RECEPTORII DE IMAGINE. CALITATEA IMAGINII FOTOGRAFICE. SENSIBILITATEA. VALOAREA ISO

RECEPTORII DE IMAGINE. CALITATEA IMAGINII FOTOGRAFICE.

SENSIBILITATEA. VALOAREA ISO

Lamurite fiind unele notiuni legate de aparatura si optica fotografica se cuvine a fi abordate notiunile legate de receptorii de imagine:

- materialele fotosensibile clasice alb negru, color sau reversibile in cazul fotografiei conventionale (analogice)

- senzorii digitali in cazul fotografiei digitale

Materiale fotosensibile.

1.1. Definitii

Material fotosensibil Poate fi definit ca suportul material capabil de-a inregistra o imagine pe baza transformarilor fizico-chimice suferite de halogenurile de argint sub actiunea luminii si a unor substante reducatoare, avand ca rezultat formarea de argint metalic in densitati diferite functie de cantitatea de lumina primita.

1.1.2. Materiale fotosensibile negative Sunt materiale fotosensibile destinate obtinerii imaginilor negative ale subiectului fotografiat - de regula - prin fotografiere cu ajutorul aparatului fotografic.

In sensul de mai sus, se incadreaza in aceasta categorie acele materiale fotosensibile cunoscute sub denumirea de filme sau pelicule.

-Imagine negativa: este imaginea care reproduce inversat tonalitatile subiectului.

Materiale fotosensibile pozitive Sunt materialele fotosensibile destinate obtinerii imaginilor pozitive ale subiectului - de regula - de pe negativ, prin tehnici de laborator (copiere, marire).

In sensul de mai sus, se incadreaza in aceasta categorie acele materiale fotosensibile cunoscute sub denumirea de hartie fotografica.

- Imagine pozitiva: este imaginea care reproduce (neinversat) tonalitatile subiectului.

Materiale fotosensibile reversibile Sunt materialele fotosensibile destinate obtinerii imaginilor pozitive ale subiectului direct prin fotografiere sau copiere - marire direct de pe pozitiv si prelucrare ulterioara speciala.

Se intalnesc atat sub forma de filme (pelicule) cat si sub forma de hartie fotografica, reversibile.

1.2. Structura simplificata a materialelor fotosensibile

Pentru a fi clarificate notiunile urmatoare, se considera o structura simplificata a materialului fotosensibil, compus doar din doua straturi:

2. Emulsie fotosensibila

Suport

1.2.1. Suportul este purtatorul emulsiei fotosensibile si este realizat (functie de destinatia materialului fotosensibil) din:

- Pentru materialele fotosensibile negative:

sticla (placi fotografice)

celuloid (nefolosit in prezent din cauza inflamabilitatii excesive)

acetat de celuloza (greu inflamabil, cel mai frecvent utilizat in prezent la fabricarea filmelor si planfilmelor)

poliester

1.2.2. Emulsia fotosensibila (alb-negru) Este o dispersie de microcristale de halogenuri de argint (substanta fotosensibila propriu-zisa) intr-un mediu coloidal, de regula gelatina fotografica, aflata intr-o proportie de 20-65%. Are grosimi cuprinse intre 8-25 m.

In acest context gelatina fotografica are rolul de-a constitui mediu de dispersie uniforma pentru substanta fotosensibila, coloid protector impotriva aglomerarii microcristalelor de halogenura de argint si mediu pentru uniformizarea procesului de developare.

1.3. Filmul fotografic

Filmul fotografic alb negru in varianta traditionala are o structura multistratificata, fiind constituit straturi suprapuse cu roluri bine determinate cu variatiuni functie de marca, tip, destinatie, etc. Structura simplificata prezentata mai sus nu este valabila pentru filme alb-negru de uz curent (cu atat mai putin pentru cele color), deoarece, in realitate, acestea au mai multe staturi cu roluri si functii bine determinate, cu permanente perfectionari de ultima ora, tinute in strict secret de catre producatori.

Filmele fotografice sunt produse pentru a se adapta formatelor aparatelor fotografice uzuale, cele mai uzuale fiind:

- formatul 'ingust' sau 'Leica' (filmul cu perforatii) avand latimea portiunii utile (intre perforatii) de 24 mm si fiind utilizat pentru toate aparatele fotografice de format mic, avand dimensiunile cadrului imaginii (cliseului) de 24 x 36 mm.

