Экспонометрическая связь серой шкалы с цветным объектом съемки

Рассмотрим физический смысл применения серой шкалы для контроля процесса цветовоспроизведения. Покажем, что между серыми полями шкалы и хроматическими цветами объекта съемки существует закономерная связь, которая и определяет смысл применения серой шкалы как средства контроля цветопередачи.

Пусть поставлена задача воспроизвести заданный оранжевый цвет покраски объекта, показанный трехзональным графиком на рис. 42

Зная, что цветность хроматического цвета физически обусловлена определенными соотношениями его зональных яркостей (в синей, зеленой и красной зонах), мы можем рассматривать эту задачу с физической стороны как задачу возможно более точного фотографического воспроизведения именно соотношений зональных яркостей цвета.

Пусть одновременно с заданным цветом, в тех же условиях освещения фотографируется серая шкала. Серые цвета ее полей мы также можем показать зональными графиками, как это сделано на рис. 42 в средней его части. Заметим, что каждый из серых цветов образован тремя равными ступенями яркости во всех трех зонах спектра. Высота же ступеней пропорциональна яркости каждого поля. Восьмому полю шкалы (белому) отвечает наибольшая высота ступеней.

Допустим далее, что зональные яркости заданного оранжевого цвета равновелики зональным яркостям разных полей серой шкалы. Например, синяя его зона равновелика (в смысле равной актиничности) синей зоне 2-го поля шкалы, черного; зеленая зона — равновелика зеленой зоне 5-го поля шкалы, средне-серого; красная — равновелика красной зоне 7-го поля шкалы, светло-серого.

Рис. 42. Экспонометрическая связь серой шкалы с хроматическим цветом объекта съемки.

Следовательно, если нам удастся воспроизвести в цветном кадре серую шкалу не только серой, но и без искажений ее градации (то есть соотношений яркости ее полей), то при этом автоматически окажутся переданными без искажений и соотношения зональных яркостей хроматического цвета, а следовательно, и сам хроматический цвет.

Очевидно также, что это будет справедливо для всякой хроматической покраски объекта, снятой в одинаковых условиях с серой шкалой, так как зональные яркости любой хроматической покраски всегда будут лежать в пределах величин зональных яркостей полей серой шкалы.

|Наблюдая непосредственно сам хроматический цвет, воспроизведенный на пленке, мы не можем визуально анализировать количественную сторону происшедших в нем зональных искажений, так как глаз дает нам лишь общее впечатление от цвета на основе суммарного действия всех трех спектральных зон. Серая же шкала позволяет нам ясно наблюдать весь ход фотографической регистрации зональных яркостей цветов, потому что, она представляет собой, по существу, как бы расчлененные зоны всех хроматических цветов, систематизированные в одном ряду.

Серая шкала оказывается, таким образом, в роли удобного индикатора, сигнализирующего о качестве воспроизведения тонов в контролируемом ею месте объекта съемки.

Чтение изображений серых шкал на всех стадиях цветного процесса значительно проще, чем чтение промежуточных форм изображений хроматических цветов. Кроме того анализ шкал легко поддается объективным оценкам, допускает простые формы документации режимов съемки и обработки цветных фильмов.

§80. Виды контроля цветовоспроизведения по серой шкале

Контроль цветного процесса может вестись по изображениям серой шкалы как визуальным, так и измерительным методом (денситометрическим). Каждый из этих методов может относиться как к позитиву, так и к негативу. Всего, таким образом, следует различать четыре вида контроля. Применение их может быть следующим.

§ 81. Визуальный контроль по позитиву серой шкалы

Этот вид контроля относится к печати цветного позитива и проводится, в основном, установщиком света. Оператору фильма должен быть известен смысл печати по серой шкале, так как ему также приходится оценивать позитивные изображения, содержащие в кадре серую шкалу.

К изображению стандартной серой шкалы в нормальном позитиве должны предъявляться три требования:

во-первых, она должна быть напечатана серой,

во-вторых, — равноступенной, и

в третьих, — с нормальным интервалом плотности крайних полей, т.е. иметь нормальный контраст.

Если эти три требования соблюдены с достаточным приближением к норме, то качество печати будет вполне удовлетворительным. Нарушение хотя бы одного из этих условий ведет к цветовым искажениям.

Соблюдение при печати только одного первого условия, — достижение серого цвета шкалы, — будет свидетельствовать лишь о правильном балансе красителей в слоях позитива для воспроизведения серого цвета, однако сам ряд серых цветов в шкале может быть при этом искажен по градации. Это будет означать, что искажены зональные контрасты яркости всех хроматических цветов. При увеличении контраста шкалы, цвета в позитиве становятся более насыщенными, при уменьшении — менее насыщенными.

