ñÎÄÅËÓ ÃÉÔÉÒÏ×ÁÎÉÑ 

Контроль цветовоспроизведения по серой шкале

Общие сведения

Правильность воспроизведения цвета цветной фотопленкой определяют по воспроизведению в негативе серого цвета различной светлоты без хроматических оттенков. Для получения правильного цветного негатива, обладающею требуемыми копировальными характеристиками, необходимо каждую заряжаемую в фотокамеру цветную пленку проверить, сняв в одном из кадров (лучше в 1...3 кадрах) серую 8-польную измерительную шкалу. При съемке серой шкалы наиболее эффективно контролируется цветовоспроизведение в градационном отношении, так как зрительный анализ ее изображения позволяет определить цветовые искажения и средства для их устранения. Серую шкалу снимают в кадре также при изменении условий освещения, смене растворов и при использовании рецептов обработки, отличной от стандартной.

Серая шкала позволяет определить: при правильной экспонометрии фотосъемки — отклонения в режиме обработки, а при правильной обработке — отклонения в съемочном процессе. Эффективно применение серой шкалы и для выбора различных рецептов и режимов обработки. Эффективность серой шкалы для контроля цветного процесса зависит от принятой градации ряда ее полей. Шкала представляет собой равноступенный ряд, так как именно равноступенность позволяет легко проводить измерения оптических плотностей изображения шкалы и визуально легче замечать ошибки тоновоспроизведения. Серая стандартная 8-польная шкала с константой плотности в отраженном свете 0,3 (изменение в два раза) позволяет при фотографировании реализовать восемь одновременных экспозиций, последовательно отличающихся друг от друга в два раза, т. е. выражать результаты измерений полей шкалы не только на стандартном сенситометрическим бланке, применяемом для построения характеристических и рабочих кривых негативов, но и на миллиметровой бумаге. Негативное изображение серой шкалы с равноступенными полями характеризует рабочую кривую негатива, полученную в рабочих условиях съемки и обработки. Ее ценность заключается в том, что она показывает степень светорассеяния на фотослое в съемочной камере в зависимости от при меняемого объектива и значения в кадре высших светлот объекта съемки как по площади, так и по интенсивности.

exponometry0016.gif

Рис. 1. Стандартные серые измерительные шкалы для экспонометрических испытаний кинофотоматериалов

Особую ценность представляет использование серой шкалы в индивидуальных условиях, позволяя визуально сравнивать различия в экспозиции, так как градация равноступенной 8-польной шкалы наглядно показывает, какое значение имела бы плотность негатива при изменении диафрагмы объектива на любое число делений. В стандартной шкале каждое поле эквивалентно одному делению шкалы диафрагмы или выдержек, т. е. каждая пара смежных полей показывает, как бы изменилась плотность в негативе любой детали объекта при изменении освещенности или выдержки в процессе съемки в два раза. Зрительный анализ изображения полей шкалы как в негативе, так и в позитиве позволяет находить причины цветовых и градационных искажений и средства для их устранения.

Серая шкала как аналог объекта съемки.

Для контрольных и измерительных съемок применяют 4-, 6-, 8- или 10-польные шкалы, выбор которых зависит от светлот конкретного объекта с определенным интервалом яркостей или от необходимости упрощения или уточнения расчетов. Различные шкалы имитируют различные объекты съемки по контрасту и интервалу яркостей. Изготовление шкалы описано в работе. В объектах съемки могут быть поверхности с различными светлотами. К наиболее светлым относятся свежевыпавший снег (95...99 %), белая бумага или ткань (до 80 % отражения), свежевыбеленные стены и другие подобные белые поверхности; к наиболее темным — черный мех (примерно 0,3 % отражения), черный бархат ( — 0,6 %), черное сукно (1...2 %), черная типографская краска (2...4 %). Между этими крайними светлотами находятся средние, например, светлота лица человека (~33 % отражения) и другие серые поверхности. Совокупность светлот всех практически существующих поверхностей образует предельный светлотный ряд, создающий при освещении предельный яркостный ряд, который может быть принят аналогом объекта съемки с предельными светлотными характеристиками. При этом светлоты могут выражаться двумя основными практическими моделями серых шкал. Первая модель, когда выбирается предельно возможный на практике ряд светлот от поверхности темнее черного меха до свежевыпавшего снега, и вторая, когда этот ряд несколько сокращается для выражения практически фотографируемого ряда яркостей от черного бархата до белых тканей, облаков и бумаги. Первый ряд выражается равноступенной 10-польной шкалой со светлотами в коэффициентах отражения р, показанный на рис. 1,а. Светлоты его полей отличаются друг oт друга в два раза. С достаточной для практики точностью среднюю светлоту 10-польного ряда ρср можно выразить среднеарифметическим значением:

ρср =(0,85+0,42+0,2+0,1+0,05+0,025+0,012+0,006+0,003+0,0015)/10 = 0,16.