- formatul 'lat' cunoscut sub numele de rollfilm, avand latimea de 6 cm si fiind utilizat pentru toate aparatele fotografice de format mediu, avand dimensiunile cadrului imaginii (cliseului) de 4,5 x 6, 6 x 6, 6 x 7 si 6 x 12 cm.

Recursul la filmul fotografic este necesar pentru a intelege procesul de formare al imaginii fotografice, pe de-o parte, si pentru a intelege acele caracteristici ale imaginii digitale care sunt similare sau deriva din caracteristicile imaginii analogice, pe de alta parte.

1.4. Proprietatile materialelor fotosensibile

1.4.1. Sensibilitatea la lumina (sensibilitatea generala)

1.4.2. Sensibilitatea la culoare (sensibilitate spectrala sau sensibilizare)

1.4.4. Gradatia (contrastul)

1.4.5. Granulatia

1.4.6. Puterea separatorie si precizia contururilor

1.4.1. Sensibilitatea la lumina (sensibilitatea generala)

Sensibilitatea la lumina sau 'generala' este masura sensibilitatii emulsiei fotosensibile la intensitatea luminii (componenta cantitativa) si nu tine cont de compozitia spectrala a acesteia (componenta calitativa). Este determinata de producator conform normelor, standardelor si sistemelor sensitometrice proprii.

La ora actuala se folosesc unitati (grade) de sensibilitate generala aliniate la sistemul german DIN, la sistemul american ASA si - mai rar si doar la materialelel fotosensibile produse in acest spatiu - sistemul (fost) sovietic, actualmente rusesc GOST, acesta din urma unificat de cativa ani cu sistemul ASA.

Sistemul DIN se caracterizeaza prin aceea ca la o crestere cu trei unitati a cifrei care marchiaza sensibilitatea materialului fotosensibil, aceasta se dubleaza, respectiv la o scadere cu trei unitati a acestei cifre, sensibilitatea se injumatateste.

La sistemul ASA (GOST), dublarea cifrei care marchiaza sensibilitatea materialului fotosensibil inseamna o dublare a sensibilitatii acestuia, in vreme ce o injumatatire a acestei cifre inseamna o injumatatire a sensibilitatii materialului fotosensibil.

Cele prezentate mai sus sunt sistematizate in urmatorul tabel de echivalenta dintre cele doua sisteme, DIN - ASA/GOST, cu trecera spre valoarea ISO, caracteristica aparaturii digitale:

Producatorii de materiale fotosensibile furnizeaza - de regula - materiale de sensibilitati diferite derulate din trei in trei unitati DIN, respectiv pe dublarea/injumatatirea cifrei sensibilitatii in unitati ASA (GOST). Pe ambalajul acestora se trece sensibilitatea in minimum doua unitati - de regula - ASA si DIN si de cativa ani incoace in sistemul ISO care practic le include pe amandoua (vezi tabelul de mai sus).

1.4.2. Sensibilitatea la culoare (sensibilitate spectrala sau sensibilizare)

Emulsiile fotografice pe baza de halogenuri de argint (in mediul de dispersie cunoscut = gelatina fotografica), nu sunt sensibile in mod normal decat la o regiune restransa a spectrului vizibil si anume zona albastru - indigo - violet, cu extensie spre ultraviolet (invizibil). Zona spectrului (domeniul radiatiilor) la care o emulsie este sensibila se numeste sensibilitate spectrala.

Fiind un parametru ce se refera mai mult la peliculele alb-negru, nu se va insista aici asupra acestuia.

1.4.3. Gradatia (contrastul)

Se defineste ca fiind modul in care emulsia fotosensibila (materialui fotosensibil) transpune valorile luminoase ale subiectului in tonuri cenusii. Se poate realiza de la redarea (extra)contrasta doar in negru si alb, mediu contrasta, prin redarea negrului si albului extreme, dar si prin cateva nuante intermediare de cenusiu si in sfarsit in semitonuri atunci cand pe langa negru si alb (care pot chiar lipsi) este redata o gama foarte larga de nuante de cenusiu (numite semitonuri).