Тот или иной цветовой оттенок шкалы, при неправильно установленном цветовом балансе всегда бывает связан с искажением цветов по цветовому тону и насыщенности: неравноступенность шкалы обычно получается от ошибок в экспозиции при печати или при печати с неправильно экспонированных негативов (непропорциональная передача градации тонов); ненормальный интервал плотностей крайних полей шкалы вызывается обычно ошибками в экспозиции при печати
и ошибками проявления. Причиной тому может быть и ненормальная градационная характеристика негатива. Такая ненормальность обычно вызывает искажения насыщенности цветов, а также ненормальное воспроизведение черных тонов или деталей в светах.

Несоблюдение названных требований не всегда зависит от установщика света при печати. Часто причина этого кроется в свойствах негатива, зависящих от качества негативной пленки, от ошибок в экспозиции при съемке и от лабораторной обработки негативной пленки.

§ 82. Визуальный контроль по негативу серой шкалы

Этот вид контроля относится, в основном, к съемочному процессу и может быть использован:

а) при сравнительных испытаниях негативных пленок для целей качественной оценки негативов, снятых в одинаковых условиях и одинаково проявленных,

б) при качественных оценках величины общей экспозиции (пробы уровней освещения объекта, диафрагм объектива ит. п.),

в) при качественных оценках различных факторов, влияющих во время съемки на градационную характеристику и баланс плотностей негатива;

г) при оценках качества цветного проявления путем сравнения эталонного негатива шкалы, проявленного по стандарту, с негативами, выходящими из текущей обработки.

§ 83. Измерительный контроль по негативу серой шкалы

Этот вид контроля — объективный, ведущийся с помощью количественного метода. К нему прибегают в тех случаях, когда визуальные оценки негатива спорны, недоказательны или когда требуется документация результатов цветного процесса для целей его технического анализа и управления процессом.

С его помощью производится объективная оценка градационных характеристик негативов, баланса их плотностей и оценка прочих параметров негатива.

Измерения негативных изображений шкалы позволяют: а) определить рабочую характеристику пленки построе-ниием характеристической кривой. В кривой будут отражены влияния всех конкретных съемочных условий;

б) подбирать негативные пленки, наиболее благоприятные по балансу для съемок в намеченных конкретных условиях;

в) определять экспозиционный индекс пленки, при котором достигается желаемое качество негатива. По существу, это самое точное практическое определение реальной светочувствительности пленки, которое не всегда может быть заменено справкой по паспортным данным пленки;

г) наблюдать за постоянством параметров негатива при текущей съемке;

д) изучать влияние на негатив различных факторов цветного процесса и выражать результаты наблюдений общепринятым количественным методом в фотографии. Многие научно-экспериментальные съемки не могут обходиться без применения этого метода;

е) наблюдать за качеством проявления негатива и регистрировать результаты различных режимов проявления. Выполняется это при помощи стандартно-экспонированного негатива шкалы. Накапливаемый таким путем фактический материал позволяет делать объективно обоснованные заключения о целесообразных режимах проявления для тех или иных случаев;

ж) устанавливать свет при печати. Измерительный метод установки света при цветной печати имеет свои преимущества перед визуальным, как метод наиболее быстрый и экономичный.

§ 84. Измерительный контроль по позитиву серой шкалы

Этот вид контроля позволяет:

а) объективно оценивать качество тоновоспроизведения объекта съемки.

С его помощью могут быть получены кривые тоновоспроизведения, увязанные с тем или иным характером цветопередачи объекта съемки. По форме этих кривых могут делаться выводы о влиянии на цветопередачу различных факторов цветного процесса.

б) объективно оценивать ахроматичность шкал в цветных изображениях, что может потребоваться при специальных исследовательских работах, требующих документации фактов.

Кинооператора, естественно, в первую очередь, должны интересовать те применения серой шкалы, которые, будучи, достаточно простыми и нетрудоемкими, могут помочь ему лучше ориентироваться в выборе цветных пленок и в экспонометрических режимах, обеспечивающих, желаемый характер цветопередачи объекта съемки.

§ 85. Практика съемки серых шкал.

Съемка серых шкал для контроля цветного процесса требует соблюдения определенных правил. Необходимо помнить, что при съемке шкал имеют значение: место шкалы в объекте съемки, размеры изображения шкалы в кадре, положение плоскости шкалы относительно съемочной камеры и источников света, освещение шкалы, метраж кадра со шкалой и место кадра со шкалой в снятом материале.

