感光材料的结构、种类与性能.ppt

1、第二章 摄影感光材料,摄影有传统摄影和数码摄影两大类（P74） 根本不同是用以记录影像的方法和感光材料不同 传统摄影，记录影像的方法是“模拟法”，采用银盐感光方法和染料成像法，记录的是被摄景物的模拟影像。 数码摄影采用数字化的方法记录景物的数码影像。 传统摄影感光材料主要是银盐系统感光材料，另有少量的非银盐系统感光材料。 数码摄影的感光材料是CCD或CMOS芯片。 传统摄影感光材料有感光片和相纸两种。感光片用于拍摄记录被摄景物影像，相纸用于印相或放大影像。,传统摄影材料的感光原理，主要是利用了光敏物质的感光性能，使感光物质在光线照射下，发生光化学效应，生成潜影。 银盐系统感光材料采用的感光物质

2、，主要是银的卤化物银盐。卤化银有：溴化银、碘化银和氯化银。 非银盐系统感光片，又被称为“染料型黑白感光片”、“彩色法黑白感光片”。 数码摄影的感光材料：1981年，日本索尼公司发明玛维卡（Mavica）相机，开始采用CCD（Charge Coupled Device,电子耦合器）来记录影像。使影像数码化，便是数码摄影记录影像的方法。 现在，有部分数码相机采用CMOS芯片来记录影像。 CMOS（互补金属氧化物半导体 Complementary MetalOxideSemiconductor），与 CCD 相比，具有低能耗、高集成度和低生产成本等优势。,第一节 感光材料的发展简史 一，感光片的发展

3、历程 感光片的发展，主要有两个方面： 一是感光物质的发展、进步； 二是感光物质的载体片基的发展与改进。 1，1800年，英国人托马斯。韦奇伍德用涂硝酸银的皮革拍摄“阳光的照片”树叶。 2，1826年，法国人尼埃普斯用沥青加熏衣草油涂在铅锡合金版上，拍摄了第一幅永久性照片鸽子窝。曝光时间约8小时。 3， 1829年，法国人路易达盖尔和尼埃普斯合作，研究发明“银版法摄影术”，使涂有碘化银的铜版曝光，然后熏以水银蒸气，再以食盐溶液定影，形成永久影像。,4，1835年，英国发明家塔尔博特用氯化银或硝酸银作感光物质，涂在纸基上，放入相机，拍成负像，又在阳光下通过特定装置获得正像，并发明固定影像的方法。被

4、称为“卡罗摄影术”。 5，1851年，英国摄影家阿切尔发明火棉胶湿版，用玻璃版代替金属版，摄影进入湿版时代。（感光物质是火棉胶和银盐，片基是玻璃版）。 6，1871年，英国业余摄影家马杜克斯发明溴化银明胶干版法。感光能力提高，摄影操作简化，使摄影术开始大发展。最高拍摄速度达1/25秒。 7，1889年，美国柯达公司生产用赛璐珞做片基的软片。 8，1906年，德国化学家研制出全色黑白胶片,开始用硝酸纤维做片基。,9，1907年，德国卢米埃尔公司生产出彩色负片微粒彩屏干版。 10，1935年，柯达公司试制出柯达彩色胶片，即今天彩色摄影的先驱。 11，1930年，醋酸纤维取代硝酸纤维做片基，因其不易

5、燃，被称为“安全片基”。 12，在2030年代，世界照相器材、感光材料的生产制造中心有两个：一是欧洲的德国，一是美国的柯达公司。 13，20世纪70年代，塑料片基代替醋酸片基，胶片的感光能力进一步提高。,二，感光纸的发展史 感光纸，用纸作片基的感光材料。 1，19世纪70年代中期， 相纸为蛋白相纸。 2，1880年出现了溴化银印相纸。 相纸的生产工艺简单，发展变化不大。 3，20世纪70年代末，出现涂塑纸，在纸基的两面涂有树脂防水层的RC相纸。适合新闻摄影需要。 4，后来又研制了FB相纸，纤维纸基相纸。适合做需要长久保存的黑白照片。 5，人们还研制了全色黑白感光纸。影调层次丰富。 6，现在采用

