卤化银的用途黑白成像原理及过程是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-06-12 09:23 标签： 卤化银的用途
前面我们介绍完了相机的镜头，光圈，快门，接下来便是介绍相机的最后一个核心，成像元件。由于查找资料时发现胶片的成像比较复杂，于是将胶片单立了一篇，后续再讲解数码时代的CMOS/CCD。在胶片时代，摄影师想要得到一张纸质照片相比于现在电子打印的普及，是尤其的复杂，需要在胶片拍摄完一卷后，将一卷胶片在暗房中进行显影，定影，得到真正完全成像的胶片，然后再在暗房中利用光学放大机，对可以感光的相纸进行感光，然后放到自动显像机中经过显像，停止化学反应，两道水洗和一道干燥，才能得到一张纸质照片。胶片的组成胶片基本由两部分组成，一为形成影像的感光乳剂，另一为乳剂的支撑体片基。乳剂：主要成分为照相明胶和卤化银。卤化银以极微小的颗粒状均匀地分布在明胶之中。卤化银的存在是胶片之所以能感光的根本原因。当光线照射到这些微小的卤化银颗粒时，它就会因感光而起变化，并最终形成影像。卤化银的形状和颗粒大小在很大程度上影响着胶片的照相性能。明胶对卤化银颗粒起保护作用和支撑作用，同时它使整个乳剂层呈现为薄膜状。不同种类的胶片在乳剂层中还含有一些其他的化学成分。片基：一种透明、柔软而具有一定韧性和强度的塑料薄膜，起着支撑乳剂的作用。由于它的存在，才使得胶片呈带状，并在从拍摄、洗印到放映的全过程中，经受得起各种机械设备的拉力和磨损。目前使用的片基有两种，一种是三醋酸纤维片基，主要用于电影胶片（负片）和照相胶卷。另一种为涤纶片基，主要用于电影胶片（正片）、X光胶片、航空用胶片等。早期使用过的硝酸片基，因为其易燃性，已经为全世界所淘汰。其他成分：胶片除乳剂层和片基外，一般还具有使乳剂和明胶相连接的明胶底层和摄影过程中防止静电和卷曲的涂层，在彩色胶片中还有为改善影像清晰度的防光晕层等。随着制造技术的进步，胶片质量不断提高，涂层也越来越考究。从上到下分别为：黑白胶片，彩色反转片，彩色负片黑白胶片黑白胶片摄影是建立在卤化银（碘化银、溴化银等，它是由卤离子和银离子化合后形成的结晶体，呈一定大小的颗粒状分布）感光原理的基础上的。胶片的最上层是一种含有明胶的卤化银涂层。然而颗粒晶格阵列中可能出现的各种杂质、扭曲、错位和点阵缺陷等，这些部位便成了最薄弱的环节，当有光照射溴化银时，这些就成了最先被感光的地方（感光中心），溴化银分解为离子，之后接触还原剂的时候，部分银离子会在被还原为银原子并聚集在卤化银晶体表面。光线越强，溴化银分解的就越多。只要在卤化银晶体表面积累到五个银离子，就形成了稳定的潜影，足以使溴化银晶体对还原剂（显影剂）敏感，形成比感光中心大的金属银斑点（显影中心），在胶卷上留下不透明的影像。在定影液中，金属银颗粒保持不变，而没有被曝光因此也没有被还原的溴化银颗粒则被溶解在定影液中，并经水洗后脱离了胶片，这样胶片上就只留下了经曝光和还原（显影＋定影）后的银影像。影像的影调与原景物相反，即光照强的地方，生成的金属银多，影像的黑度就深；反之，光照弱的地方，生成的金属银就少或基本没有，影像就浅淡或基本无影像。黑白负片的影像由稳定的金属银颗粒构成，它们不会随着时间的推移而发生变化。虽然明胶对湿度和温度比较敏感，但如果保存的好，黑白底片能保存数百年。彩色负片彩色胶片比黑白胶片复杂，不过原理是类似的，一般是用三基色的乳剂涂层混合卤化银，在其中分别加入不同的增感剂，使三层分别对红、绿、蓝光感光，而对其他两种光不感光。同时在三层感光乳剂层中，还加入一种称作成色剂的化学物质。感红层加入青成色剂，感绿层加入品红成色剂，而感蓝层加入黄色成色剂。受光时在乳剂层中生成了两种影像，一个是由金属银构成的，另一个是由染料构成的。彩色胶片在冲洗加工时，还必须经过一道工序，叫做漂白。