Рассмотрим коротко каждое из этих требований.

1) Место шкалы в объекте съемки. Если шкала снимается одновременно с основным объектом съемки, то она устанавливается в сюжетно важной части этого объекта. При этом шкала не должна загораживать собой детали объекта, важные для наблюдения в позитиве при его печати.

При глубинном построении снимаемой сцены может оказаться, что сюжетно важная часть объекта находится на таком удалении от съемочной камеры, при котором изображение шкалы получилось бы слишком мелким В этих случаях применяют шкалы увеличенных размеров в оригинале.

При съемке крупных планов, когда стандартная шкала может загородить собой слишком большую часть Объекта, применяют шкалы уменьшенных размеров.

Во всех случаях выбора места для шкалы следует считаться в первую очередь с условиями ее освещения в данном месте и выбирать в сюжетно-важной части объекта те места, где эти условия наиболее благоприятны. Простейшими случаями применения шкалы будут случаи равномерно освещенных одноплановых объектов, например, съемка рисованных кадров в мультипликации, картин на выставках и т. п.

2) Размеры изображения шкалы в негативе. Размеры изоображения шкалы в кадре определяются намеченными характером и целями ее использования. Если шкалу предполагается измерять на денситометре, то при выборе расстояния шкалы от съемочной камеры необходимо учитывать диаметр рабочего зрачка применяемого денситометра. При малых рамерах зрачка возможна установка шкалы при съемке на больших расстояниях от камеры, так как в этом случае могут быть измерены и довольно мелкие изображения шкал. Однако следует помнить, что при слишком мелких изображениях шкалы падает точность ее измерений.

Максимально возможный размер в негативе поперечника одного поля стандартной шкалы при вертикальном ее положении в кадре равен 4 миллиметрам (4 поля занимают всю высоту кадра—16 мм). Но такой размер может быть точно выдержан по всей шкале лишь при съемках камерами, допускающими точное визирование кадра.

Размер поперечника поля более 3 мм практически не нужен, так как он позволяет свободно пользоваться почти всеми существующими денситометрами.

Вертикальное положение шкалы на краю кадра оставляет достаточно много места в остальной части кадра, где могут быть размещены любые другие объекты для целей качественной оценки изображения. Такая компановка кадра часто практикуется при съемке стандартно экспонированных кусков негативного материала, используемых при текущих съемках для контроля проявления и других целей.

Слишком мелкие изображения шкалы в кадре практически бесполезны. Они малоэффективны и для визуального контроля цветопередачи. Мелкое изображение серой шкалы, окруженное хроматическими цветами основного объекта, может казаться не серым в силу действия одновременного цветового контраста (см. § 33). Серый цвет шкалы в позитиве отчетливо наблюдается лишь при достаточно больших размерах полей.

Удобен для контроля съемки вариант стандартной шкалы показанный на рис. 43. Одно из полей шкалы делается укрупненным с тем, чтобы оно сохраняло достаточно большие размеры в кадре даже в случаях установки шкалы на значительных расстояниях от съемочного аппарата.

Рис. 43. Вариант стандартной серой шкалы с укрупненным полем.

Для удобства операторов при съемке шкалы предложены шкалы трех типовых размеров, применительно к съемкам общего, среднего и крупного планов.

3) Положение шкалы относительно съемочного аппарата и источников света

Обычно требуется установка шкалы во фронтальной плоскости по отношению к съемочной камере. Из всех фронтальных плоскостей выбирается та, которая в экспонометрическом отношении лучше всего связывает шкалу с основным объектом съемки. Если приближение шкалы к аппарату или удаление от него ставит ее в одинаковые световые условия с объектом съемки, это должно быть сделано.

Когда снимаемый объект освещается равномерным светом, положение шкалы находится без труда, при схемах же света с боковым рисующим светом, шкалу следует несколько повернуть в сторону главного источника света, но в пределах примерно 30°. При большем повороте, например на 45°, размеры поперечника поля шкалы в ее изображении на пленке могут настолько уменьшится, что сделают шкалу негодной для измерений.

Нужно помнить, что при боковом освещении объекта съемки шкала установленная фронтально относительно камеры будет иметь освещенность меньше ключевой. В этом случае ее негативное изображение не всегда может харктеризовать нормальную величину общей экспозиции для объекта.

