摄影与暗室技术

实验24摄影与暗室技术摄影既是一门科学技术也是一种基本的实验技术，它涉及光学、化学和机械等方面的知识，它能真实、迅速地记录实物的瞬间图像或人眼不便观察的运动过程。在高能粒子的径迹分析、爆炸过程分析、光谱分析、金相分析、航空测量、空间技术、生物及医学技术等研究工作中，摄影技术有着广泛的应用。【目的与要求】（1）了解照相机的基本结构和工作原理及使用方法。（2）初步掌握拍摄、冲洗和放大的基本原理和方法。【仪器与器材】照相机、放大机、上光机、胶卷、相纸、显影液、定影液及冲洗盘等暗室工具。（一）照相机目前照相机的种类款式很多，数字照相机用电子芯片存储影像，可以直接输入计算机观看、储存或加工处理、传输，还可通过打印机或数码扩印机印出彩色照片，发展非常迅速。传统（胶片）照相机的清晰度目前一般比数字照相机要高。传统（胶片）照相机有不同的分类标准，按感光胶片尺寸可分为：135照相机、120照相机、127照相机、110照相机、超小型照相机、大画幅照相机等。本实验使用传统（胶片）135照相机。它的像幅尺寸为24×36mm，传统（胶片）135照相机中又有平视取景器式（图24-1）和单镜头反光式（图24-2）。不管何种款式，都是由远处物体经镜头在感光胶片上成一倒立、缩小的实像，在胶片上留下潜影（图24-3）。图24-1图24-2照相机主要由镜头、光圈、快门和机身等构成镜头是照相机上最主要的光学部件，也称物镜。一般由多片、多组透镜组合而成的复杂光学系统，它经过精心设计，减少像差，提高分辨能力，是摄影成像的最关图24-3键部位。拍照时常说的“聚焦”，就是调节镜图24-3头的前后位置（如图24—1中水平箭头所示），以使物距u、像距v、焦距f三者满足1／f=1／u+1／v的关系，使像A´B´清晰。镜头上常标出镜头的焦距和口径，如东方S-4型135照相机的镜头上标有f=50mm和1:2.8，这表示镜头的焦距为50mm，镜头的口径与焦距之比为1:2.8，即镜头的口径为18mm。镜头口径越大，有利于在弱光下获得较大的像面照度。镜头的种类很多，根据它们作用的不同，可分为标准镜头、广角镜头、鱼眼镜头、远摄镜头、近摄镜头、微距镜头、变焦镜头等。2．快门快门是一种控制光线进入镜头时间长短的机械装置，按操作方式分为机械快门和电子快门；按结构分为帘布式和中心式两种，平视取景器式照相机一般为中心式，单镜头反光式照相机一般为帘布式。快门平时是关闭的，用快门按钮操纵开启后曝光，曝光时间由快门速度调节旋钮来选择，其刻度标志是：B、1、2、4、8．15、30、60、125、300……等，其倒数为曝光时间，单位是秒。B门和T门（有些相机上没有）为慢门，B门是按下快门按钮时张开，放手时关闭。T门是按下快门按钮时张开，第二次按下快门按钮时快门关闭。3．光圈是装在镜头后面或组成镜头的透镜片之间的、其孔径大小连续可调的圆孔。它由十多片弧形金属薄片制成，用来控制照射到胶片上的光强和景深。光孔大，进光量就大，反之就小。到达胶片的光强∝，d为光圈的孔径，f为镜头的焦距，称为镜头的相对孔径，由于＜1，所以实用中取其倒数来表示光圈的大小，如：1、1.4、2、2．8、4、5．6、8、11、16、22、32、45、64等，称为光圈数。通常一架照相机只具备其中的一段。光圈数越大实际光圈孔径越小，进光量愈少。这一系列光圈数以为公比排列，它们每相邻两数值之间曝光量相差一倍，如光圈数由8增加到11时，在相同的曝光时间内，进入照相机的光量将减少一倍，反之亦然。逐档改变曝光量的方法有两种：①保持曝光时间不变，逐档改变光圈数。②保持光圈数不变，逐档改变曝光时间。