Ф

Ф

Фокус — в оптике (от лат. focus — очаг, огонь) точка, в которой после прохождения оптической системы параллельным пучком лучей пересекаются лучи пучка (или их мысленные продолжения, если система превращает параллельный пучок в расходящийся). Если лучи проходят параллельно оптической оси системы, фокус находится на этой оси. В идеальной оптической системе все фокусы расположены на плоскости, перпендикулярной оси системы и называемой фокальной плоскостью. В реальной системе фокусы располагаются на некоторой поверхности называемой фокальной поверхностью.

Фотография — (греч. — светопись) совокупность методов получения стабильных во времени изображений предметов и оптических сигналов на светочувствительных слоях (СЧС) путем закрепления фотохимических или фотофизических изменений, возникающих в СЧС под действием излучения, испускаемого или отражаемого объектом фотографии. Общая последовательность действий в фотографии не зависит от выбора СЧС и процесса получения стабильного изображения на нем и включает следующие стадии: создание на поверхности СЧС распределения освещенностей, соответствующего изображению или сигналу; появление в СЧС вызванных действием излучения химических или физических изменений, различных по величине в разных участках СЧС и однозначно определяемых экспозицией, подействовавшей на каждый участок; усиление произошедших изменений, если они слишком малы для непосредственного восприятия глазом или прибором; стабилизация непосредственно возникших или усиленных изменений, которая позволяет длительно сохранять полученные изображения или записи сигналов для последующего рассматривания или анализа; извлечение информации из полученного изображения — рассматривание, считывание, измерение и т. д. Эта общая схема может быть дополнена (например, такой стадией, как размножение изображений), отдельные из перечисленных стадий могут быть разделены на более дробные или совмещены, но в целом схема сохраняется во всех процессах фотографии.

Первоначально фотография создавалась как способ фиксации портретных или натурных изображений за периоды времени, много меньшие, чем требуются для той же цели художнику. Однако по мере расширения возможностей фотографии стал увеличиваться и круг решаемых ею задач, чему особенно способствовало появление кинематографии и цветной фотографии, соответственно возрастали роль и значение фотографии в жизни общества. В XX веке фотография стала одним из важнейших средств информации и документирования (фиксация лиц, событий и т. п.), технической основой самого массового вида искусства — киноискусства, входит в число основных технических средств полиграфии, служит орудием исследования во многих отраслях науки и техники. Это разнообразие задач, решаемых с помощью фотографии, позволяет считать ее одновременно разделом науки, техники и искусства. Независимо от области применения фотографию можно подразделить на более частные виды по многим признакам, например: по временному характеру изображения — на статическую и динамическую (наиболее важным примером которой служит кинематография); по химическому составу СЧС — на серебряную (более строго — галогенидосеребряную) и несеребряную; по способности передавать только яркостные или также и цветовые различия в объекте — на черно-белую и цветную; в зависимости от того, передаются ли изменения яркостей в объекте различиями поглощения света в изображении или различиями оптической длины пути света в нем — на амплитудную и фазовую; по пространственному характеру изображений — на плоскостную и объемную. Последнее разделение, впрочем, требует оговорки: любое фотографическое изображение само по себе является плоским, а его объемность (в частности, в стереоскопической фотографии) достигается одновременной съемкой объекта с двух близких точек и последующим рассматриванием сразу двух снимков (при этом каждого из них только одним глазом). Совершенно особым видом объемной фотографии можно считать голографию, но в ней способ записи оптической информации об объекте и его пространственных свойствах принципиально иной, нежели в «обычной» фотографии, и похож на фотографию только использованием СЧС для записи информации.