Второй ряд выражается равноступенной 8-польной шкалой (рис. 1, а, б) и его среднюю светлоту также можно выразить среднеарифметическим значением: ρср =(0,8+0,4+0,2+0,1+0,05+0,025+0,012+0,006)/8 = 0,199.

В этом светлотном ряду черный бархат является эквивалентом самых темных, неосвещенных мест в объекте съемки, аналогичных черному телу, поглощающему все излучения и не отражающему свет.

exponometry0017.gif

Рис. 2. Стандартные измерительные серые 8-польиые шкалы разных размеров и различного расположения полей

Например, такие темные места, как тени в складках одежды черного цвета, должны обязательно выделяться на изображении других черных деталей объекта. Поэтому светлота черного бархата (или черного меха) в шкале необходима и оправданна. Число светочувствительности на фотопленках установлено для проработки в негативе этой светлоты. Ее яркость при съемке экспонируется на негативную пленку и воспроизводится на ней плотностью D1 = Dmin+ 0,1.

Средний коэффициент отражения ρ=0,16 и 10-польная шкала приняты в основном за рубежом. На ρ=0,16 рассчитаны зарубежные фотоэкспонометры в режиме измерения яркости. Средний коэффициент отражения 8-польной шкалы ρ=0,2 принят для отечественных фотоматериалов и экспонометров. Съемочный объект с ρср=0,2 при стандартной обработке фотопленки «Фото-65» воспроизводит в негативе среднюю плотность Dcp=1. Такому объекту соответствует образцовый объект (см. рис. 1).

Светооптические данные серой шкалы.

Стандартная измерительная 8-польная серая шкала (рис. 2) содержит поля определенной светлоты размером 100*100 или 80*80 мм. Для удобства сенситометрических измерений поле с ρ=0,2 может быть продублировано дополнительным полем увеличенного размера.

Светооптические данные шкалы следующие:

Номер поля Черный бархат Черное сукно Типографский шрифт Средние светлоты Опорная светлота для экспонометров Светлое лицо Белая ткань
1 2 3 4 5 6 7 8
Коэффициент отражения ρ 0,06 0,012 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8
Светлота, % 0,6 1,2 2,5 5 10 20 40 80
Оптическая плотность D 2,1 1,8 1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 0,0
Область световосприятия

Тени

Полутона Света

Стандартность шкалы заключается в следующем:

1. Ряд полей — равноступенный, позволяющий применять его в измерительных целях. Нумерация полей идет от черного (первое поле) к белому (восьмому). Нарастание светлоты полей принято выражать числами убывающей оптической плотности. Восьмому (белому) полю приписывается условно нулевая плотность Dср = 1. 2. Числа равноступенного ряда яркостей шкалы составляют геометрическую прогрессию. Визуально такой ряд яркостей воспринимается зрением также равноступенный по закону Вебера-Фехнера (логарифмический ряд). 3. Интервал (константа) оптических плотностей в отраженном свете равен 0,3 в логарифмическом выражении, что приравнено к изменению логарифмов экспозиций на стандартном сенситометрическом бланке. 4. Светлота каждого поля отличается от светлоты соседнего в два раза, что соответствует изменению диафрагмы съемочного объектива на одно деление шкалы или выдержки вдвое. 5. Исходным полем является восьмое с ρ = 0,8, отображающее условно широко распространенные высшие светлоты, а первое поле соответствует примерно светлоте черного бархата с ρ = 0,06, имитирующего не только эту темную ткань, но все темные места объекта съемки, очень мало отражающие свет. 6. Интервал светлот шкалы 1:128 соответствует практически предельному интервалу съемочного объекта на натуре и в помещении. 7. Фактура (цвет, тон) полей шкалы ахроматическая с матовой диффузно отражающей свет поверхностью (обязательное условие контрольной шкалы, обеспечивающее независимость яркости от направления падения света). Ряд светлот стандартной шкалы на практике может иметь несколько отличные данные, зависящие от исходного белого поля, условно обозначаемого оптической плотностью D=0,0. Другие поля должны быть взяты с последовательным понижением светлоты в два раза. Им будет соответствовать свой ряд коэффициентов отражения. Выбор исходного значения самого светлого поля может лежать в пределах 80...90 %, но обычно берется 80...85 % отражения. При составлении ряда светлот последнее поле (бархат) может несколько отличаться от ρ=0,006, но в экспонометрическом отношении это принципиального значения не имеет, так как абсолютные значения яркостей укладываются в интервал 1:100..1:150 и для практических измерений и визуального сопоставления плотности полей в негативе вполне достаточны.