Sa presupunem scena de mai jos, departita in doua registre: intunecat si luminos. In registrul intunecat avem un detaliu in tonalitati inchise iar in registrul luminos avem un detaliu in tonalitati deschise (de ex: pisica neagra pe carbuni si pisica alba pe zapada). Se pune problema fotografierii acestui subiect:

Zona luminoasa cu detalii in tonalitati deschise   Zona intunecata cu detalii in tonalitati inchise

1. In situatia utilizarii unei pelicule putin sensibile dar de contrast ridicat si deci cu o latitudine de expunere restransa nu se va putea fotografia subiectul descris mai sus astfel incat sa fie vizibile detaliile din ambele registre. Se pot realiza urmatoarele variante extreme de expunere:

1.a. Se masoara lumina, respectiv expunerea pentru zona intunecata si se fotografiaza cu parametrii de expunere astfel obtinuti (de ex. timp de expunere 60 si diafragma 5,6). Imaginea obtinuta va reda corect si cu detalii precise zona intunecata (pisica neagra pe carbuni), zona luminoasa fiind redata intr-un alb intens lipsit complect de detalii.

1.b Se masoara lumina, respectiv expunerea pentru zona luminata si se fotografiaza cu parametrii d e expunere astfel obtinuti (de ex. timp de expunere 60 si diafragma 16). Imaginea astfel obtinuta va reda corect si cu detalii precise zona luminoasa (pisica alba pe zapada), zona intunecoasa fiind redata intr-un negru intens lipsit de detalii.

In concluzie nu se poate fotografia acest subiect cu o pelicula de sensibilitate redusa si contrast ridicat astfel incat sa fie redate detalii in ambele registre: intunecat si luminos nici chiar in conditiile cand s-ar expune cu valori de expunere medii cuprinse intre cele extreme mentionate mai sua (de ex. timp de expunere 60 si diafragma 8 sau 11).

2. In situatia utilizarii unei pelicule sensibile dar cu contrast redus si deci cu o latitudine de expunere mare, se va putea fotografia subiectul descris mai sus astfel incat sa fie vizibile detaliile din ambele registre, astfel:

- se masoara lumina, respectiv expunerea pentru zona intunecoasa si se obtin parametrii de expunere urmatori: timp de expunere 250 si diafragma 5,6;

- se masoara lumina, respectiv expunerea pentru zona luminoasa si se obtin parametrii de expunere urmatori: timp de expunere 250 si diafragma 16;

- se expune cu timpul de expunere 250 si cu o diafragma cuprinsa intre 8 si 11 (sau doua expuneri, una cu diafragma 8 si una cu diafragma 11, la acelasi timp de expunere).

Imaginea obtinuta in acest mod si anume expunere medie pentru ambele zone, va avea detalii in ambele registre: intunecat si luminos. Imaginea se va caracteriza insa printr-un contrast scazut, tonalitatile fiind de la cenusiu inchis pana la cenusiu deschis, cu multe semitonuri si cu o redare mai slaba a detaliilor fine si a preciziei contururilor.

1.4.4. Granulatia

Granulatia este data de dimensiunile microcristalelor de halogenura de argint din compozitia emulsiei fotosensibile. Peliculele de sensibilitate mare au o granulatie mare iar cele de sensibilitate mica au o granulatie fina. La acest parametru (ca si la ceilalti anterior przentati) se va reveni dupa ce se va prezenta puterea separatorie si precizia contururilor.

1.4.5. Puterea separatorie si precizia contururilor

Sunt parametri care dau masura in care materialul fotosensibil este capabil sa redea clar cele mai fine detalii ale subiectului si depind de sensibilitatea, granulatia si stratul antihalo al acestuia. Se defineste ca numarul de linii/mm posibile a fi redate de emulsie (a se face conexiunea cu puterea de rezolutie a obiectivului).

Dupa autorul N. Gpel, materialele fotosensibile alb negru ORWO, aveau la nivelul anilor '70, urmatoarele puteri separatorii:

ORWO NP 15 111 linii/mm

ORWO NP 21 91 linii/mm

ORWO NP 27 65 linii/min

Acelasi autor mentioneaza performante si mai bune la unele materiale fotosensibile.

Precizia contururilor este masura claritatii zonelor de demarcatie intre portiunile de contrast diferit ale imaginii. Acestea pot fi mai conturate sau mai estompate.

Acesti doi parametri se vor prezenta in cele ce urmeaza in conexiune cu toate proprietatilor materialelor fotosensibile, prezentate pe parcursul capitolului 1.4.

