Цветная фотография

Определение "Цветная фотография" в Большой Советской Энциклопедии

Диффузионный цветной фотографический процесс (схема)

Цветная фотография, раздел фотографии, объединяющий способы и процессы получения цветных фотографических изображений. Первым (1861) указал на возможность цветовоспроизведения фотографического Дж. К. Максвелл. Исходя из трёхкомпонентной теории цветового зрения, он предложил получать тот или иной заданный цвет и, следовательно, любой многоцветный сюжет трёхзональным цветоделением (разделением излучения, отражаемого объектом съёмки, на синий, зелёный и красный диапазоны видимого спектра) и аддитивным синтезом (сложением) указанных лучей (называются основными, или первичными) при проецировании их на экран. Так, например, световой поток с преобладанием синих и зелёных лучей образует на экране голубой цвет, синих и красных - пурпурный, зелёных и красных - жёлтый; синие, зелёные и красные лучи равной интенсивности при смешении дают белый цвет.  Цветоделение и аддитивный синтез (по Максвеллу) осуществлялись следующим образом: с объекта съёмки делали три негатива на черно-белом фотоматериале экспонированием через синий, зелёный и красный светофильтры; с 3 цветоделённых негативов печатали на прозрачной основе черно-белые позитивы; пропусканием через позитивы лучей того же цвета, что и применявшиеся при съёмке светофильтры, проецировали на экран три частичных (одноцветных) изображения, совмещением которых по контуру получали цветное изображение объекта съёмки. Аддитивные процессы Цветная фотография нашли некоторое применение, например в первых вариантах цветного кино. Однако из-за громоздкости съёмочных и проекционных камер и сложности совмещения частичных изображений по контуру они, за исключением т. н. растровых способов, постепенно утратили практическое значение. В последних преимущественно применялись растры из окрашенных в синий, зелёный и красный цвета зёрен крахмала, частичек смол или др. веществ (диаметром около 0,01 мм), которые располагались между стеклом или плёнкой и светочувствительным слоем. При съёмке (со стороны стекла) окрашенные элементы растра служили цветоделящими микросветофильтрами, а в позитивном изображении, полученном путём обращения, - элементами цветовоспроизведения. Первые растровые фотоматериалы, т. н. автохромные пластинки, были выпущены в 1907 фирмой «Люмьер» (Франция); однако вследствие плохой их разрешающей способности, недостаточной яркости изображений и больших технических трудностей при копировании растровая Цветная фотография уже в 30-е гг. уступила место методам, основанным на т. н. субтрактивном принципе синтеза цвета. В этих методах используется тот же, что и в аддитивных процессах, принцип трёхзонального цветоделения, а цветовоспроизведение осуществляется вычитанием (субтракцией) из белого света основных цветов. Последнее достигается обычно смешением на белой или прозрачной основе различных количеств красителей, цвета которых являются дополнительными к основным - соответственно жёлтого, пурпурного, голубого. Так, смешением пурпурного и голубого красителей получают синий цвет (пурпурный из белого цвета вычитает зелёный цвет, а голубой - красный), жёлтого и пурпурного красителей - красный цвет, голубого и жёлтого - зелёный; смешением равных количеств всех 3 красителей получают чёрный цвет. Впервые (1868-69) субтрактивный синтез цвета осуществил французский изобретатель Л. Дюко дю Орон, получивший цветное изображение по т. н. пигментному способу печати (см. Пигментная бумага). В этом, как и в др. ранних субтрактивных способах (карбро-процесс, пинатипия, колорстил, хроматон), с 3 цветоделённых негативов, полученных экспонированием через синий, зелёный и красный светофильтры, печатали частичные позитивные изображения, окрашивали (пигментировали) их соответственно в жёлтый, пурпурный и голубой цвета и совмещением позитивов по контурам получали цветное изображение объекта съёмки.

