感光材料的結(jié)構(gòu)、種類與性能.ppt

1、第二章 攝影感光材料,攝影有傳統(tǒng)攝影和數(shù)碼攝影兩大類（P74） 根本不同是用以記錄影像的方法和感光材料不同 傳統(tǒng)攝影，記錄影像的方法是“模擬法”，采用銀鹽感光方法和染料成像法，記錄的是被攝景物的模擬影像。 數(shù)碼攝影采用數(shù)字化的方法記錄景物的數(shù)碼影像。 傳統(tǒng)攝影感光材料主要是銀鹽系統(tǒng)感光材料，另有少量的非銀鹽系統(tǒng)感光材料。 數(shù)碼攝影的感光材料是CCD或CMOS芯片。 傳統(tǒng)攝影感光材料有感光片和相紙兩種。感光片用于拍攝記錄被攝景物影像，相紙用于印相或放大影像。,傳統(tǒng)攝影材料的感光原理，主要是利用了光敏物質(zhì)的感光性能，使感光物質(zhì)在光線照射下，發(fā)生光化學(xué)效應(yīng)，生成潛影。 銀鹽系統(tǒng)感光材料采用的感光物質(zhì)

2、，主要是銀的鹵化物銀鹽。鹵化銀有：溴化銀、碘化銀和氯化銀。 非銀鹽系統(tǒng)感光片，又被稱為“染料型黑白感光片”、“彩色法黑白感光片”。 數(shù)碼攝影的感光材料：1981年，日本索尼公司發(fā)明瑪維卡（Mavica）相機(jī)，開始采用CCD（Charge Coupled Device,電子耦合器）來記錄影像。使影像數(shù)碼化，便是數(shù)碼攝影記錄影像的方法。 現(xiàn)在，有部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)采用CMOS芯片來記錄影像。 CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 Complementary MetalOxideSemiconductor），與 CCD 相比，具有低能耗、高集成度和低生產(chǎn)成本等優(yōu)勢。,第一節(jié) 感光材料的發(fā)展簡史 一，感光片的發(fā)展

3、歷程 感光片的發(fā)展，主要有兩個(gè)方面： 一是感光物質(zhì)的發(fā)展、進(jìn)步； 二是感光物質(zhì)的載體片基的發(fā)展與改進(jìn)。 1，1800年，英國人托馬斯。韋奇伍德用涂硝酸銀的皮革拍攝“陽光的照片”樹葉。 2，1826年，法國人尼埃普斯用瀝青加熏衣草油涂在鉛錫合金版上，拍攝了第一幅永久性照片鴿子窩。曝光時(shí)間約8小時(shí)。 3， 1829年，法國人路易達(dá)蓋爾和尼埃普斯合作，研究發(fā)明“銀版法攝影術(shù)”，使涂有碘化銀的銅版曝光，然后熏以水銀蒸氣，再以食鹽溶液定影，形成永久影像。,4，1835年，英國發(fā)明家塔爾博特用氯化銀或硝酸銀作感光物質(zhì)，涂在紙基上，放入相機(jī)，拍成負(fù)像，又在陽光下通過特定裝置獲得正像，并發(fā)明固定影像的方法。被

4、稱為“卡羅攝影術(shù)”。 5，1851年，英國攝影家阿切爾發(fā)明火棉膠濕版，用玻璃版代替金屬版，攝影進(jìn)入濕版時(shí)代。（感光物質(zhì)是火棉膠和銀鹽，片基是玻璃版）。 6，1871年，英國業(yè)余攝影家馬杜克斯發(fā)明溴化銀明膠干版法。感光能力提高，攝影操作簡化，使攝影術(shù)開始大發(fā)展。最高拍攝速度達(dá)1/25秒。 7，1889年，美國柯達(dá)公司生產(chǎn)用賽璐珞做片基的軟片。 8，1906年，德國化學(xué)家研制出全色黑白膠片,開始用硝酸纖維做片基。,9，1907年，德國盧米埃爾公司生產(chǎn)出彩色負(fù)片微粒彩屏干版。 10，1935年，柯達(dá)公司試制出柯達(dá)彩色膠片，即今天彩色攝影的先驅(qū)。 11，1930年，醋酸纖維取代硝酸纖維做片基，因其不易