История фотографии начинается с опытов, в которых на бумагу или холст с помощью камеры-обскуры проектировали изображение объекта и зарисовывали его. Эти опыты начались не позднее конца XV века, о них знал и воспроизводил их еще Леонардо да Винчи. Однако фотография в собственном смысле слова возникла значительно позднее, когда не только стало известно о светочувствительности многих веществ, но и появились приемы использования и сохранения изменений в таких веществах, вызванных действием света. В числе первых светочувствительных веществ в XVIII веке были открыты и исследованы соли серебра. В 1802 году Т. Уэджвуд в Великобритании смог получить изображение на слое нитратного серебра, но ещё не сумел его закрепить. Датой изобретения фотографии общепризнанно считается 1839 год, когда Л.Ж.М. Дагер сообщил Парижской академии о способе фотографии, названном им в собственную честь дагеротипией, хотя авторство его было спорным, и многие важнейшие особенности этого способа являются достижениями Ж.Н. Ньепса, разработанными им единолично или в сотрудничестве с Дагером. Почти одновременно с Дагером о другом способе фотографии — калотипии (от греч. kales — красивый, превосходный и tipos — отпечаток) сообщил в Великобритании У.Г.Ф. Толбот (патент на этот способ выдан в 1841). Сходство обоих названных способов ограничивалось использованием соли серебра в качестве СЧС, различия же велики и принципиальны: в дагеротипии получалось сразу позитивное зеркально отражающее серебряное изображение, что упрощало процесс, но делало невозможным получение копий, а в калотипии изготавливался негатив, с которого можно было делать любое число отпечатков. В этом отношении калотипия более близка к современной фотографии, чем дагеротипия; кроме того, в первой из них, как и в современной фотографии, проявление использовалось не только для того, чтобы сделать скрытое фотографическое изображение видимым для глаза, но и для того, чтобы его усилить. Из дальнейших открытий, принципиально важных для развития фотографии, надо отметить прежде всего переход от камеры-обскуры со случайно выбранным объективом низкого качества к камере со специальным съемочным объективом (его создал венгерский оптик И. Пецваль в 1840 году) и переход от мокрых СЧС, приготовляемых непосредственно перед съемкой, к заранее изготовленным сухим СЧС, способным длительно храниться в темноте без существенных изменений. В этом отношении решающую роль сыграли замена коллодионных СЧС желатиновыми (желатин в фотографии впервые широко использовал англичанин Р. Мэддокс в 1871 году), а также применение вместо чистого йодистого серебра других галогенидов серебра, более удобных с практической точки зрения. Наиболее распространенный вид СЧС — сухие желатиновые слои с диспергированными в них микрокристаллами солей серебра, причем содержание последних ни в одном случае не превышает нескольких процентов. Именно такие СЧС стали массово выпускаться промышленностью с середины 1870-х гг. Первоначально их делали на стеклянной подложке (пластинки), а затем также на бумажной и пленочной. Хотя массовый выпуск пленок начался на полтора десятилетия позже, чем пластинок (после изобретения гибкой нитроцеллюлозной подложки американским изобретателем Г. Гудвином в1887 году), этот вид материалов постепенно стал преобладающим, чему сильно способствовало создание малогабаритных пленочных камер, со временем вытеснивших громоздкие пластиночные камеры (за исключением специальных репродукционных. К 1970-м годам около 90 процентов всех выпускаемых СЧС составляют пленки, а на долю пластинок приходится менее одного процента. В современном ассортименте фотографических материалов пленки обычно являются негативными (кроме кинопозитивных и обращаемых), бумаги — позитивными (за исключением специальных копировальных), пластинки — только негативными. Наиболее важные характеристики, кроме физико-механических и геометрических, формируются преимущественно до полива эмульсии на подложку. К ним относятся, прежде всего, такие параметры, как светочувствительность, вуаль, коэффициент контрастности, а также спектральная чувствительность и структурные характеристики, обусловленные размерами микрокристаллов светочувствительного вещества. Ряд свойств будущего СЧС (зернистость, отчасти разрешающая способность и др.) зависят от соотношения масс желатина и светочувствительных галогенов серебра, от этих же пропорций зависит рассеяние света в СЧС при экспонировании, а тем самым и краевая резкость деталей изображения, получаемого на СЧС. В эмульсии вводят многочисленные добавки, из которых важнейшими являются: оптические красители-сенсибилизаторы, расширяющие спектральную область чувствительности СЧС; компоненты цветного проявления (в цветофотографических материалах), участвующие в образовании красочных изображений; стабилизаторы, препятствующие изменению светочувствительности и вуали во время хранения готовых СЧС до экспонирования; дубители, повышающие механическую прочность, упругость и температуру плавления желатины, а тем самым и всего СЧС, пластификаторы, снижающие хрупкость СЧС после дубления; смачиватели, улучшающие контакт эмульсии с подложкой и позволяющие получить более равномерные СЧС.

Наиболее распространенным вариантом черно-белой фотографии на серебряно-галогенных СЧС до недавнего времени были производимые раздельно негативный процесс и позитивный процесс, впервые реализованные еще в калотипии Толбота. В этом варианте экспонированный СЧС подвергают проявлению, в ходе которого до металлического состояния серебра избирательно восстанавливаются только те компоненты СЧС, на которые подействовало (и создало на них скрытое изображение) экспонирующее излучение. На стадии фиксирования, следующей за проявлением, неиспользованные компоненты растворяются и удаляются из СЧС, а металлическое серебро проявленного изображения остается в желатине. Наибольшее почернение образуется на участках СЧС с наибольшим оставшимся количеством серебра, т. е. на участках, соответствующих самым светлым участкам объекта; таким образом, распределение света и темноты в подобном изображении (негативе) и объекте противоположно. Затем тот же процесс повторяют на другом СЧС, используя в качестве объекта негатив; тогда после проявления полученное изображение передает распределение света и темноты противоположно негативу, но правильно по отношению к объекту первоначальной съемки. Оно представляет собой позитив.