Особенно внимательно нужно следить за положением шкалы относительно источников света в тех случаях, когда шкала не имеет хорошей матовой поверхности. Даже при небольшом нарушении матовости ее полей (при потертости шкалы от длительного употребления или при неосторожном с нею обращении) равноступенность яркостей шкалы может значительно нарушиться. От этого изменится и форма градационной кривой шкалы, а визуальные оценки шкалы будут оши-бочными. Так например, слегка бликующее черное поле шкалы, передаваясь в негативе с повышенной плотностью, может привести оператора к заключению о слишком большой величине общей экспозиции, в то время как экспозиция была нормальной, а может быть и недостаточной.

4) Освещение шкалы. Главное требование к освещению шкалы — равномерность освещения всей ее площади. Если светлоты полей шкалы составляют равноступенный ряд, то, само собой понятно, что равноступенный ряд яркостей шкала может дать только при условии одинаковой освещенности всех ее полей.

Для всех случаев применения измерительного контроля требование равномерности освещения шкалы при съемке является категорическим. Если это требование соблюсти невозможно, то смысл измерительного контроля утрачивается.

Равномерность освещения шкалы легко контролируется измерениями падающего света (освещенности). Схемы объемного освещения всегда Стребуют от оператора отыскания в снимаемой сцене мест с достаточно равномерной освещенностью. При широких пучках света, рассчитанных на мизансцену с более или менее постоянным характером освещения, отыскание таких мест не составляет большого труда.

Наиболее сложна, а иногда и невозможна, съемка шкал при пятнистом освещении, часто применяемом при художественных съемках. По существу, это случаи эффектного освещения, при которых контроль по серой шкале имеет большие ограничения, а иногда не показан совсем, как например, при цветном освещении.

Серая шкала должна освещаться при съемке только тем светом, на который расчитан данный тип пленки.

5) Метраж кадра со шкалой

Для оценки изображения шкалы достаточно, вообще говоря, одного кадра, но снимать приходится кусок некоторой длины и из него выбрасывать начало и конец, так как стабильная экспозиция устанавливается в кинокадре лишь по достижении камерой стабильной частоты съемки. Это относится к аппаратам как с ручным приводом, так и с пружинным и моторным. Практически приходится снимать кусок длиной не менее 0,5—1 метров. При кадровой съемке достаточно снять несколько кадриков.

В тех случаях, когда кадры с изображением шкалы должны просматриваться на экране, метраж зависит от целей просмотра.

6.) Место кадра со шкалой в снятом ролике.

Шкала обычно снимается в начале первого кадра и если последующие кадры однородны по характеру снимаемых объектов и их экспонометрическим условиям, то для целей установки света при печати нет надобности снимать шкалу в каждом кадре. При переходе же к новым, существенно отличающимся условиям съемки, шкалу следует снимать повторно.

При экспериментальных съемках может быть необходима съемка шкалы в каждом кадре.

Если шкала оказалась снятой в конце ролика, и она имеет существенное значение для установки света на весь ролик, то лаборатория печати должна быть об этом предупреждена.

Глава 12. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ

§ 86. Принцип исправления цветопередачи маскированием негатива

Принцип маскирования удобнее всего показать на примере фотографического воспроизведения зеленого цвета.

Пусть на негативную многослойную пленку фотографируется объект в виде зеленого круга на черном фоне. Для упрощения допустим, что цвет круга идеально зеленый, то есть содержит в своем спектре лучи только зеленой зоны, а зональная сенсибилизация пленки также идеальна.

Такой объект очевидно будет экспонироваться только в одном среднем слое пленке—зеленочувствительном. Негативное изображение объекта представится в виде пурпурного круга на белом фоне. Если бы пурпурный краситель в негативе был тоже идеальным, то его кривая спектрального поглощения имела бы вид, показанный на рис. 44 пунктиром, то есть цвет его был бы идеальным «минус зеленым». Это значит, что такой негатив при, печати полностью поглощал бы зеленые лучи света копировального фонаря и позитивная пленка экспонировалась бы под таким негативом только лучами синей и красной зоны в равных количествах. Это дало бы при проявлении позитива выход в нем равных количеств желтой и голубой красок, которые в сумме (при субтрактивном сложении) воспроизвели бы зеленый цвет оригинала.

Но практически дело обстоит иначе. Пурпурный краситель в негативе неидеален и имеет кривую поглощения показанную схематически на рис. 44 сплошной линией. Кривая эта показывает, что оптическая плотность красителя относится не только к зеленой зоне, но частично и к синей, то есть реальный пурпурный краситель кроме зеленых лучей поглощает частично и синие. Это означает, что при печати негатива с таким красителем позитивная пленка будет недостаточно экспонироваться синими лучами и в ней при проявлении будет образовываться недостаточное количество желтой краски. Голубая краска окажется в избытке и это придаст зеленому цвету позитивного изображения синеватый холодный оттенок.