5、燃，被稱為“安全片基”。 12，在2030年代，世界照相器材、感光材料的生產(chǎn)制造中心有兩個(gè)：一是歐洲的德國，一是美國的柯達(dá)公司。 13，20世紀(jì)70年代，塑料片基代替醋酸片基，膠片的感光能力進(jìn)一步提高。,二，感光紙的發(fā)展史 感光紙，用紙作片基的感光材料。 1，19世紀(jì)70年代中期， 相紙為蛋白相紙。 2，1880年出現(xiàn)了溴化銀印相紙。 相紙的生產(chǎn)工藝簡單，發(fā)展變化不大。 3，20世紀(jì)70年代末，出現(xiàn)涂塑紙，在紙基的兩面涂有樹脂防水層的RC相紙。適合新聞攝影需要。 4，后來又研制了FB相紙，纖維紙基相紙。適合做需要長久保存的黑白照片。 5，人們還研制了全色黑白感光紙。影調(diào)層次豐富。 6，現(xiàn)在采用

6、的彩色相紙，多為涂塑紙，紙面有光面、無光面、半光面、綢面等。,第二節(jié) 感光材料的結(jié)構(gòu) 感光材料的主要構(gòu)成成分：一是片基（紙基），二是感光乳劑，還有一些輔助涂層。 一，黑白感光片的構(gòu)成 黑白感光片，主要有五層，以片基為中心，上面有結(jié)合層和乳劑層、保護(hù)層，下面有防光暈層。 1，片基。涂布乳劑及其他各層物質(zhì)的支持體。 主要性能：無色透明，不影響乳劑的照相性能；有韌性，耐撕裂；易展平，有極好的平整度；耐水，不膨脹，不會使影像變形。,2，感光乳劑，又稱照相乳劑，主要成分是鹵化銀和明膠。 現(xiàn)在的感光乳劑主要用溴化銀和少量碘化銀。 明膠，是無色或略帶黃色的透明液體，有粘性，能使鹵化銀均勻分布其中以便涂在片基

7、上，并對銀鹽有保護(hù)作用，使其不積聚，不沉淀。 感光材料的感光性能，是由乳劑的性質(zhì)來決定的。 3，其他物質(zhì) 結(jié)合層，位于乳劑層和片基之間，是一種粘合劑，使乳劑牢固地粘結(jié)在片基上，防止乳劑層脫落。 保護(hù)層，位于乳劑層的外面，是一層透明而有一定韌性的薄膜，防止乳劑層受劃傷。 防光暈層，涂在片基背面，能吸收穿透乳劑層的光線，防止底片出現(xiàn)光暈。,黑白感光片的構(gòu)成,二，彩色感光片的構(gòu)成 彩色感光片有銀鹽系統(tǒng)和非銀鹽系統(tǒng)兩大類?，F(xiàn)代彩色攝影主要使用銀鹽感光片。 彩色攝影利用銀鹽的感光性能與染料的成色性能相結(jié)合來制成彩色片。 彩色感光片形成色彩的過程：銀鹽感光記錄下景物色彩，成為潛影經(jīng)顯影使溴化銀被還原的氧化

8、物與混合在乳劑中的成色劑反應(yīng)，形成顏色，經(jīng)漂定處理，洗去黑色影像，底片上只留下彩色影像。 彩色片涂有多層感光乳劑，每層有不同的感光性能。一般至少有感紅層、感綠層、感藍(lán)層三層，分別感受紅、綠、藍(lán)色光。,1，彩色負(fù)片的構(gòu)造 彩色負(fù)片基本上由感紅、感綠、感藍(lán)三個(gè)主要乳劑層和其他輔助涂層組成。 彩色負(fù)片的主要涂層分布為：1）底層，2）防光暈層（只有柯達(dá)彩色負(fù)片的防光暈層仍涂在片基的背面），3）感紅乳劑層，4）隔層，5）感綠乳劑層，6）隔層，7）黃色濾色層（吸收藍(lán)光），8）感藍(lán)乳劑層，9）保護(hù)層。 彩色負(fù)片的三個(gè)乳劑層分別記錄來自景物的藍(lán)、綠、紅光，經(jīng)顯影，分別呈現(xiàn)黃、品、青三色影像；再經(jīng)漂定，除去黑色