Преимущества измерительной серой шкалы

заключаются в ее равноступенности с константой плотности 0,3, что позволяет: при фотографировании шкалы реализовать одновременно восемь экспозиций, последовательно отличающихся в два раза; при обработке пленки со снятой шкалой получать в негативе восемь участков, рассматриваемых как результат экспонирования одной и той же яркости с восемью разными диафрагмами или выдержками; проверять светочувствительность фотопленки по проработке в негативе первого поля снятой шкалы относительно плотности вуали; подбирать проявители по составу и времени проявления при съемке шкалы в различных экспонометрических режимах; при денситометрических измерениях плотностей шкалы получать рабочую кривую негатива при съемке в реальных условиях при заданных освещении, экспозиции, режиме обработки и выбранной фотокамере; визуально определять в негативе качество воспроизведения объекта по проработке полей шкалы в тенях и светах, контрасту изображения и средней плотности; наблюдать разницу в плотностях негатива как следствие двукратных изменений освещенности, диафрагмы и выдержки; применять серую шкалу как средство контроля при цветовоспроизведении в цветной фотографии.

Контрольная съемка серой шкалы

проводится в основном с целью согласования показаний экспонометра с освещением объекта, определения правильности съемочной экспозиции с нормальной обработкой и для контроля цветовоспроизведения. Серую шкалу рекомендуется снимать в одном кадре, но лучше в трех первых кадрах заряженной в фотокамеру пленки с тремя разными экспозициями. При этом следует определять: место шкалы в кадре и на объекте съемки, размер изображения шкалы, положение плоскости шкалы относительно фотокамеры и источников света и характер освещения шкалы. Особое значение приобретает съемка серой шкалы в цветной фотографии. Место шкалы в цветном кадре определяют возле сюжетно-важной детали, например под лицом или около лица человека, снимаемого крупным планом. Можно снимать шкалу вертикально возле края кадра. Остальное место должно быть занято деталями, помогающими определению качества изображения. При цветной съемке серая шкала должна освещаться только тем светом (балансным), на который рассчитан данный тип пленки. Основное требование к освещению шкалы — равномерность ее освещения по всей площади. При неравномерности теряется смысл ее применения. Обычно шкалу устанавливают в кадре во фронтальной плоскости относительно съемочной камеры. Если освещение объекта равномерное, то положение шкалы находится без труда. При съемках с боковым рисующим светом шкалу поворачивают в сторону главного источника света, но не более чем на 30°. При большем повороте (45°) размеры полей шкалы в изображении настолько уменьшаются, что изображение становится неприемлемым. Следует учитывать, что при боковом освещении объекта установленная фронтально относительно съемочной камеры шкала будет иметь освещенность меньше основной (ключевой) вследствие непрямого, а под углом падения света. В этом случае поля шкалы не могут нормально характеризовать общую экспозицию объекта. Если шкала имеет не матовую, а поверхность с бликами, то, например, черное поле, передаваясь в негативе повышенной плотностью, может создать впечатление передержки, несмотря на правильность экспозиции. Шкала требует равномерного освещения во всех случаях фотосъемки. При пятнистом освещении и различном цветном освещении объекта съемки (художественная съемка) применять шкалу нельзя.

Спектрозональная связь полей серой шкалы с цветами объекта съемки.