1.5. Conexiunile dintre proprietatile materialelor fotosensibile

A.Sensibilitate mare►Granulatie mare►Contrast redus ►Latitudine de expunere mai mare►Redare mai slaba a detaliilor►Precizie mai putin buna a contururilor►Redare mai buna a semitonurilor (mai multe tonalitati intermediare de cenusiuri) ►Putere separatorie mai mica►Necesita expuneri mai putin exacte datorita latitudinii de expunere mai mari, deci o mai buna toleranta la erori de expunere (erori situate bineinteles in limite rezonabile, de ex. 1-1,5 diafragme).

B.Sensibilitate mica►Granulatie fina►Contrast ridicat►Latitudine de expunere mai mica►Redare mai buna a detaliilor►Precizie mai buna a contururilor►Redare mai putin buna a semitonurilor (mai putine tonalitati intermediare de cenusiuri) ►Putere separatorie mai buna►Necesita expuneri mai exacte datorita latitudinilor de expunere mai mici, deci o mai slaba toleranta la erori de expunere.

Concluzia ce se desprinde din cele de mai sus este aceea ca nu exista pelicula 'buna' sau 'mai putin buna' ci doar pelicula bine sau mai putin bine aleasa si/sau corect sau incorect prelucrata pentru scopul final propus, tradus in calitatea imaginii fotografice.

2. Senzorii digitali

Celulele de forma conica din interiorul ochiului sunt sensibile la rosu, verde si albastru, culorile primare. Percepem toate celelalte culori ca si combinatii ale acestor culori primare. In fotografia conventionala, componentele rosii, verzi si albastre ale luminii expun straturile chimice corespunzatoare ale filmului color. Noul sistem de senzori FOVEON este bazat pe acelasi principiu si au trei straturi de senzori care masoara culorile primare, conform diagramei. Combinatia celor trei straturi color rezulta intr-o imagine digitala, in fond un mozaic de elemente patrate de 'pixeli' de culoare uniforma, de dimensiuni atat de mici incat ea apare uniforma si omogena. Ca o tehnologie relativ noua, senzorii FOVEON (prezentati mai jos) sunt doar una dintre versiunile constructive ale senzorilor digitali. Camerele digitale actuale sunt echipate si cu alte tipuri de senzori, dar acest model are cele mai apropiate analogii cu structura peliculei fotografice color.

2.1. Sensibilitate (ISO) (camere digitale)*

Filmele conventionale au diferite valori ale sensibilitatii (ASA, DIN, ISO), pentru diferitele destinatii. Cu cat sensibilitatea este mai mica, cu atat granulatia mai fina, dar este nevoie de mai multa lumina (expuneri mai lungi). Acest lucru este excelent pentru fotografia de exterior, dar pentru fotografia in conditii de iluminare redusa sau fotografia de actiune (unde se cer timpi de expunere scurti) se cer filme mai sensibile sau mai 'rapide', dar care au si o granulatie sporita.

In mod similar, camerele digitale au o etalonare ISO, ce indica nivelul lor de sensibilitate la lumina. ISO 100 este reglajul 'normal' pentru majoritatea camerelor, cu toate acestea, coboara pana la valoarea de 50 ISO. Sensibilitatile pot creste la 200, 400, 800 sau chiar 3200, la camerele SLR de varf. La cresterea sensibilitatii, este amplificat raspunsul senzorului, astfel ca este nevoie de mai putina lumina. Din nefericire, zgomotul ('noise') nedorit, este si el amplificat. Astfel, acest fapt conduce la realizarea unor fotografii mai granulate, in mod similar cu fotografia conventionala, dar datorita unor motive diferite. Este similar cu situatia cresterii volumului sonor al unui post de radio slab receptionat. Procedand astfel, nu va fi amplificata doar muzica (dorita) ci si (nedoritele) zgomote de fond si paraziti sau 'zgomot' = 'noise'.

Imbunatatirile tehnologiei senzorilor reduc constant nivelele de zgomot la valori ridicate de ISO, in special la camerele de varf. Spre deosebire de aceasta, camerele cu film conventional necesita o schimbare a rolei de film sau utilizarea a mai multe corpuri (body-uri), camerele digitale permit o imediata si convenabila modificare de sensibilitate, functie de circumstante.

ISO 100 ISO 800 ISO 100 - Canal rosu ISO 800 - Canal rosu

Imaginile nemarite de mai sus provenite de la camere de tip 'prosumer' prezinta nivele ridicate de zgomot color, la sensibilitati inalte. In mod obisnuit, zgomotul este observabil in canalele rosu si albastru.