9、銀鹽，膠片剩下彩色影像（負(fù)像）。經(jīng)過放大或印相的校色處理，便獲得與自然景物一致的顏色。,彩色負(fù)片感光顯影后的成像,經(jīng)放大或印相后的彩色照片,2，彩色反轉(zhuǎn)片的構(gòu)造 彩色反轉(zhuǎn)片各層乳劑的排列順序和基本結(jié)構(gòu)與彩色負(fù)片一樣。 不同之處是：彩色反轉(zhuǎn)片有內(nèi)式和外式兩種類型。 1）內(nèi)式反轉(zhuǎn)片，成色劑直接加在各層乳劑中。 2）外式反轉(zhuǎn)片，成色劑加在顯影液中。 色彩飽和度高，但沖洗過程復(fù)雜，只能由原廠家進(jìn)行。 反轉(zhuǎn)片的成色過程，經(jīng)二次曝光或反轉(zhuǎn)灰化處理，和兩次顯影而完成。 第一次感光，記錄景物色彩第一次顯影（黑白顯影）第二次曝光（或灰化處理)彩色顯影，產(chǎn)生染料彩色影像。,三，黑白相紙的構(gòu)成 黑白相紙的構(gòu)造與黑白

10、膠片相似，但簡單些。 黑白相紙的紙基，有普通紙基和纖維紙基兩種。 對紙基的要求是：質(zhì)地細(xì)，純度高，穩(wěn)定性好；耐水、耐熱、耐干；不膨脹、不收縮、不變形。 黑白相紙?jiān)诩埢贤坑腥龑铀幠ぃ汉^膜（粘合紙基和乳劑，完善紙基），感光乳劑（鹵化銀和明膠合成），保護(hù)膜（防止感光乳劑受傷）。 相紙的感光能力比膠片低得多，目的是在制作照片時(shí)有充分時(shí)間來控制和調(diào)整感光。 一般的黑白相紙是色盲的，可在紅、橙燈光下工作。,四，彩色相紙的構(gòu)成 彩色相紙由紙基和感紅、感綠、感藍(lán)三層感光乳劑構(gòu)成： 上層：感紅層，含青成色劑； 中層：感綠層，含品紅成色劑； 下層：感藍(lán)層，含黃成色劑。 現(xiàn)代彩色相紙多為涂塑相紙，紙基涂以聚乙烯

11、和二氧化鈦。 五，彩色反轉(zhuǎn)紙的構(gòu)成 構(gòu)成與彩色負(fù)片相同，沖洗時(shí)要二次曝光和二次顯影。,第三節(jié) 感光材料的種類 從總體上看，感光材料有兩大類：黑白感光材料和彩色感光材料。 一，黑白感光片的種類 1，從形態(tài)上看，有硬片和軟片兩種。 軟片又有頁片和卷片兩種。 卷片又叫膠卷，常用的有120、135兩種。 120膠卷的畫面大小有60X60、60X45、及60X90毫米三種，供120相機(jī)使用； 135膠卷的畫幅大小為24X36毫米，供135相機(jī)使用。,2，從感色性能上分，黑白感光片有色盲片、分色片、全色片三種。 色盲片，只能感受可見光譜中的藍(lán)、紫短波光，對其他色光反應(yīng)遲鈍或不感受。一般用于翻拍制作電影拷貝