Цветность хроматического цвета (цветовой тон и насыщенность) обусловлена определенными соотношениями уровней (ступеней) его зональных яркостей в синей, зеленой и красной зонах спектра (с, в, к), выраженных на рис.3 высотой горизонтальной линии над осью абсцисс. Светлоты полей серой шкалы выражаются спектрозональными ступенями яркости разной высоты, показанными на рис.3 сверху и снизу шкалы. Каждый из серых цветов (полей) образован тремя равными ступенями во всех трех зонах спектра. Первое (черное) поле, не имеющее яркости, практически не отражает свет, поэтому на соответствующих ему малых зональных графиках ступени зональных цветов (синего, зеленого и красного) отсутствуют. Уровень светлот всех остальных полей шкалы показан высотой соответствующих ступеней — горизонтальной линией светлоты (яркости) по оси ординат. Восьмое (белое) поле предельно отражает свет во всех трех зонах спектра и его уровень светлоты показан на соответствующем зональном графике наибольшей высотой ступени — верхней горизонтальной линией. На рис.3 к зональным графикам и полям серой шкалы в качестве примера стрелками «привязаны» два хроматических цвета — сине-голубой вверху и оранжевый внизу рисунка. Зональные яркости каждого цвета приравниваются к зональным яркостям определенных полей серой шкалы (указаны стрелками). В отношении равной интенсивности у сине-голубого цвета синяя зона равновелика синей зоне 7-го поля шкалы (светлосерый цвет), зеленая зона равновелика зеленой зоне 5-го поля шкалы (средне-серый цвет), красная — красной зоне 2-го темного поля серой шкалы. Если в фотографическом процессе при съемке серой шкалы на цветном объекте удается в цветном изображении воспроизвести серую шкалу не только серой, но и получить соотношения яркостей ее полей, то при этом автоматически будут переданы без искажений соотношения зональных яркостей хроматического цвета, а следовательно, и сам хроматический цвет. Эти условия будут соблюдаться для каждого фотографируемого хроматического объекта, снятого в одинаковых условиях с серой шкалой, поскольку зональные яркости любого цвета всегда будут лежать в пределах величин зональных яркостей полей серой шкалы. Наблюдая хроматический цвет в цветном фотографическом изображении без серой шкалы, анализировать количественную сторону происшедших в нем зональных искажений не удается, поскольку зрение воспринимает лишь общее впечатление от цвета, а применение в объекте съемки серой шкалы дает возможность наблюдать по ней весь ход фотографической регистрации зональных яркостей цветов, так как она представляет собой как бы расчлененные зоны всех хроматических цветов, систематизированные в одном ряду. При цветном фотографировании следует учитывать, что эффективность применения для контроля цветовоспроизведения серой шкалы зависит прежде всего от ясного понимания цветов и их спектров, закономерностей образования цветов в природе и закономерностей фотографического воспроизведения тонов цветных объектов съемки. При учете в цветофотографическом процессе действий различных переменных факторов и сопоставляя их с изменениями параметров серой шкалы в негативе — позитиве можно установить такое сочетание условий съемки и обработки, которое явится благоприятным для наилучшего воспроизведения серой шкалы, а при этом и лучшим цветовоспроизведением. Практика показывает, что абсолютно точного воспроизведения шкалы получить не удается. Однако по визуальной оценке ее изображения (без непосредственного сравнения с оригиналом) серая шкала на цветном отпечатке может быть воспроизведена хорошо (особенно на диапозитивной пленке для «слайдов»). Практическая закономерность такова, что при наименьших искажениях серой шкалы получаются наименьшие искажения цветовоспроизведения. В художественной фотографии качество цветного изображения определяется в основном субъективными оценками, при которых объективное цветовоспроизведение по серой шкале (особенно при цветном и пятнистом освещении) не всегда будет признано правильным. Однако с помощью серой шкалы можно установить ряд условных положений, при которых объективные результаты будут полезны при цветной съемке. Например, те условия съемки объекта с серой шкалой и обработки, при которых воспроизведение шкалы получается наименее искаженным, а следовательно, с наибольшим приближением к правильному цветовоспроизведению, можно назвать нормальными условиями. При этом и съемочная экспозиция, и полученный негатив так же могут быть признаны нормальными. А при нормальной экспозиции можно определить и нормальное (не сенситометрическое) значение светочувствительности.

exponometry0018.gif

Рис. 3. Схема спектрозональной связи хроматического цвета объекта съемки с полями серой измерительной шкалы