Фотография (греч. φως — «свет» + γραφη — «пишу») — техника рисования светом, светопись: получение изображения на материальном светочувствительном носителе.
Изобретение фотографии. Ньепс, Дагерр, Тальбот.
Луи Жак Мандэ Дагерр родился во Франции 18 ноября 1787 г., оставшуюся жизньпрожил в уединении в местечке Бри-сюр-Марн недалеко от Парижа, где и скончался в 1851 г.
Нисефор Ньепс 7 марта 1765 г.-5 июля 1833 г.
Bильям Генри Фокс Тальбот февраль 1800 г.- 17 сентября 1877 г.
Химическая предыстория фотографии начинается в глубокой древности. Люди всегда знали, что от солнечных лучей темнеет человеческая кожа, искрятся опалы и аметисты, портится вкус пива. Оптическая история фотографии насчитывает примерно тысячу лет. Самую первую камеру-обскуру можно назвать «комнатой, часть которой освещена солнцем». Арабский математик и ученый X века Альгазен из Басры, который писал об основных принципах оптики и изучал поведение света, заметил природный феномен перевёрнутого изображения. Он видел это перевёрнутое изображение на белых стенах затемнённых комнат или палаток, поставленных на солнечных берегах Персидского залива, — изображение проходило через небольшое круглое отверстие в стене, в открытом пологе палатки или драпировки. Альгазен пользовался камерой-обскурой для наблюдений за затмениями солнца, зная, что вредно смотреть на солнце невооруженным глазом.
В истории развития науки еще никогда не было так, чтобы великое открытие или новый технический метод зарождались на пустом месте. Этому событию всегда предшествуют вековые наблюдения и многолетняя работа ученых. Так произошло и с изобретением фотографии. Благодаря значительным открытиям в области физики, химии, оптики и механики удалось разработать фотографический метод практического получения изображений на солях серебра.
Первым человеком, кто доказал, что свет, а не тепло делает серебряную соль тёмной, был Иоганн Гейнрих Шульце (1687—1744), физик, профессор Галльского университета в Германии. В 1725 году, пытаясь приготовить светящееся вещество, он случайно смешал мел с азотной кислотой, в которой содержалось немного растворённого серебра. Он обратил внимание на то, что когда солнечный свет попадал на белую смесь, то она становилась тёмной, в то время как смесь, защищённая от солнечных лучей, совершенно не изменялась.
Первое закреплённое изображение было сделано в 1822 году французом Жозефом Нисефором Ньепсом (Nicéphore Niepce), но оно не сохранилось до наших дней. Поэтому первой в истории фотографией считается снимок «вид из окна», полученный Ньепсом в 1826 году с помощью камеры-обскуры на оловянной пластинке, покрытой тонким слоем асфальта. Экспозиция длилась восемь часов при ярком солнечном свете. Достоинством метода Ньепса было то, что изображение получалось рельефным (после протравливания асфальта), и его легко можно было размножить в любом числе экземпляров.
Гелиография — непосредственное получение фотографическим путем изображений на литографском камне, стальных пластинках и пр., с которых можно затем делать оттиски.
Дагерр. Дагерротипия.
В 1839 году француз Луи́-Жак Манде́ Даге́р (Jacques Daguerre) опубликовал способ получения изображения на медной пластине, покрытой серебром. После тридцатиминутного экспонирования Дагер перенёс пластину в тёмную комнату и какое-то время держал её над парами нагретой ртути. В качестве закрепителя изображения Дагерр использовал поваренную соль. Снимок получился довольно высокого качества — хорошо проработанные детали как в света́х, так и в тенях, однако копирование снимка было невозможно. Свой способ получения фотографического изображения Дагерр назвал дагерротипия.
Дагерротипия (дагеротипия) — фотографический процесс, способ непосредственного получения при съёмке позитивного изображения.
Этапы процесса Дагерра были следующими:
1. Тонкий лист серебра припаивался к толстому листу меди.
2. Серебряная поверхность полировалась до блеска.
3. Серебряная пластина в темноте обрабатывалась парами йода, благодаря чему становилась чувствительной к свету.
4. Подготовленная пластина помещалась в темноте в фотокамеру.
5. Камера устанавливалась на треногу, выносилась на улицу и направлялась на любой неподвижный предмет, освещённый ярким солнцем.
6. Объектив открывался на время от 15 до 30 минут.
7. Скрытое изображение проявлялось и закреплялось в следующем порядке:
7.1. Пластина помещалась в небольшую кабину под углом 45° над контейнером с ртутью, которую спиртовкой нагревали до 150 °F (67 °C).