12、、幻燈片。感光度低、寬容度小，優(yōu)點(diǎn)是顆粒細(xì)，解像力高，反差大。 分色片，能感受藍(lán)、紫、黃、綠光，不感受紅光。其感光度、顆粒性、寬容度、反差等照相性能介于色盲片和全色片之間，用于特殊用途。 全色片，能感全部七種可見光。普通攝影大多使用全色片，以正確記錄全部可見光譜，使被攝對象得到全面呈現(xiàn)。,3，從感光度來看，黑白感光片有慢速片、中速片、快速片、特快片等。 慢速片，感光度低于ISO50/18； 中速片，感光度在ISO64/19至ISO125/22之間； 快速片，感光度在ISO160/23至ISO320/26之間； 特快片，感光度高于ISO400/27。 普通攝影常用ISO100/21的感光片，新聞

13、攝影常選用ISO400/27的感光片。 富士公司推出的富士MS100/1000專業(yè)反轉(zhuǎn)片具有多種感光度，可作為ISO100、200、400、800、1000來拍攝。,黑白感光片還有一些特殊品種： 紅外片，能感受紅外線，拍出人眼看不到的特殊影像； 紫外片，記錄紫外線影像； X光片，記錄X光下的影像； 一次成像片，經(jīng)一次成像相機(jī)拍攝后在幾十秒時(shí)間內(nèi)就可獲得一張照片。,用紅外片拍攝夜間新聞,用X光片拍攝的花卉,用X光片拍攝的花卉,慢速片,特快、快速、中速片,多種感光度的專業(yè)反轉(zhuǎn)片,二，彩色感光片的種類 1，彩色感光片有彩色負(fù)片和彩色反轉(zhuǎn)片兩大類。 彩色負(fù)片，經(jīng)感光和沖洗后，得到彩色底片，再經(jīng)印相、放

14、大或擴(kuò)印在彩色相紙上，才能成為彩色照片，呈現(xiàn)被拍攝景物的正常色彩。 彩色反轉(zhuǎn)片，經(jīng)拍攝、反轉(zhuǎn)沖洗后，得到和景物色彩相同的彩色正片，可直接用來觀賞、放映幻燈片和用于印刷制版。,2，彩色負(fù)片和反轉(zhuǎn)片都有日光型片和燈光型片之分。 日光型彩色片，適合在陽光下拍攝，能使日光下的景物色彩得到正確記錄。 日光型彩色片在燈光下使用，整個(gè)片子會偏紅橙色。 燈光型彩色片，適合在火光、燭光及普通燈光下拍攝，能正確記錄燈光下景物的色彩。 燈光型彩色片在日光下使用，片子會偏藍(lán)。 現(xiàn)在普通的彩色片，一般為日光、燈光通用型，在日光、燈光下都能使用，但在燈光下色彩還原仍差較差。,日光型彩色片在陽光下拍攝,日光型彩色片在燈光下

15、使用,三，黑白相紙的種類 1，按表面特性分為：有光紙和無光紙。 2，按紙基結(jié)構(gòu)分：有鋇地紙、RC（涂塑）紙、FB（纖維）紙。 3，按反差性能分：有軟性紙、中性紙、硬性紙。 4，按用途分：有印相紙、放大紙。 四，彩色相紙的種類 彩色相紙有普通彩色相紙和彩色反轉(zhuǎn)紙兩種，也有光面紙和無光紙的差別。 五，APS感光片 專供APS相機(jī)使用的感光片，在銀鹽感光片基礎(chǔ)上又采用磁性技術(shù)，將年、月、日、時(shí)等數(shù)據(jù)記錄在膠片上，沖印時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)以電子技術(shù)讀取并印在照片上。APS感光片的畫面尺寸為16.7X30.2毫米。,六，特殊感光材料一步成像片 專供一步成像相機(jī)使用，又叫“波拉”（Polaroid)片。由感光膠片和