合理的选择光圈数与曝光时间，就能使感光胶片适度曝光。大部分胶卷在出厂时都附有“曝光参考表”，可作为室外自然光下曝光量的参考。对室内灯光下曝光量的估计比较复杂，受到灯光强弱、距离远近、单灯还是多灯等多种因素影响。表24-1给出室内40W日光灯情况下曝光量的参考值。表24-1灯—物距离与曝光量参考值灯—物距离1m2m3m4m5m曝光量f40.5sf41sf42sf44sf48s光圈的另一个作用是调整景深。景深是指底片上能够获得清晰像的最远和最近的物体之间的距离。景深的大小与镜头焦距f、光圈数、物距有关。对于f固定的相机，光圈数大，景深大，光圈数小，景深小。当光圈数一定时，物距大景深大，物距小景深也小。对于变焦镜头（f可变）照相机，焦距大景深小，焦距小景深大。一般相机上都附有物距、光圈数与景深关系的景深表。4．取景器是用来选择景物、调整构图的装置。5．卷片装置又称输片机构，作用是在照相机内输送胶片到拍摄成像的位置。有“自动”、“手动”两种。6．聚焦装置又称测距装置、调焦装置。作用是供拍摄者检查景物在胶片上的成像清晰度情况。有“自动”、“手动”两大类，“手动”聚焦装置有磨砂玻璃式、平视取景器式、截影式、环带棱镜式、图标式等多种。东方S4型相机采用平视取景器式调焦，转动调焦环，使两个像重合，此时被摄物体即能清晰成像在底片上。（二）放大机子还原成银原子，构成了景物的一种看不见的影像，叫潜影。为将此潜影转变为永久性的可见影像，必须进行显影。2．显影显影是用显影剂通过化学反应把胶片上已感光的卤化银中的银原子还原出来，转变为金属银。没有感光的部分不会转变。感光强的部位，被还原的银原子多，此处负片密度大、颜色深，是景物的明亮处。反之，感光弱的部位被还原的银原子少，此处负片密度小，颜色灰白，是景物的阴暗处。经过一定时间的显影，在感光胶片上出现黑白影像，为使此影像能固定下来不被破坏，就必须清除仍具有感光能力的不曾感光的卤化银颗粒，这样才能得到一个永久性的底片，所以需要定影。停显在定影前应先停显，停显的目的有两个：①利用停显液的酸性和显影液中的碱性中和，迫使胶片停止显影；②防止一定量的显影液带入定影液中而使定影能力过早失效。4．定影定影的作用是把未感光的卤化银溶掉。定影液最主要的成分是硫代硫酸钠（亦称海波，Na2S2O3·5H2O），它能使未感光的卤化银颗粒溶解。5．水洗和晾干用流动水冲洗除去所有残存在胶片上的化学药品，以免日久底片发黄损坏。底片最好在阴凉通风处自然晾干，完全晾干后才能使用或收藏。6．放大通过放大机使光透过底片对放大纸进行曝光，然后经同上的显影、停显、定影、水洗及烘干步骤便可得到一幅放大的照片。【实验内容】1．拍摄（1）熟悉相机结构，找出快门、光圈、调焦环、快门上弦扳手、快门按钮、取景器、倒片手轮等的位置。（2）装卷拉出倒片手轮，后盖打开，胶片记数盘自动恢复到“▲”，装好胶卷；关闭后盖，按倒片手轮上箭头方向轻轻旋转手轮，收紧暗盒内的胶卷。扳动快门上弦扳手，同时观察倒片手轮，若手轮随着旋转，表明胶卷上好，再按下快门按钮。交替进行到记数器内显示”1”时即可进行第一张的拍摄。注意：快门动作需要的能量是由弹簧提供的，弹簧则通过扳动“快门上弦扳手”来上紧。一般“快门上弦扳手”总是和“快门按钮”连锁，即只有扳下“快门上弦扳手”后再按下“快门按钮”，快门才会动作，与此同时“快门上弦扳手”跳起复原。这就保证了扳动一次“快门上弦扳手”，快门只能打开一次，若快门未打开过，则“快门上弦扳手”不能再扳动，从而可避免在一张底片上重复曝光或跳过。由于这种连锁关系，扳下“快门上弦扳手”后，就不能再改变快门开启时间，即不能再调节“快门速度调节旋钮”，否则会损坏内部机件。