Многослойный цветофотографический материал (схема строения)

Наибольшее распространение в современной любительской и профессиональной кино- и фотосъёмке и цветной печати получили субтрактивные процессы на многослойных цветофотографических материалах (МЦМ); первые МЦМ были выпущены в 1935 американской фирмой «Истмен Кодак» и в 1938 германской фирмой «Агфа» и обрабатывались методом обращения. Цветоделение в МЦМ достигается путём избирательного поглощения основных цветов 3 галогеносеребряными светочувствительными слоями, размещенными на единой основе (см. рис. 1), а цветное изображение образуется органическими красителями в результате т. н. цветного проявления, основы которого были заложены нем. химиками Б. Гомолька (в 1907) и Р. Фишером (в 1912). Цветоделение в МЦМ осуществляется благодаря тому, что верхний слой фотоэмульсии не содержит сенсибилизаторов и поэтому чувствителен только к лучам синей трети видимого спектра (см. Сенсибилизация оптическая), средний слой оптически сенсибилизирован к лучам зелёной трети, а нижний - к лучам красной трети. Для предотвращения действия синих лучей на галогениды серебра среднего и нижнего слоев между верхним и средним слоями помещен жёлтый светофильтр (органический краситель или золь металлического серебра в желатине). Указанное строение МЦМ обеспечивает образование в каждом из 3 эмульсионных слоев скрытого фотографического изображения только под действием лучей соответствующей трети видимого спектра. Цветное проявление осуществляется с помощью специальных проявителей на основе т. н. цветных проявляющих веществ, в качестве которых обычно используют производные парафенилендиамина, главным образом N, N^-диэтилпарафенилендиаминсульфат (C₂H₅)₂NC₆H₄NH₂×H₂SO₄ и N^-оксиэтил -N - этилпарафенилендиаминсульфат (HOC₂H₄) N (C₂H₅) C₆H₄NH₂×H₂SO₄. Указанные вещества, в отличие от черно-белых проявляющих веществ, не только превращают галогенид серебра в металлическое серебро, но и участвуют (в окисленной, в результате этого процесса, форме) вместе с присутствующими в эмульсионных слоях т. н. цветными компонентами в образовании органических красителей. Поскольку в соответствии с основным принципом субтрактивного цветовоспроизведения цвет частичных изображений должен быть дополнительным к цвету лучей, избирательно поглощаемых (при съёмке) светочувствительными слоями МЦМ, цветные компоненты заранее подбираются так, чтобы при проявлении в верхнем (синечувствительном) слое образовался жёлтый краситель, в среднем (зелёночувствительном) - пурпурный и в нижнем (красночувствительном) - голубой. В качестве цветных компонент, образующих азометиновые красители жёлтого цвета, используются, например, некоторые замещенные b-кетоны, ацилуксусные кислоты и кетоны гетероциклического ряда; для образования красителей пурпурного цвета - производные гетероциклических соединений (пиразолона, кумарона, тионафтенона) и ароматических, например паранитробензилцианид и бензоилацетонитрил; голубые хинониминовые (индоанилиновые) красители образуются из цветных компонент - производных бензольного и нафталинового ряда, главным образом a-нафтола и оксидифенила, а также некоторых гетероциклических соединений, например 8-оксихинолина. С целью предотвращения диффузии цветных компонент в смежные слои МЦМ в их молекулы вводят длинноцепочечные алкильные радикалы или остатки высших жирных кислот с 12-18 атомами углерода. Закрепление цветной компоненты в «своём» эмульсионном слое можно осуществить и др. способами, например растворением её в трифенил- или трикрезилфосфате или в каком-либо др. труднолетучем растворителе с последующим диспергированием полученного раствора в фотоэмульсии перед нанесением её на основу.

В случае обращаемых материалов (см. Обращение в фотографии) обработку экспонированного МЦМ ведут сначала в обычном черно-белом проявителе, содержащем в качестве проявляющего вещества, например, гидрохинон (с фенидоном), что приводит к образованию в эмульсионных слоях 3 цветоделённых негативных изображений объекта съёмки, состоящих из металлического серебра. Затем МЦМ (без фиксирования) засвечивают и с помощью цветного проявления из остаточного галогенида серебра получают (во всех эмульсионных слоях) частичные позитивные изображения, состоящие из смеси металлического серебра с органическим красителем соответствующего цвета. После отбеливания (красной кровяной солью и бромидом калия) металлического серебра (в т. ч. ранее проявленного и серебра фильтрового и противоореольного слоев), фиксирования, промывки и сушки в эмульсионных слоях остаются чисто красочные изображения - частичные одноцветные позитивы, в совокупности образующие требуемые цвета на всех участках МЦМ.

В некоторых способах прямой позитивной Цветная фотография (например, в вышеупомянутом процессе на МЦМ фирмы «Истмен Кодак») цветные компоненты вводят не в эмульсионные слои МЦМ, а в состав проявителей. Получаемые этими способами изображения отличаются высоким качеством цветовоспроизведения, однако вследствие большой сложности обработки МЦМ, включающей, например, раздельное (для каждого слоя) засвечивание и цветное проявление, они не получили широкого распространения.