7.2. За пластиной велось внимательное наблюдение до тех пор, пока изображение не становилось видимым благодаря образованию ртутной амальгамы на экспонированных частях пластинки, в которых иодид серебра разрушился, и серебро превратилось в металл.
7.3. Пластина помещалась в холодную воду, чтобы поверхность стала твердой.
7.4. Пластина переносилась в раствор обыкновенной поваренной соли (которая после 1839 года заменена гипосульфитом натрия (тиосульфат натрия) — фиксирующим веществом, открытым Джоном Гершелем и немедленно взятым для использования Дагером).
7.5. Затем пластина тщательно промывалась, чтобы прекратилось действие фиксажа.
В результате получалась единственная фотография, позитив. Видеть ее можно было только при определенном освещении — под прямыми лучами солнца она становилась просто блестящей пластинкой металла. Изображение получалось зеркальным. Невозможно было сделать несколько таких пластинок или напечатать неограниченное количество экземпляров, как можно напечатать позитивы с одного негатива.
Практически в то же самое время англичанин Вильям Генри Фокс Тальбот изобрёл способ получения негативного фотографического изображения, который назвал калотипией. В качестве носителя изображения Тальбот использовал бумагу, пропитанную хлористым серебром. Эта технология соединяла в себе высокое качество и возможность копирования снимков (позитивы печатались на аналогичной бумаге). Экспозиция длилась около часа, на снимке — решётчатое окно дома Тальбота.
Тогда Дагер решил заинтересовать своим изобретением ученых, в частности, влиятельного астронома Доменика-Франсуа Араго (1786—1853). Араго, до которого дошли слухи о том, будто Россия и Англия сделали предложение закупить дагеротип, доложил 7 января 1839 года Академии наук о достижениях Дагера и предложил, чтобы французское правительство купило патент.
Араго убедил Дагера, что пенсия французского правительства будет для него своего рода честью, национальной наградой в знак признания его изобретения. Он писал Дагеру: «Вы не пострадаете от того, что мы отдадим другим нациям славу за представление научному и художественному миру одного из самых замечательных открытий, которые делают честь нашей стране».
Пенсия была определена в размере 6000 франков в год пожизненно Дагеру и 4000 франков Исидору Ньепсу. Предложение было представлено палате депутатов 15 июня 1839 года, а спустя месяц одобрено королем Луи Филиппом. 19 августа Араго сделал доклад на заседании Академии наук, в котором рассказал об удивительном методе Дагера получать фотографические изображения природы во всех деталях без участия руки художника — картины, нарисованные самим солнцем. Доклад Араго вызвал большой интерес, особенно демонстрация дагеротипов, сделанных Дагером.
Тальбот. Тальботипия.
Почти одновременно с Ж. Н. Ньепсом и совершенно независимо от него в Англии над методами получения фотоизображения работал видный ученый того времени Вильям Генри Фокс Тальбот.
Вильям Генри Фокс Тальбот (1800-1877). Изобретатель калотипии фотографического процесса на бумаге, основные принципы которого двухступенностъ (негатив-позитив), химическое проявление, оптическая печать легли в основу последующего развития фотографии. Известный физик, астроном, член Королевского Общества Британской Академии наук.
В своей работе он исходил из способа, предложенного в 1802г. Г.Дэви и Т.Веджвудом, купавших бумагу в растворе азотнокислого серебра, а затем в растворе поваренной соли и сумевших получить видимое изображение предметов, положенных на светочувствительную бумагу. Фокс Тальбот нашел, что изменение последовательности купания бумаги в указанных выше растворах существенно повышает светочувствительность. Если Г. Дэви и Т. Веджвуд не смогли найти способа закрепления полученного на бумаге изображения, которое при рассматривании под действием света исчезало, то Фокс Тальбот впервые предложил обрабатывать пропитанную бумагу после длительного экспонирования в растворе поваренной соли для удаления оставшегося хлористого серебра. Это мероприятие позволило «закреплять» полученное изображение на бумаге и делать его устойчивым по отношению к дальнейшему воздействию света. Разработанный Фоксом Тальботом 20 августа 1835 г. процесс получил название калотипия.
Однако Фокс Тальбот, будучи крупным ученым, занимаясь широким кругом вопросов, не придал большого значения разработанному способу и не занимался его совершенствованием.
Издание в 1839 г. Л.Ж.Дагерром своей работы и широкое распространение дагерротипии заставило Фокса Тальбота вернуться к исследованиям в этом направлении. Он решил улучшить свой процесс, учитывая при этом и недостатки, присущие дагерротипии. В 1842-1843 гг. Фокс Тальбот разработал новый фотографический процесс, впоследствии названный талъботипией, который во многом предопределил дальнейшее развитие фотографии.