Итак, в реальном пурпурном негативном красителе имеется вредная оптическая плотность в синей зоне, которая и является причиной искажения цветопередачи зелени.

Нетрудно видеть, что цвет этой вредной оптической плотности пурпурного красителя является желтым («минус синим»).

Следовательно, мы можем представить себе наш негатив, состоящим как бы из двух негативов сложенных вместе, один из которых идеальный пурпурный, а другой — желтый, созда-ющий вредную плотность в синей зоне.

Рис. 44. Идеальный и реальный пурпурный негативный краситель

Как же избавиться от этой вредной желтой плотности пурпурного красителя?

Поиски другого пурпурного красителя с лучшей кривой спектрального поглощения оказались бесполезными. Пришлось искать другой путь — средство, парализующее вредное действие желтой плотности пурпурного красителя. Таким средством оказалась желтая маска для пурпурного слоя негатива. Принцип ее действия следующий.

Известно, что если негативное изображение объекта совместить с позитивным, то оно исчезнет. Следовательно, таким же путем можно избавиться и от вредного желтого изображения в пурпурном слое негатива. Для этого достаточно добавить к пурпурному слою негатива желтое позитивное изображение объекта съемки, маскирующее собой желтое негативное. Разумеется, плотность и контраст такого маскирующего позитивного изображения должны быть строго согласованы с маскируемым негативным изображением.

Тогда при наличии желтой маски наш негатив можно представить состоящим из идеального пурпурного изображения, наложенного на сплошной желтый фон, составляющий как бы сплошную желтую вуаль негатива. Эта вуаль практически безвредна, так как все ее действие состоит только в общем поглощении некоторого количества синих лучей из света копировального фонаря. Образовавшийся недостаток синих лучей может быть легко компенсирован соответствующим увеличением относительного содержания их в свете копировального аппарата.

§ 87 Два способа маскирования.

Практически маскирование может быть осуществлено двумя способами. По одному из них маска может быть изготовлена в виде отдельной печатной формы на отдельной подложке, складываемой при печати с основным негативом, по другому — маска создается внутри самого маскируемого изображения в процессе проявления негатива. Первый способ нашел применение в цветной полиграфии. В кино он оказался технологически очень сложным. Маскирование по второму способу начало применяться в отечественных цветных негативных пленках типа ДС-5 и ЛН-5. Впервые этот способ был применен в пленках Истменколор.

Негативные пленки этого типа называются самомаскирующимися, исправляющими цветопередачу автоматически в процессе проявления. Образование маски в них происходит следующим образом.

В зеленочувствительный слой при его изготовлении вводится добавочный желтый компонент, обладающий свойством обесцвечиваться при проявлении в тех местах слоя, где после экспонирования зеленых лучей образуется пурпурный краситель. В местах неэкспонированных желтый компонент сохраняется и образует, таким образом, автоматически желтое позитивное изображение объекта.

В красночувстительный слой при его изготовлении вводится компонент оранжевого цвета. При проявлении пленки он исчезает в тех местах, где экспонировались красные лучи и где соответственно образуется голубой краситель. В местах неэкспонированных красными лучами оранжевый компонент сохраняется, образуя автоматически оранжевую маску.

Синечувствительный слой негативной пленки в маскировании не нуждается, так как образующийся в нем желтый краситель по своему спектральному поглощению близок к ядеальному.

§ 88. Результаты маскирования цветного негатива

Маскирование цветного негатива вносит значительные улучшения в субтрактивный трехцветный метод цветовоспроизведения. Оно выражается в значительном обогащении воспроизводимых цветов. На экране появляется целый ряд новых цветов — сине-фиолетовых, синих, голубых, зеленых, желтых, оранжевых, красных и пурпурных, значительно повышенной чистоты и богатых разнообразными оттенками цветового тона.

Однако это улучшение цветопередачи усложнило не только производство цветных негативных пленок, но и съемочный процесс. Маскированные пленки потребовали от кинооператора более точного контроля условий освещения объекта съемки и, в частности, более строгого контроля цветовой температуры. Вместе с тем значительно повысились требования к визуальному различению цветов окрасок объекта, при выборе их в подготовительном периоде, и к подбору оттенков цветных осветительных светофильтров. Все это заставляет кинооператора уделять больше внимания вопросам цветоведения и фотографического цветовоспроизведения, совершенствовать культуру глаза и более внимательно относиться к экспонометрической технике.