6、的彩色相纸，多为涂塑纸，纸面有光面、无光面、半光面、绸面等。,第二节 感光材料的结构 感光材料的主要构成成分：一是片基（纸基），二是感光乳剂，还有一些辅助涂层。 一，黑白感光片的构成 黑白感光片，主要有五层，以片基为中心，上面有结合层和乳剂层、保护层，下面有防光晕层。 1，片基。涂布乳剂及其他各层物质的支持体。 主要性能：无色透明，不影响乳剂的照相性能；有韧性，耐撕裂；易展平，有极好的平整度；耐水，不膨胀，不会使影像变形。,2，感光乳剂，又称照相乳剂，主要成分是卤化银和明胶。 现在的感光乳剂主要用溴化银和少量碘化银。 明胶，是无色或略带黄色的透明液体，有粘性，能使卤化银均匀分布其中以便涂在片基

7、上，并对银盐有保护作用，使其不积聚，不沉淀。 感光材料的感光性能，是由乳剂的性质来决定的。 3，其他物质 结合层，位于乳剂层和片基之间，是一种粘合剂，使乳剂牢固地粘结在片基上，防止乳剂层脱落。 保护层，位于乳剂层的外面，是一层透明而有一定韧性的薄膜，防止乳剂层受划伤。 防光晕层，涂在片基背面，能吸收穿透乳剂层的光线，防止底片出现光晕。,黑白感光片的构成,二，彩色感光片的构成 彩色感光片有银盐系统和非银盐系统两大类。现代彩色摄影主要使用银盐感光片。 彩色摄影利用银盐的感光性能与染料的成色性能相结合来制成彩色片。 彩色感光片形成色彩的过程：银盐感光记录下景物色彩，成为潜影经显影使溴化银被还原的氧化

8、物与混合在乳剂中的成色剂反应，形成颜色，经漂定处理，洗去黑色影像，底片上只留下彩色影像。 彩色片涂有多层感光乳剂，每层有不同的感光性能。一般至少有感红层、感绿层、感蓝层三层，分别感受红、绿、蓝色光。,1，彩色负片的构造 彩色负片基本上由感红、感绿、感蓝三个主要乳剂层和其他辅助涂层组成。 彩色负片的主要涂层分布为：1）底层，2）防光晕层（只有柯达彩色负片的防光晕层仍涂在片基的背面），3）感红乳剂层，4）隔层，5）感绿乳剂层，6）隔层，7）黄色滤色层（吸收蓝光），8）感蓝乳剂层，9）保护层。 彩色负片的三个乳剂层分别记录来自景物的蓝、绿、红光，经显影，分别呈现黄、品、青三色影像；再经漂定，除去黑色

9、银盐，胶片剩下彩色影像（负像）。经过放大或印相的校色处理，便获得与自然景物一致的颜色。,彩色负片感光显影后的成像,经放大或印相后的彩色照片,2，彩色反转片的构造 彩色反转片各层乳剂的排列顺序和基本结构与彩色负片一样。 不同之处是：彩色反转片有内式和外式两种类型。 1）内式反转片，成色剂直接加在各层乳剂中。 2）外式反转片，成色剂加在显影液中。 色彩饱和度高，但冲洗过程复杂，只能由原厂家进行。 反转片的成色过程，经二次曝光或反转灰化处理，和两次显影而完成。 第一次感光，记录景物色彩第一次显影（黑白显影）第二次曝光（或灰化处理)彩色显影，产生染料彩色影像。,三，黑白相纸的构成 黑白相纸的构造与黑白