Сущность процесса, предложенного Фоксом Тальботом, заключалась в том, что обычная бумага купалась в растворе йодистого калия, а затем в растворе азотнокислого серебра. Светочувствительность такой бумаги во много раз выше, чем пластинок Л. Ж. Дагерра, а выдержка при съемке сокращалась до одной минуты. После экспонирования бумаги в камере-обскуре получалось слабое видимое негативное изображение снимаемого предмета, которое существенно усиливалось обработкой в растворе галловой кислоты. Негатив после полного цикла химико-фотографической обработки погружался в расплавленный воск, что делало его почти прозрачным и давало возможность вести печать на такую же бумагу.
Калотипия Фокса Тальбота ( музей науки, Лондон ).
Таким образом, благодаря открытию Фокса Тальбота впервые можно было осуществить получение нескольких позитивных копий с одного негатива. Кроме того, Фокс Тальбот создал так называемый «волшебный фонарь» — прообраз современного увеличителя, и применил его для получения увеличенного позитивного изображения.
Заслуга Фокса Тальбота заключалась в том, что он впервые открыл и применил на практике процесс проявления скрытого изображения, разделил фотографический процесс на две стадии — негативную и позитивную, что дало возможность получения нескольких позитивных изображений с одного негатива с помощью контактной или оптической печати.
Как было образно сказано в юбилейной статье «Русского фотографического журнала» по случаю пятидесятилетия «светописи», способ Фокса Тальбота победил потому, что он содержал в себе «здоровое зерно», из которого разрослось роскошное дерево с многочисленными ветвями — современная фотография.
Тальботипия по сравнению с дагерротипией несомненно явилась более совершенным техническим методом, так как она обладала рядом прогрессивных черт, открывших перспективу дальнейшего развития фотографии. Тем не менее вследствие широкого распространения дагерротипии, процесс, предложенный Фоксом Тальботом, так и не смог ее вытеснить.
Калотипия. Принцип мокрого коллодионного процесса.
В 1852 г. дагерротипия и тальботипия были полностью заменены новым методом, более совершенным, который стал следующим шагом в развитии фотографии, получившим название мокрый коллодионный процесс, предложенный в 1851г англичанином Фредериком Скоттом Арчером.
К 1851 г. английским исследователем Фридериком Скот Арчером был разработан новый способ фотографии — мокрый коллодионный процесс.
Фредерик Скотт Арчер (1813-1854). Изобретатель мокрого коллодионного процесса (1851г.), пришедшего на смену дагерротипии.
Применение этого процесса существенно повысило светочувствительность и позволило получить изображение исключительно высокого качества, особенно по резкости.Это обстоятельство привело к тому, что мокрый коллодионный процесс применяется и по настоящее время в некоторых специальных областях (полиграфия, изготовление шкал и сеток и т. д.).
Предложенный Ф.С.Арчером способ, основан на применении коллодия- раствора коллоксилина, особого сорта нитроклетчатки в смеси спирта и эфира, густой и быстросохнущей жидкости. На стеклянную пластинку поливают слой свежеприготовленного коллодия, который теряет текучесть после испарения эфира. До тех пор, пока в слое сохраняется спирт, он остается влажным и проницаемым для воды и различных водных растворов. Такая высохшая пластинка купается сначала в растворе йодистого калия, а затем в растворе азотнокислого серебра. При этом в слое коллодия образуются мельчайшие кристаллы йодистого серебра. В таком виде мокрая пластинка экспонируется и проявляется в проявителе, содержащем соли сернокислого закисного железа или пирогаллол.
К преимуществам мокрого коллодионного процесса следует отнести:
1. высокую чувствительность (выдержка при съемке сократилась до долей секунды);
2. использование стеклянной подложки существенно облегчило печать с негатива;
3. хорошее качество негативного изображения;
дешевизну.
Однако данный метод обладал и недостатками:
1. изготовление пластинок необходимо было производить непосредственно перед съемкой;
2. съемку и химико-фотографическую обработку проводили на еще не высохшей пластинке;
3.быстрое высыхание слоя приводило к его непроницаемости.
Наряду с мокрым кодлодионным процессом был предложен «сухой коллодионный процесс», который отличался от первого тем, что в слой коллодия вводились гигроскопические вещества — соли лития, магния, которые в силу своей гигроскопичности создавали возможность проникновения влаги в высохший слой коллодия. Сухой коллодионный процесс устранил некоторые недостатки мокрого коллодионного способа, но несколько уменьшил светочувствительность слоя и резкость изображения. Мокрый коллодионный способ вытеснил все предшествующие ему методы получения фотографического изображения и просуществовал почти 20 лет до 1871 г.