При негативно-позитивном способе Цветная фотография на МЦМ (впервые осуществленном фирмой «Агфа» в 1939) проявление экспонированного фотоматериала уже на первой стадии является цветным, а не черно-белым, и приводит к образованию 3 цветоделённых негативных изображений, состоящих из жёлтого, пурпурного и голубого красителей. Однако, поскольку в каждом слое негатива все цвета объекта съёмки заменены на дополнительные, результирующее изображение также окрашено в дополнительные цвета, например зелёный лес на МЦМ-негативе выглядит пурпурным, голубое небо -жёлтым и т.д. Позитивное изображение получают печатанием на светочувствительном материале, строение которого сходно со строением МЦМ-негатива, поэтому все цвета на позитиве приобретают нормальный вид.

МЦМ-негативы широко используют также в различных способах цветной печати для получения 3 цветоделённых физических (объёмных) изображений (матриц). Последние окрашивают (пигментируют) в соответствующие цвета и затем поочерёдно переносят краситель (пигмент) на одну подложку (подробнее смотри в ст. Гидротипия, Литография).

  В 60-е гг. появились (фирма «Сиба - Гейги», Швейцария) МЦМ, предназначенные для получения копий с МЦМ-позитивов. В светочувствительные слои этих фотоматериалов заранее введены соответствующие красители (жёлтый, пурпурный и голубой), которые по химической природе являются азокрасителями, т. е. отличаются от красителей, образующихся из цветных компонент. При печатании, например с цветных «слайдов», в каждом слое МЦМ возникают скрытые фотографические изображения, а после черно-белого проявления - цветоделённые негативы, состоящие из металлического серебра. При последующем отбеливании этого серебра (переводом в кислой среде в галогенид) красители разрушаются, превращаясь в бесцветные аминосоединения, а остаточные количества красителей образуют в каждом слое соответствующие частичные позитивные изображения:

В 60-е гг. был также осуществлен (фирма «Поляроид», США) цветной вариант черно-белого процесса с диффузионным переносом изображения (см. Фотография), в результате которого получают единственный цветной позитив на бумаге (т. н. «моментальная» съёмка). Процесс основан на трёхзональном цветоделении с помощью МЦМ-плёнки, отличающейся от обычной (например, используемой в процессах с обращением) тем, что каждый из 3 основных желатиновых слоев (см. рис. 2) разделён на два - верхний, светочувствительный (содержащий галогениды серебра), и нижний, окрашенный в дополнительный к цвету зональной чувствительности верхнего подслоя цвет (т. е. соответственно в жёлтый, пурпурный и голубой). Кроме того, молекула каждого красителя содержит т. н. проявляющую группировку (например, гидрохиноновую), которая придаёт ему способность диффундировать (в щелочной среде) в соответствующий верхний подслой и проявлять в нём скрытое цветоделённое фотографическое изображение. Окисляясь в результате проявления, красители теряют диффундирующую способность и остаются в «своих» подслоях, в то время как остаточные (неизмененные) красители, продолжая диффундировать, достигают приёмного желатинового слоя бумаги, находящейся в контакте с МЦМ-плёнкой, и принимают участие в образовании цветного позитивного изображения объекта съёмки в соответствии с субтрактивным принципом цветовоспроизведения.

Кроме обычной Цветная фотография (имеющей целью по возможности правильно воспроизвести все действительные цвета объекта съёмки), получило распространение (например, при аэрофотосъёмке природных объектов и космической съёмке) фотографирование на двухслойных или трёхслойных (с включением слоя, чувствительного к инфракрасным лучам), т. н. спектрозональных, плёнках. При съёмке на таких МЦМ регистрируются только отдельные зоны спектральной области отражения света объектом, вследствие чего цвета передаются с заведомым искажением, что позволяет более четко выявлять малоразличимые в естественных условиях детали (подробнее см. в статьях Цветная аэрофотосъёмка, Спектрозональная фотография, Спектрозональная аэрофотосъёмка).

  Особым видом Цветная фотография является липмановская фотография (1891, Г. Липман) - своеобразный предшественник голографии.
 

  Лит.: Мертц К. Л., Цветная фотография, М., 1949; Чельцов В. С., Бонгард С. А., Цветное проявление трехслойных светочувствительных материалов, М., 1958; Артюшин Л. Ф., Основы воспроизведения цвета в фотографии, кино, полиграфии, М., 1970.
  В. С. Чельцов.