10、胶片相似，但简单些。 黑白相纸的纸基，有普通纸基和纤维纸基两种。 对纸基的要求是：质地细，纯度高，稳定性好；耐水、耐热、耐干；不膨胀、不收缩、不变形。 黑白相纸在纸基上涂有三层药膜：含钡膜（粘合纸基和乳剂，完善纸基），感光乳剂（卤化银和明胶合成），保护膜（防止感光乳剂受伤）。 相纸的感光能力比胶片低得多，目的是在制作照片时有充分时间来控制和调整感光。 一般的黑白相纸是色盲的，可在红、橙灯光下工作。,四，彩色相纸的构成 彩色相纸由纸基和感红、感绿、感蓝三层感光乳剂构成： 上层：感红层，含青成色剂； 中层：感绿层，含品红成色剂； 下层：感蓝层，含黄成色剂。 现代彩色相纸多为涂塑相纸，纸基涂以聚乙烯

11、和二氧化钛。 五，彩色反转纸的构成 构成与彩色负片相同，冲洗时要二次曝光和二次显影。,第三节 感光材料的种类 从总体上看，感光材料有两大类：黑白感光材料和彩色感光材料。 一，黑白感光片的种类 1，从形态上看，有硬片和软片两种。 软片又有页片和卷片两种。 卷片又叫胶卷，常用的有120、135两种。 120胶卷的画面大小有60X60、60X45、及60X90毫米三种，供120相机使用； 135胶卷的画幅大小为24X36毫米，供135相机使用。,2，从感色性能上分，黑白感光片有色盲片、分色片、全色片三种。 色盲片，只能感受可见光谱中的蓝、紫短波光，对其他色光反应迟钝或不感受。一般用于翻拍制作电影拷贝

12、、幻灯片。感光度低、宽容度小，优点是颗粒细，解像力高，反差大。 分色片，能感受蓝、紫、黄、绿光，不感受红光。其感光度、颗粒性、宽容度、反差等照相性能介于色盲片和全色片之间，用于特殊用途。 全色片，能感全部七种可见光。普通摄影大多使用全色片，以正确记录全部可见光谱，使被摄对象得到全面呈现。,3，从感光度来看，黑白感光片有慢速片、中速片、快速片、特快片等。 慢速片，感光度低于ISO50/18； 中速片，感光度在ISO64/19至ISO125/22之间； 快速片，感光度在ISO160/23至ISO320/26之间； 特快片，感光度高于ISO400/27。 普通摄影常用ISO100/21的感光片，新闻

13、摄影常选用ISO400/27的感光片。 富士公司推出的富士MS100/1000专业反转片具有多种感光度，可作为ISO100、200、400、800、1000来拍摄。,黑白感光片还有一些特殊品种： 红外片，能感受红外线，拍出人眼看不到的特殊影像； 紫外片，记录紫外线影像； X光片，记录X光下的影像； 一次成像片，经一次成像相机拍摄后在几十秒时间内就可获得一张照片。,用红外片拍摄夜间新闻,用X光片拍摄的花卉,用X光片拍摄的花卉,慢速片,特快、快速、中速片,多种感光度的专业反转片,二，彩色感光片的种类 1，彩色感光片有彩色负片和彩色反转片两大类。 彩色负片，经感光和冲洗后，得到彩色底片，再经印相、放

14、大或扩印在彩色相纸上，才能成为彩色照片，呈现被拍摄景物的正常色彩。 彩色反转片，经拍摄、反转冲洗后，得到和景物色彩相同的彩色正片，可直接用来观赏、放映幻灯片和用于印刷制版。,2，彩色负片和反转片都有日光型片和灯光型片之分。 日光型彩色片，适合在阳光下拍摄，能使日光下的景物色彩得到正确记录。 日光型彩色片在灯光下使用，整个片子会偏红橙色。 灯光型彩色片，适合在火光、烛光及普通灯光下拍摄，能正确记录灯光下景物的色彩。 灯光型彩色片在日光下使用，片子会偏蓝。 现在普通的彩色片，一般为日光、灯光通用型，在日光、灯光下都能使用，但在灯光下色彩还原仍差较差。,日光型彩色片在阳光下拍摄,日光型彩色片在灯光下