Калотипия (греч. καλός — красивый, τύπος — отпечаток) — способ получения негативного изображения на бумаге, пропитанной светочувствительным раствором, которое использовалось впоследствии для изготовления позитивных бумажных отпечатков.
Принцип мокрого коллодионного процесса состоит в следующем. Нитроклетчатку (продукт обработки отходов хлопка серной и азотной кислотами) растворяют в смеси спирта и эфира. В полученную массу — коллодион — вводят соли йода и брома, и раствор поливают на стеклянную пластинку. После того как слой слегка застынет, пластинку в сыром виде погружают в сосуд с раствором азотнокислого серебра, т. е. коллодионный слой очувствляют. Все операции проделывают при неактиничиом освещении. В результате химической реакции в коллодионном слое образуются галогениды серебра — вещества, чувствительные к свету. После этого пластинку в сыром виде помещают в фотоаппарат и фотографируют объект. Проявляют ее в растворе пирогалловой кислоты, или пирогаллола, и закрепляют в растворе тиосульфата натрия.
Одновременно с совершенствованием мокрого коллодионного процесса велись работы теоретического характера. В 1855- 1861 гг. английский физик Д. К. Максвелл разрабатывает теорию трехцветной фотографии.
Сухие бромсеребрянне желатиновые слои.
В связи с недостатками мокрого коллодионного процесса многими исследователями делались попытки заменить коллодий другими веществами. Так, в 90-х годах 19 века проводились опыты по применению желатины в качестве связующей среды эмульсионного слоя. В этот период в одной из работ был описан щелочной проявитель, содержащий в своем составе органическое проявляющее вещество.
Основываясь на работах предшественников, англичанин Ричард Медокс, врач по специальности, предложил в 1871 г. первый практически пригодный способ изготовления бромосеребряной желатиновой эмульсии. Благодаря этому способу появилась возможность не только сохранять фотопластинки в сухом виде, но и значительно повысить их светочувствительность.
Р. Меддокс неожиданно обнаружил, что если в подогретый желатиновый раствор вначале ввести азотнокислое серебро, а затем добавить бромистый или йодистый калий. то приготовленная таким образом «светочувствительная жидкость», получившая в фототехнологии не совсем правильное название «фотографическая эмульсия», обладает светочувствительностью во много раз выше, чем известные до сих пор светочувствительные системы.
Эмульсиями — называются системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда находятся в жидком состоянии. Системы же, в которых дисперсная фаза твердая (микрокристаллы галогенида серебра), а дисперсионная среда находится в жидком состоянии следует называть — суспензиями.
Причем, если раствор желатина с образовавшимися в нем микрокристаллами галогенида серебра выдержать некоторое время при повышенной температуре, то светочувствительность эмульсии возрастает в сотни и тысячи раз. Это случайно обнаруженное свойство желатина привело не только к тому, что с момента открытия до настоящего времени все фотографические эмульсии приготавливаются в основном на желатине.
Применение желатина стало крупным шагом в дальнейшем развитии фотографии и создало широкие предпосылки для промышленного изготовления фотоматериалов. Следует отметить, что основной метод современной фотографии также основан на применении галогенидосеребряных желатиновых фотослоев.
Со времени изобретения этот способ претерпел значительные усовершенствования. Была повышена общая светочустветельность фотослоя, а также расширена зона его спектральной чувствительности вплоть до инфракрасных лучей. Принцип очувствления фотографических пластинок к длинноволновой области спектра был разработан в 1873 г. немецким ученым Г. В. Фогелем. Для этих целей,- т. е. для ортохроматизации фотопластинок, им был использован кораллин.
Еще одним важным шагом вперед, открывшим новые возможности в фотографии, было изобретение немецкого химика Германа Вильгельма Фогеля,
Герман Вильгельм Фогель (1834-1896). Профессор химии в Берлине, автор ряда книг по фотографии, открывший явление оптической (спектральной) сенсибилизации фотографических слоев красителями (1873г.).
который в 1873 г. обнаружил, что введение в галогенсеребряную эмульсию некоторых красителей вызывало расширение светочувствительности галогенидов серебра от сине-фиолетовой к длинноволновой части видимого излучения. Это явление получило название оптическая или спектральная сенсибилизация и обеспечило прогресс в цветной фотографии.
Параллельно с усовершенствованием фотографических эмульсий велись работы и по изысканию новых подложек для светочувствительных эмульсионных слоев. До 80-х гг. прошлого столетия все негативные материалы готовились только на стеклянной подложке, что создавало в свою очередь большие трудности, в особенности при использовании фотографии в полевых условиях.