其作用是将金属银氧化为溴化银，使其在定影液中被溶解掉。这样就只留下染料组成的影像。但在实际使用过程中，三种乳剂图层并不是十分理想的只吸收对应的光，也会对其他颜色有一定程度的吸收，这被称为有害吸收。于是我们发明了色罩技术应用到彩色负片中，通过产生和多余的有害染料在量上互补且颜色相同的染料，使得有害吸收成为一种恒定值的噪声，方便后续去除。正是因为主要用了黄色和品红来平衡感蓝乳剂与感绿乳剂的干扰，所以呈现了深橙色的色罩。而反转片不使用此技术的原因是反转片追求的就是色彩与真实一致的胶片，牺牲了一定程度的色彩保真还原。并且彩色负片的保存也就要脆弱的多了，因为各色染料的不稳定，它们对环境会比较敏感。比如说青色的染料相比更容易褪色，所以彩色底片放时间长了会看起来发红。另外阳光中的紫外线还会使品红染料褪色。彩色反转片彩色反转片的特点是拍摄后，经冲洗直接得到的就是与原景物色彩一致的画面，而不需要经过底片翻印而成。感光后的胶片在三层感光乳剂中形成显影中心，经首次显影（黑白显影）后，溴化银颗粒还原成金属银的黑白负像，此时无染料影像。然后浸洗反转浴，对未曝光的乳剂进行灰化处理。然后进行彩色显影，使灰化过的卤化银在还原成金属银的同时生成染料，形成正的彩色影像。接下来进行漂白、定影、水洗、稳定和干燥工序处理。最后得到由染料组成且与景物色彩一致的正像。使用反转片所用的曝光数据一定要正确，否则是无法弥补的；而使用负片，只要其曝光的数据不超过胶片的宽容度，是可以通过扩印或放大时进行色彩校正的。胶片的画幅135画幅由于宽度为35mm，所以也称为“35mm胶卷”，135胶卷的标准成像面积为：24 mm x 36mm。中画幅这种胶卷分120和220两种。一般的中画幅相机都能用120卷，因为卷内有衬纸。220卷则不然，只有某些机型可以使用，但因为没有衬纸，卷轴就能承载更多胶片，大约要多出两倍。 220胶卷宽度为61.5mm，长度为120胶卷的两倍，没有背纸，只是首尾有护纸。120胶卷宽度为61.5mm，没有暗盒包装，但是有背纸。平时装在芯轴上并用保护纸防止漏光。使用120胶卷的照相机称为“120照相机”。大画幅胶片以4x5英寸(或更大)单张出现，必须搁入胶片支架。装载过程须在暗中进行。每个支架只能装两张照片。传统摄影马甲的口袋就是为这样的大画幅胶片设计。必须得有很多口袋，才有地儿放这么多胶片支架。彩色放大机如前文所说，我们得到了显影定影后的胶片，传统需要用放大机对相纸进行感光成像，才能得到纸质照片。彩色放大最关键的就是较色和曝光，因为放大机的光源是可以调节CMY成分的，而相纸会相应的呈现相反效果的颜色，这其实是一个二次拍摄的过程。具体流程强烈推荐一位我喜欢的up主在彩色暗房中的全流程。扫描仪而现在很多洗胶片的店家不再是给洗出来的纸质照片，而是给电子档文件，它是对成像后的胶片利用扫描仪进行扫描，得到的电子文件再在 PhotoShop 中去色罩还原出真实颜色，去色罩的具体流程可以参考下文。胶片对我来说最吸引人的地方不只是在于它的胶片色彩，而是胶片所记录的那一刻只属于按下快门的那个瞬间，无法被修改的真实感，以及洗照片时的期待，收到喜欢的照片时的惊喜。这都是当下这个电子快门随意按，制造无数电子垃圾自己也不会回看的时代，更显得如此珍贵。当然，数码和胶片我全都要：）欢迎在我的专栏「自律走行」中查看更多「键盘摄影」系列文章键盘摄影（一）——相机成像基本元件键盘摄影（二）——曝光三要素键盘摄影（三）——等效焦距和等效光圈键盘摄影（四）——相机成像元件：胶片与彩色暗房键盘摄影（五）——相机成像元件：CMOS/CCD键盘摄影（六）——相机成像模型键盘摄影（七）——深入理解图像信号处理器 ISP键盘摄影（八）——相机结构和卡口键盘摄影（九）——光学像差

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