15、使用,三，黑白相纸的种类 1，按表面特性分为：有光纸和无光纸。 2，按纸基结构分：有钡地纸、RC（涂塑）纸、FB（纤维）纸。 3，按反差性能分：有软性纸、中性纸、硬性纸。 4，按用途分：有印相纸、放大纸。 四，彩色相纸的种类 彩色相纸有普通彩色相纸和彩色反转纸两种，也有光面纸和无光纸的差别。 五，APS感光片 专供APS相机使用的感光片，在银盐感光片基础上又采用磁性技术，将年、月、日、时等数据记录在胶片上，冲印时相关数据以电子技术读取并印在照片上。APS感光片的画面尺寸为16.7X30.2毫米。,六，特殊感光材料一步成像片 专供一步成像相机使用，又叫“波拉”（Polaroid)片。由感光胶片和

16、装有糊状显影、定影合一药液的药物包装袋以及承受纸组成。 波拉片有黑白片，也有彩色片。,第四节 各种感光材料的性能 一，黑白感光片的照相性能（P90） 包括有：感光度，反差，宽容度，颗粒性和分析力，灰雾度等方面 1，感光度 感光度，是指感光片对光线的敏感程度。 感光度由胶片的生产厂家标定，它是决定拍摄感光控制的第一个参数。 感光度的标定方法：美国的ASA制，德国的DIN制，国际标准感光度ISO制，中国的GB制。GB和DIN制每两级之间相差3，ASA制两级之间差一倍。,数字越大，胶片的感光度越高。相邻两级之间的感光能力相差1倍。 影响感光度高低的主要因素：一是卤化银颗粒的大小，银盐颗粒大的胶片感光

17、度高；二是颗粒表面所形成的感光中心的多少，感光中心多的感光度高。 高感光度的胶片，能在光线较差条件下拍摄，但底片颗粒较粗，影像质量会下降。 低感光度的胶片，需要良好光线和照明条件，拍出的底片细腻，影像层次丰富。,2，反差 反差，是指画面中影像不同部分的明暗差别的程度。明亮部分与阴暗部分的亮度差别程度大，就叫反差大；反之，就是反差小。 底片影像的反差，是因密度不同而形成的。 影响密度大小的因素：1）景物本身的反差； 2）胶片本身的反差性能；3）显影控制的影响，包括配方选择、显影时间、温度、搅动方式等。三个因素互相制约，共同起作用。 用同一胶片拍同一景物，因显影控制方法不同，会产生不同反差的影像；

18、 用不同的胶片拍同一景物，可以得到不同反差的影像； 用同一胶片拍不同的景物，影像反差不同。,反差适中,反差大,反差小,3，宽容度 被摄景物的最明亮部位和最阴暗部位之间的差别，称亮度反差。感光片只能记录一定亮度反差之内的影像。 宽容度，表示感光片正确地记录景物反差的能力。宽容度大的胶片，能将亮度反差大的景物按比例地准确记录下来；宽容度小的胶片则只能记录亮度反差小的景物。 宽容度的大小，主要是由胶片乳剂的性质来决定的。一般情况下，高感光度的胶片比低感光度的胶片宽容度大。 室外景物的平均亮度反差为1:32左右，一般胶片的宽容度可达1:100左右，所以，只要正确曝光，胶片便能正确记录景物的影像。 从摄

19、影拍摄的角度来看，胶片的宽容度应是越大越好。,低感光度胶片宽容度低,高感光度胶片的宽容度高,4，颗粒性和分析力 感光片上的影像是由银粒构成的。不同胶片的银粒大小不同。银盐颗粒的大小，影响胶片对于景物影纹细微部分的分辨能力。 分析力，也叫解像力，是指胶片对景物细部的分析能力。分析力直接影响景物影像的清晰度。 分析力的表示方法：线/毫米。一般ISO100/21胶片的分析力约为100线/毫米至170线/毫米。 影响分析力的因素：感光片乳剂的颗粒性；曝光和显影；相机镜头的分辨能力。 新闻摄影常选用高感光度的感光片，拍出照片足以满足报刊的质量要求。 广告摄影应选择低感光度的感光片，制作大幅广告还应选择大

