Цветные светофильтры и их избирательное действие

Отклонения от правильной, зрительно привычной передачи яркости цветов объекта соответствующими ступенями серых тонов в черно-белом изображении отрицательно сказываются на его изобразительно-выразительной стороне. Близкие по светлоте цвета, например зеленый и красный, на изопанхроматической пленке вызывают почти одинаковое почернение и плохо различаются в позитивном изображении. Раздельную передачу таких цветов можно получить, если усилить между ними яркостный контраст, другими словами — высветлить один цвет и притемнить другой. Для этого применяют цветное фильтрование (цветную сепарацию) с помощью разных по цвету и плотности светофильтров.

Светофильтр представляет собой оптически однородную тонкую прозрачную среду, окрашенную в какой-либо цвет. Действие светофильтра заключается в поглощении в зависимости от цвета своей окраски и плотности из светового потока, проходящего через него, одних цветных лучен и пропускании других, т. е. в изменении спектрального состава светового потока и ослаблении его интенсивности. Так, например, желтый фильтр пропускает желтые лучи света, красный — красные, но задерживают соответственно синие и голубые лучи.

Когда свет имеет явно выраженный цветной оттенок, то в его излучении преобладают лучи определенной длины. О таком излучении говорят как об излучении с определенной доминирующей длиной волны (ДДВ).

Цветные лучи, на которые разлагается белый свет, можно вновь собрать, смешать с помощью трехгранной призмы и получить белый свет. Для этого нет необходимости в оптическом смешении всех спектральных лучей, достаточно смешать в равных количествах красный, зеленый и синий. Эти цвета называются основными.

синий + зеленый + красный. Точно так же белый свет возникает, если зеленый дополнить пурпурным , а красный — голубым.

По этой причине голубой, пурпурный и желтый называют дополнительными цветами, а пары цветов, при смешении которых возникает белый свет,— взаимно дополняющими: они дополняют один другого до белого. Взаимно дополняющими являются, например, красный (670 нм) и голубой (495 нм), желтый (370 нм) и синий. (450 нм).

Существуют и другие многочисленные пары, которые при смешении при определенном соотношении яркостей образуют белый свет (рис. 15).

Практика применения светофильтров и базируется как

раз на существовании дополнительных цветов. Цветные светофильтры используются в процессе обработки фотоматериалов, когда для получения красного света, зеленого или оранжевого свет лампы накаливания пропускается через соответствующие по цвету светофильтры. Нередко в театре для получения различных цветовых эффектов на сценической площадке свет прожекторов также пропускается через цветные светофильтры. Светофильтры применяются и во многих областях науки и техники.

Помещенный перед фотообъективом на пути световых лучей, отраженных от снимаемого предмета, цветной светофильтр позволяет корректировать цветопередачу отдельных участков объекта, управлять тональностью цветных участков объекта, регулировать отношение яр костей различных цветов.

Способность светофильтра в разной степени поглощать или пропускать в ооъектив различные цветовые лучи называется избирательной способностью, или избирательным действием. Оно может простираться как на широкую область спектра, так и на достаточно узкую. В основе действия светофильтра может быть и явление интерференции.

Избирательная способность цветных светофильтров и неоднородный смешанный состав белого света обусловливают физическую сущность действия светофильтра. Избирательное действие цветного светофильтра равносильно изменению эффективной чувствительности негативного материала — приемника отфильтрованного света, ослаблению или даже полному лишению чувствительности эмульсионного слоя к коротковолновому или другим участкам спектра. На одном и том же фотоматериале при одном и том же источнике света, но при съемке через разные цветные светофильтры яркости цветных участков объекта будут переданы по-разному. По-разному будет передана их яркость и при съемке через один и тот же светофильтр, но на пленке с разной цветочувствительностью и при разных источниках света. Красный светофильтр, например, по-разному оказывает действие при съемке на панхроматической и изохроматической пленке при дневном свете и свете ламп накаливания. В зависимости от цветочувствительности пленки, спектрального состава света и выбранного светофильтра тональная цветопередача цветов объекта в большей или меньшей степени может приблизиться к зрительному восприятию цветов объекта.

Избирательное действие светофильтров распространяется не только на спектральные цвета. Например, если светофильтр поглощает желтый цвет, то он также поглощает зеленый и красный, смесь которых образует желтый цвет. Чем насыщеннее цвета, тем сильнее они поглощаются светофильтром.

Ориентировочно характеристику избирательного действия светофильтров можно свести к следующим, легко запоминающимся правилам:

Все светофильтры почти беспрепятственно пропускают лучи, полностью или частично соответствующие их окраске или составляющие ее. На отпечатке эти цвета всегда наиболее светлые.

Каждый светофильтр частично или полностью поглощает дополнительные к его окраске цвета. На отпечатке они передаются темными тонами.

3. Поток белого света, пройдя через светофильтр, изменяет свой спектр и принимает цвет светофильтра (желтый, зеленый, красный и т. п.).

Однако эти зрительные оценки, как и более уточненная (светло-желтый, плотный желтый, светло-красный и т. п.), все же весьма приблизительны и не позволяют получить точного представления о действительной спектральной характеристике светофильтра, его избирательном действии. Например, синий светофильтр, казалось бы, должен пропускать только синие лучи, но в действительности пропускает и большую часть красных.

Наиболее точное и наглядное представление о спектральной характеристике светофильтра, его избирательной способности дает графическая характеристика в виде кривой поглощения или пропускания (прозрачности) для разной длины световых волн.

буквой Т обозначена прозрачность). Кривая показывает, что лучи короче 440 им полностью поглощаются, т. е. влево от кривой лежит область полного поглощения (1). В области спектра 440—480 нм поглощение уменьшается — области частичного поглощения (2) и частичного пропускания (3). Начиная с длины волны около 480 нм, вправо от кривой, лежит область полного пропускания (4) голубых, зеленых, жёлтых лучей и т. д.

Сравнение кривых поглощения светофильтра и светочувствительности негативного материала позволяет до известной степени предвидеть конечные результаты действия светофильтров, что способствует более правильному их выбору.

Так, например, на рис. 17 область коротковолновых лучей отсекается светофильтром (затемненная часть). В этом случае предметы синего и голубого цветов будут на фотографии темными.

Окончательное суждение о действии светофильтра выносится после пробной съемки. Пленка должна быть нормально экспонированной и проявленной.