección de la exposición se producía durante el desarrollo de una película negativa ortocromática bajo iluminación no actínica . El camarógrafo presente en el procesamiento de laboratorio podría pedirle al asistente de laboratorio que retire el marco con la película enrollada del tanque de revelado (Pull) o que continúe revelando bajándolo hacia atrás (Empuje).

Índice de exposición

El índice de exposición EI se utiliza en los casos en que el uso directo del valor de sensibilidad es difícil. EI es aplicable para compensar las imprecisiones de exposición de la cámara o el procesamiento no estándar. El índice de exposición se puede llamar "establecer ISO" en lugar de ISO nominal. Por ejemplo, la película ISO 400 puede exponerse con poca luz a EI 800 y luego revelarse más para producir negativos imprimibles. Otro ejemplo es disparar con una cámara con obturador que da un error constante en una dirección u otra. En este caso, puede utilizar el EI adecuado, que difiere del valor ISO hacia un error constante, o la compensación de exposición para compensar el error.

Sobreestimación de la velocidad de la película por parte de los fabricantes

Para algunas películas de alta sensibilidad, el modo de revelado "normal" es el revelado, lo que conduce a un aumento de la sensibilidad ("proceso de empuje"). El desarrollo estándar de este tipo de materiales fotográficos permite obtener una menor sensibilidad con un contraste reducido. Por ejemplo, un revelador estándar produce una sensibilidad de 1000, uno recomendado: 3200. La marca de sensibilidad de algunas películas de inversión de color puede contener el índice "P", que indica la sensibilidad lograda en el caso del procesamiento "push".

Sensibilidad a la luz y grano

La sensibilidad a la luz de una emulsión fotográfica depende del tamaño de los granos de haluro de plata, ya que los granos más grandes dan una mayor sensibilidad. Las películas de grano fino tienen baja sensibilidad y son adecuadas para contratipo o impresión positiva. Los materiales fotográficos negativos diseñados para disparar en condiciones de iluminación difíciles o con velocidades de obturación rápidas tienen grano grueso y baja resolución . Por tanto, una de las principales dificultades resueltas en el proceso de mejora de materiales negativos fue la obtención de altos valores de sensibilidad con granos finos.

La ley de la reciprocidad

En la mayoría de los casos, la exposición, que es producto de la iluminación y la velocidad de obturación , no depende de los valores específicos de cada uno de los factores.

Sin embargo, con exposiciones muy largas, hay una desviación de esta ley, lo que lleva a una disminución de la fotosensibilidad, determinada para las velocidades de obturación más utilizadas, que se encuentran en el rango de 1/1000-2 segundos. El cambio en la sensibilidad a la luz con exposiciones prolongadas es importante en áreas de la fotografía que requieren exposiciones prolongadas (como la astrofotografía ) y se expresa mediante coeficientes especiales que se utilizan en tales casos.

Véase también

Notas

  1. ↑ Procesos y materiales de películas y fotografías, 1980 , p. 51.
  2. ↑ 1 2 3 L. V. Konovalov. Curva característica . - M.,: VGIK, 2007. - S. 22. - 29 p. Archivado el 28 de marzo de 2014 en Wayback Machine .
  3. ↑ Chris Weston. Exposición en fotografía digital / T. I. Khlebnova. - M.,: "ARTE-primavera", 2008. - S. 18. - 192 p. - ISBN 978-5-9794-0235-2 .
  4. ↑ 12 James Ollinger . Comparación de índices de exposición de películas obsoletas . Colección de medidores de exposición. Consultado el 24 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2015.  
  5. ↑ Breve guía fotográfica, 1952 , p. 142.
  6. ↑ Fotokinotecnia, 1981 , p. 290.
  7. ↑ 1 2 3 Procesos y materiales de películas y fotografías, 1980 , p. 57.
  8. ↑ 1 2 Photokinotechnics, 1981 , p. 289.
  9. ↑ ISO 5800:  1987 . Fotografía - Películas negativas en color para fotografía fija - Determinación de la velocidad ISO . ISO (21 de junio de 2012). Consultado el 8 de noviembre de 2012. Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2012.
  10. ↑ Breve guía fotográfica, 1952 , p. 145.
  11. ↑ S. V. Obruchev. Libro de referencia de un viajero e historiador local / V. M. Zarankin. - M.,: Editorial estatal de literatura geográfica, 1949. - V. 1. Copia de archivo del 8 de septiembre de 2013 en la Wayback Machine
  12. ↑ 1 2 3 4 Foto soviética, 1986 , p. 45.
  13. ↑ N. G. Kokshaikin. La fotografía aérea y la creación de películas aéreas domésticas (enlace inaccesible) . Museo Shostka de Costumbres Locales (27 de octubre de 2011). Consultado el 16 de noviembre de 2012. Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2012. 
  14. ↑ 1 2 Martín (Marty) Kuhn. Film Index  (inglés)  (enlace no disponible) . película _ La lista de tierras. Consultado el 10 de marzo de 2014. Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2003.
  15. ↑ Procesos y materiales de películas y fotografías, 1980 , p. 49.
  16. ↑ Procesos y materiales de películas y fotografías, 1980 , p. 44.
  17. ↑ Curso de fotografía general, 1987 , p. 102.
  18. ↑ Curso de fotografía general, 1987 , p. 57.
  19. ↑ Procesos y materiales de películas y fotografías, 1980 , p. cuatro
  20. ↑ Curso de fotografía general, 1987 , p. 62.
  21. ↑ 1 2 Astrofotografía amateur, 1986 , p. 51.
  22. ↑ La escasez de material cinematográfico se agudiza (enlace inaccesible) . cronica _ Enciclopedia del cine ruso (1 de marzo de 1990). Fecha de acceso: 19 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. 
  23. ↑ Técnica de cine y televisión, 1978 , p. 26
  24. ↑ A. Gurova, P. Markovsky, A. Vinokur, L. Artyushin, P. Lebeshev, R. Ionih, O. Ovilko, B. Moskalev, O. Ioshin. Un método para la iluminación dosificada adicional de películas y materiales fotográficos y un dispositivo para su implementación . Base de patentes de la URSS. Fecha de acceso: 10 de enero de 2016. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2017.

Literatura