После 1950 года возрастающее распространение получает прямой позитивный вариант черно-белой фотографии серебряно-галогенном CЧС, не требующий получения промежуточного негатива, так называемая «фотография на обращаемых материалах». В этом варианте СЧС после экспонирования также проявляют, но затем его не фиксируют, а переводят металлическое серебро изображения в растворимые в воде соединения (так называемое фотографическое отбеливание). Если в таком СЧС удалить серебро, созданное первым проявлением, а затем подвергнуть его вторичному экспонированию и повторно проявить, то на каждом участке число проявленных компонентов будет тем больше, чем меньше их восстановилось при первом проявлении, чем меньшей была экспозиция от объекта на соответствующем участке СЧС, а значит, и чем меньше была яркость изображаемой детали объекта. Таким образом, получаемое изображение есть позитив. Хорошего тоновоспроизведения этим способом достигают лишь на специальных обращаемых материалах. Наибольшее применение этот вариант фотографии получил при изготовлении снимков в виде диапозитивов или фильмов для последующей проекции и рассматривания на экране, тогда как при изготовлении отпечатков на бумаге и размножении изображений раздельный негативно-позитивный вариант оказался значительно удобнее.

Особую группу процессов на серебряно-галогенной основе составляют процессы цветной фотографии. Их начальные стадии те же, что и в черно-белой фотографии, включая возникновение скрытого изображения и его проявление; однако материалом окончательного изображения служит не проявленное серебро, а совокупность трех красителей, образование и количества которых на каждом участке СЧС «управляются» проявленным серебром, тогда как само серебро впоследствии удаляется из изображения. Как и в черно-белой фотографии, здесь имеются раздельный негативно-позитивный процесс с печатью позитивов либо на специальной цветной фотобумаге (с увеличением), либо на пленке (в контакте), и прямой позитивный процесс на обращаемых цветных фотоматериалах. Распространение получил аналог диффузионного процесса, позволяющий получать цветные изображения.

Материалы и процессы на основе галогенов серебра обладают многими исключительно ценными особенностями, такими, как чувствительность к самым разнообразным излучениям, способность аккумулировать их действие и тем самым реагировать на предельно слабые их потоки, способность геометрически правильно передавать изображение в целом и его детали. Вместе с тем постепенно стало ясно, что в ряде новых направлений прикладной науки и техники особенности серебряно-галогенных СЧС и процессов на них ограничивают возможности использования фотографии. Принципиальным недостатком этих процессов является относительно большой промежуток времени между экспонированием СЧС и получением на нем собственно фотографического изображения. Имеет значение и то обстоятельство, что соли серебра становятся дефицитными и дорогими материалами в связи с ограниченностью мировых запасов серебра. В 1950-х годах начали расширяться масштабы применения других СЧС, таких, как ферро-, диазо- и цианотипные (на основе соответственно диазония солей и соединений трехвалентного железа) для копировальных работ и светозадубливаемые (с соединениями шестивалентного хрома, т. н. «пигментная бумага») для полиграфии. Однако, лишь в одной из традиционных областей несеребряные СЧС оказались более или менее полноценными заменителями: в массовой печати кинофильмов.

Принципиально новое направление развития фотографии оказалось связано с использованием электроннолучевых приборов, прежде всего в телевидении. Здесь изображение регистрируется не как целое, а как последовательность электромагнитных сигналов, полученных при поэлементном разложении изображения. Это направление развития фотографии не получило большого самостоятельного развития, но было использовано при создании цифровой (дигитальной) фотографии, относящейся уже к компьютерным технологиям.

Фотополимерная печатная форма — форма высокой печати, печатающие элементы которой получают в результате действия света на полимерную композицию (т. н. фотополимерную композицию — ФПК). Эти композиции представляют собой твердые или жидкие (текучие) полимерные материалы, которые под действием интенсивного источника света становятся нерастворимыми в обычных для них растворителях, жидкие ФПК переходят в твердое состояние, а твердые дополнительно полимеризуются. Фотополимерные печатные формы из твердых композиций впервые появились в конце 50-х гг. 20 в. в США, а спустя несколько лет в Японии стали применяться фотополимерные печатные формы из жидких композиций. Для изготовления фотополимерных печатных форм из твердых ФПК используют тонкие алюминиевые или стальные листы с нанесенным на них слоем ФПК толщиной 0,4–0,5 мм. Процесс получения фотополимерных печатных форм состоит из экспонирования негатива, вымывания незаполимеризовавшегося слоя в пробельных участках и сушки готовой формы. Для изготовления фотополимерных печатных форм из жидких ФПК в специальное устройство (например, кювета из прозрачного бесцветного стекла) помещают негатив, закрывают его прозрачной тонкой бесцветной пленкой и заливают ФПК. После этого производят экспонирование с двух сторон, в результате чего со стороны негатива образуются заполимеризовавшиеся (твердые) печатающие элементы, а с противоположной стороны — подложка формы. Затем струей растворителя вымывают незаполимеризовавшуюся композицию с пробельных элементов и высушивают готовую форму.

Фотополимерные печатные формы (часто называемые полноформатными гибкими формами) применяются для печатания журналов и книг, в том числе с цветными иллюстрациями. Они просты в изготовлении, имеют небольшую массу, высокую тиражеустойчивость (до 1 млн. оттисков), позволяют широко использовать фотонабор и не требуют больших затрат времени на подготовительные операции при печатании тиража.

Франс-пресс — Agence France Presse (AFP), см. Агентства информационные.