20、尺寸底片，用大型相机拍摄。,解像力高的影像,解像力低的影像,5，灰雾度 在感光片的生产、保存以及拍摄、冲洗的过程中，由于一些银盐颗粒性能不稳定，会在显影后被还原为银粒，这部分银粒在底片上便造成灰雾，影响影像的清晰度，并对整个画面起破坏作用。 6，感光特性曲线 特性曲线表明：只有正确曝光，才能正确记录景物影像的层次，曝光不足或曝光过度，景物层次都不能得到正确的记录。 不同的胶卷具有不同的感光性能。显影对特性曲线也有较大影响。,二，彩色感光片的特性 1，彩色影像的颗粒性 1）彩色影像的形成（P95） 彩色影像不是由银的颗粒组成，而是由染料颗粒组成。 经彩色显影，在卤化银被还原的同时，显影剂氧化物和

21、彩色胶片中的成色剂发生化学反应，耦合形成染料颗粒，构成影像。而与染料颗粒影像同时存在的银颗粒影像，则在漂定处理时除去，从而使彩色底片上仅留下染料颗粒所组成的影像。 彩色片的彩色剂有内耦成色剂和外耦成色剂两种。,“染料云”，在显影的过程中，显影剂氧化物由卤化银颗粒向外扩散，从而导致了球形染料颗粒的形成，并且，染料在球形颗粒内的分布是不均匀的，越是靠近卤化银颗粒的部分，染料浓度越大；越是远离卤化银颗粒而靠近球体边缘的部分，染料浓度越小。也就是说，染料球体的中心部分密度较大，边缘部分密度小。这种染料球体又叫“染料云”。彩色底片上的影像，是由许许多多的染料云构成。 2）彩色影像颗粒的特点 构成彩色影像

22、的染料云颗粒，是内密外疏的半透明体。 彩色影像的颗粒大小与密度大小不成正比，而染料颗粒大小会影响对光的吸收。染料颗粒大会导致密度下降并使彩色影像的色纯度下降。因此，在显影时要抑制银颗粒的增长及染料颗粒的扩散。,彩色底片的“染料云”,2，彩色片的感光度平衡 彩色片的感光乳剂有三层，保证三层之间感光度的平衡，才能使被摄体的色彩得到正确还原。 由于三层感光乳剂所处位置不同，吸收光量也不一样，因此对三层乳剂的感光度要求不同。必须使下层乳剂的感光度高于中层乳剂的感光度，中层乳剂的感光度高于上层乳剂的感光度，才能使三层乳剂的感光度平衡。 3，彩色片的反差系数平衡 只有三层乳剂的反差系数平衡，才能保证画面色

23、调的正确呈现。 三层乳剂中最大反差系数与最小反差系数之差，称为平衡反差系数。最理想的情况应是差值为零，但很难做到。,感光度平衡较差的彩色片特性曲线,三，黑白相纸的特性 1，反差 黑白相纸可根据其反差性能不同分为软性纸、中性和硬性纸。国产相纸按反差分为1、2、3、4等4个型号，1号为软性反差弱，2号为中性，3、4号为硬性纸，反差较强。 2，有效感光范围 相纸也和胶片一样有宽容度，只能记录一定亮度范围内的影调。超出一定亮度范围，影调无法得到正确再现。相纸这一特性，称为有效感光范围。有效感光范围的大小，主要取决于相纸本身的反差性能。 3，色调与纸面结构 常用的黑白感光纸有冷黑调、温黑调和棕色、绿色等。 一般可将黑白相纸分为两大类：有光纸和无光纸。制作印刷用的照片多用有光纸，制作人像照片和艺术作品多用无光纸。,四，彩色相纸的性能 彩色相纸没有多种反差类型，只有一种反差性能，其反差会因保存时间、条件的变化而降低。 正确曝光才能保证色彩的正确表现。放大时曝光过度，影像会便深，偏品红；曝光不足的照片，影像偏浅