16、裝有糊狀顯影、定影合一藥液的藥物包裝袋以及承受紙組成。 波拉片有黑白片，也有彩色片。,第四節(jié) 各種感光材料的性能 一，黑白感光片的照相性能（P90） 包括有：感光度，反差，寬容度，顆粒性和分析力，灰霧度等方面 1，感光度 感光度，是指感光片對光線的敏感程度。 感光度由膠片的生產(chǎn)廠家標(biāo)定，它是決定拍攝感光控制的第一個(gè)參數(shù)。 感光度的標(biāo)定方法：美國的ASA制，德國的DIN制，國際標(biāo)準(zhǔn)感光度ISO制，中國的GB制。GB和DIN制每兩級之間相差3，ASA制兩級之間差一倍。,數(shù)字越大，膠片的感光度越高。相鄰兩級之間的感光能力相差1倍。 影響感光度高低的主要因素：一是鹵化銀顆粒的大小，銀鹽顆粒大的膠片感光

17、度高；二是顆粒表面所形成的感光中心的多少，感光中心多的感光度高。 高感光度的膠片，能在光線較差條件下拍攝，但底片顆粒較粗，影像質(zhì)量會下降。 低感光度的膠片，需要良好光線和照明條件，拍出的底片細(xì)膩，影像層次豐富。,2，反差 反差，是指畫面中影像不同部分的明暗差別的程度。明亮部分與陰暗部分的亮度差別程度大，就叫反差大；反之，就是反差小。 底片影像的反差，是因密度不同而形成的。 影響密度大小的因素：1）景物本身的反差； 2）膠片本身的反差性能；3）顯影控制的影響，包括配方選擇、顯影時(shí)間、溫度、攪動方式等。三個(gè)因素互相制約，共同起作用。 用同一膠片拍同一景物，因顯影控制方法不同，會產(chǎn)生不同反差的影像；

18、 用不同的膠片拍同一景物，可以得到不同反差的影像； 用同一膠片拍不同的景物，影像反差不同。,反差適中,反差大,反差小,3，寬容度 被攝景物的最明亮部位和最陰暗部位之間的差別，稱亮度反差。感光片只能記錄一定亮度反差之內(nèi)的影像。 寬容度，表示感光片正確地記錄景物反差的能力。寬容度大的膠片，能將亮度反差大的景物按比例地準(zhǔn)確記錄下來；寬容度小的膠片則只能記錄亮度反差小的景物。 寬容度的大小，主要是由膠片乳劑的性質(zhì)來決定的。一般情況下，高感光度的膠片比低感光度的膠片寬容度大。 室外景物的平均亮度反差為1:32左右，一般膠片的寬容度可達(dá)1:100左右，所以，只要正確曝光，膠片便能正確記錄景物的影像。 從攝

19、影拍攝的角度來看，膠片的寬容度應(yīng)是越大越好。,低感光度膠片寬容度低,高感光度膠片的寬容度高,4，顆粒性和分析力 感光片上的影像是由銀粒構(gòu)成的。不同膠片的銀粒大小不同。銀鹽顆粒的大小，影響膠片對于景物影紋細(xì)微部分的分辨能力。 分析力，也叫解像力，是指膠片對景物細(xì)部的分析能力。分析力直接影響景物影像的清晰度。 分析力的表示方法：線/毫米。一般ISO100/21膠片的分析力約為100線/毫米至170線/毫米。 影響分析力的因素：感光片乳劑的顆粒性；曝光和顯影；相機(jī)鏡頭的分辨能力。 新聞攝影常選用高感光度的感光片，拍出照片足以滿足報(bào)刊的質(zhì)量要求。 廣告攝影應(yīng)選擇低感光度的感光片，制作大幅廣告還應(yīng)選擇大

20、尺寸底片，用大型相機(jī)拍攝。,解像力高的影像,解像力低的影像,5，灰霧度 在感光片的生產(chǎn)、保存以及拍攝、沖洗的過程中，由于一些銀鹽顆粒性能不穩(wěn)定，會在顯影后被還原為銀粒，這部分銀粒在底片上便造成灰霧，影響影像的清晰度，并對整個(gè)畫面起破壞作用。 6，感光特性曲線 特性曲線表明：只有正確曝光，才能正確記錄景物影像的層次，曝光不足或曝光過度，景物層次都不能得到正確的記錄。 不同的膠卷具有不同的感光性能。顯影對特性曲線也有較大影響。,二，彩色感光片的特性 1，彩色影像的顆粒性 1）彩色影像的形成（P95） 彩色影像不是由銀的顆粒組成，而是由染料顆粒組成。 經(jīng)彩色顯影，在鹵化銀被還原的同時(shí)，顯影劑氧化物和