Касаясь вклада русских ученых в развитие фотографической науки, нельзя обойти молчанием имена многих наших соотечественников.
В конце 80-х годов XIX в. американской фирмой «Кодак» было освоено производство негативных фотопленок на гибкой подложке из целлулоида.
Таким образом, весь период развития фотографии можно условно разделить на три этапа: дагеротипия, мокрый коллодионный процесс и процесс с использованием галогенидосеребряных желатиновых эмульсий.
Негатив (лат. negativus — отрицательный), в чёрно-белой фотографии и кинематографии образованное зёрнами металлического серебра изображение объекта съёмки, в котором почернения фотографические обратны яркостям деталей объекта: чем ярче деталь, тем большим почернением она воспроизведена; в цветной — изображение объекта съёмки, образованное красителями, цвета которых дополнительны к цветам его деталей: жёлтые — к синим, пурпурные — к зелёным, голубые — к красным и так далее.
Камера-обскура. Построения изображения в камере-обскуре.
Камера-обскура (темная комната) представляла собой закрытый ящик с небольшим отверстием в одной из стенок. Будучи направленной на какой-нибудь предмет, камера позволяла получить на противоположной стенке перевернутое изображение предмета. Изобретение камеры-обскуры приписывается итальянцу Леонардо да Винчи, гениальному ученому, мыслителю и художнику XV в., который рекомендовал использовать ее для рисования.
была предпринята в Англии в 1802г. Гемфри Дэви и Томасом Веджвудом, которые экспонировали в камере обычную бумагу, пропитанную раствором азотнокислого серебра и поваренной соли. С помощью такой бумаги, между волокнами которой образовывался в результате пропитки хлорид серебра, можно было получить изображение различных фигур. Правда, вскоре эксперименты были прекращены, так как экспонирование длилось часами, а изображение получалось малоконтрастным и при рассмотрении на свету полностью исчезало.
Первые камеры обскуры представляли собой затемнённые помещения (или большие ящики) с отверстием в одной из стен. Упоминания о камере обскуре встречаются ещё в 5-ом веке до н. э. — китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемнённой комнаты.
Упоминания о камере обскуре встречаются и у Аристотеля.
Арабский физик и математик X века ибн Аль-Хайтам (Альхазен), изучая камеру обскуру, сделал вывод о линейности распространения света. Судя по всему, первым использовал камеру обскуру для зарисовок с натуры Леонардо да Винчи (1452-1519). Он также подробно описал её в своём «Трактате о живописи».
В 1686 году Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру—обскуру оснащённую зеркалом расположенным под углом 45° и проецирующую изображение на матовую горизонтальную пластину, что позволило художникам переносить пейзажи на бумагу.
Многие художники использовали камеру—обскуру для создания своих произведений — пейзажей и портретов. Камеры обскуры тех времён представляли собой большие ящики с ситемой зеркал для отклонения света. Часто вместо простого отверстия использовался объектив (обычно одиночная линза), что позволяло значительно увеличить яркость и резкость изображения.
Однако и в настоящее время некоторые фотографы используют так называемые «стенопы» — фотоаппараты с маленьким отверстием вместо объектива. Снимки сделанные камерой-обскурой более мягки чем это бывает у традиционных линзовых фотоаппаратов. Фотографии получаются с почти бесконечной глубиной резкости. С другой стороны, фотографии страдают более большими хроматическими абберациями, чем изображения сделанные простым фотоаппаратом. Экспозиция может колебаться от полсекунды, до нескольких часов. Снимки можно получать как негативные так и позитивные, черно-белые или цветные.
Стеноп.
Стеноп (от фр. Sténopé) — фотографический аппарат без объектива, роль которого выполняет малое отверстие.
Камера-обскура не обеспечивает высокой резкости изображения. До определенного предела резкость изображения может быть повышена путем уменьшения диаметра отверстия, но при слишком сильном уменьшении начинают сказываться эффекты дифракции и изображение становится ещё более расплывчатым. Расстояние от отверстия до экрана определяется фокусным расстоянием f. Соотношение f/D определяется как и в объективе числом диафрагмы. Камера с f=100 мм и диаметром отверстия D=0.5 мм имеет число диафрагмы равное 200. Увеличение отверстия на 1 мм уменьшает число до 100. Фактор выдержки таким образом уменьшается до 25.
Камеры-обскуры могут отличиться в отношении фокусного расстояния, диафрагмой, количеством диафрагм, форматом и типом светочувствительного материала. Безлинзовые камеры-обскуры используют также некоторые камеры системы наблюдения.
No responses yet