（3）根据当天的光照条件、胶卷的感光度及物体的反光能力，选取适当的快门速度和光圈数（可参考胶卷包装纸盒内的“曝光参考表”、表24-1、附表），调整拍摄距离（调焦）后进行实拍，记下数据。（4）拍摄完毕，按下相机底部倒片按钮，将倒片手轮翻出，依箭头方向卷动直到阻力突然消失，打开后盖，取出胶卷。2．冲洗胶卷冲洗是得到优质底片的重要环节，操作中要避免意外曝光和显影不足或过度等错误。其程序为水洗（30s）、显影（10~16min，D—76）、停显（30s）、定影（10~15min）、水洗（15min）、晾干。显影时可用冲洗盘或冲洗罐显影，定时搅动。冲卷应在全暗条件下进行，必要时可短时在暗绿色安全灯下检查效果。显影、定影时间应根据温度、药液新旧程度、曝光强弱和影调要求等来确定。3．放大135底片画幅小，需要放大。放大时，将负片置于放大机的底片夹中，调节物镜与放大纸的距离，聚成清晰的影像。经过光源的照射，使负片的影像光线通过镜头投射到放大纸上，曝光后放大纸产生“潜影”，再经过显影、定影、水洗、晾干等处理，可得到放大的与拍摄景物影调相同的照片。照片的放大倍数可通过改变镜头与放大纸间的距离来调节。在放大过程中，调整焦距与曝光时间是两个重要环节，会影响到放大效果和照片的质量。调焦时，可以看画面线条是否分明，人物眼睛、头发等是否清晰。曝光可以采用梯级式曝光试样，从中选择正确的曝光时间，再正式放大曝光。对于试样，一定要认真，不可马虎，这是决定放大效果的关键。（1）熟悉放大机的结构和使用方法(见图24-4)。（2）将底片药膜面朝下装入底片夹（注意底片和底片夹一定要清洁，不能有尘土、织物纤维等）。（3）开启放大机光源，调节灯室高低和聚焦旋钮，使在载纸板上呈现一清晰的像，且大小符合要求（必要时可对画面进行剪裁）。调焦时，镜头光圈尽量开大，调焦完毕后，应将光圈缩小至少两档。（4）转过镜头下的红色滤光片，使红光照在载纸板上，放大纸药膜面朝上，放在影像最重要的部位，压好。移去红色滤光片，用不同时间分段曝光，经冲洗后确定最佳曝光时间。（5）正式放大照片，放大纸曝光方法同上，并经显影、停显、定影、水洗、晾干、裁边得到黑白照片。记录数据。（6）实验结束后，把显、停、定等药液分别倒回原瓶中，洗净所用器皿，做好卫生清洁工作。【注意事项】（1）做好照相机的维护工作，谨防碰撞和剧烈震动。照相机镜头和放大机镜头是精密光学元件，切勿用手摸或用手帕、纸等擦拭。（2）快门速度不能调节在两档速度之间，扳下“快门上弦扳手”后，切勿再调节“快门速度调节旋钮”，以免损坏相机。（3）每次用完相机后，应将快门处于释放松弛状态，并将光圈开到最大或最小，以及调焦于“∞”处保存。【记录与分析】表24-2拍摄记录表胶卷牌号感光度拍摄时间负片上序号天气光照方向快门光圈拍摄内容效果分析（就曝光强弱而言）表24-3冲洗、放大记录表冲卷显影停显定影水洗效果分析药液时间药液时间药液时间时间放大曝光时间放大纸号【预习思考题】（1）相机上什么部件控制胶片曝光量，如何逐级增加或减小曝光量？（2）景深与什么有关？如何使用相机上的景深表？（3）显影的基本原理是什么？为什么要进行停显和定影？（4）洗好一张照片的关键是什么？附表阳光下摄影曝光参考表（夏季人像或风景）（ISO100/21°）拍摄时间5：30~6：006：00~7：007：00~9：009：00~16：0016：00~18：0018：00~19：0019：00~19：30快门速度1/601/601/1251/1251/1251/601/60应用光圈蓝天白云5.6811161185.6蓝天无云4~5.65.6~88~1111~16