21、彩色膠片中的成色劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，耦合形成染料顆粒，構(gòu)成影像。而與染料顆粒影像同時(shí)存在的銀顆粒影像，則在漂定處理時(shí)除去，從而使彩色底片上僅留下染料顆粒所組成的影像。 彩色片的彩色劑有內(nèi)耦成色劑和外耦成色劑兩種。,“染料云”，在顯影的過程中，顯影劑氧化物由鹵化銀顆粒向外擴(kuò)散，從而導(dǎo)致了球形染料顆粒的形成，并且，染料在球形顆粒內(nèi)的分布是不均勻的，越是靠近鹵化銀顆粒的部分，染料濃度越大；越是遠(yuǎn)離鹵化銀顆粒而靠近球體邊緣的部分，染料濃度越小。也就是說，染料球體的中心部分密度較大，邊緣部分密度小。這種染料球體又叫“染料云”。彩色底片上的影像，是由許許多多的染料云構(gòu)成。 2）彩色影像顆粒的特點(diǎn) 構(gòu)成彩色影像

22、的染料云顆粒，是內(nèi)密外疏的半透明體。 彩色影像的顆粒大小與密度大小不成正比，而染料顆粒大小會影響對光的吸收。染料顆粒大會導(dǎo)致密度下降并使彩色影像的色純度下降。因此，在顯影時(shí)要抑制銀顆粒的增長及染料顆粒的擴(kuò)散。,彩色底片的“染料云”,2，彩色片的感光度平衡 彩色片的感光乳劑有三層，保證三層之間感光度的平衡，才能使被攝體的色彩得到正確還原。 由于三層感光乳劑所處位置不同，吸收光量也不一樣，因此對三層乳劑的感光度要求不同。必須使下層乳劑的感光度高于中層乳劑的感光度，中層乳劑的感光度高于上層乳劑的感光度，才能使三層乳劑的感光度平衡。 3，彩色片的反差系數(shù)平衡 只有三層乳劑的反差系數(shù)平衡，才能保證畫面色

23、調(diào)的正確呈現(xiàn)。 三層乳劑中最大反差系數(shù)與最小反差系數(shù)之差，稱為平衡反差系數(shù)。最理想的情況應(yīng)是差值為零，但很難做到。,感光度平衡較差的彩色片特性曲線,三，黑白相紙的特性 1，反差 黑白相紙可根據(jù)其反差性能不同分為軟性紙、中性和硬性紙。國產(chǎn)相紙按反差分為1、2、3、4等4個(gè)型號，1號為軟性反差弱，2號為中性，3、4號為硬性紙，反差較強(qiáng)。 2，有效感光范圍 相紙也和膠片一樣有寬容度，只能記錄一定亮度范圍內(nèi)的影調(diào)。超出一定亮度范圍，影調(diào)無法得到正確再現(xiàn)。相紙這一特性，稱為有效感光范圍。有效感光范圍的大小，主要取決于相紙本身的反差性能。 3，色調(diào)與紙面結(jié)構(gòu) 常用的黑白感光紙有冷黑調(diào)、溫黑調(diào)和棕色、綠色等。 一般可將黑白相紙分為兩大類：有光紙和無光紙。制作印刷用的照片多用有光紙，制作人像照片和藝術(shù)作品多用無光紙。,四，彩色相紙的性能 彩色相紙沒有多種反差類型，只有一種反差性能，其反差會因保存時(shí)間、條件的變化而降低。 正確曝光才能保證色彩的正確表現(xiàn)。放大時(shí)曝光過度，影像會便深，偏品紅；曝光不足的照片，影像偏淺