Аэрофотография и анализ фотоизображений

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ» (ФГБОУ ВО «СГУГиТ») Л.А. Головина АЭРОФОТОГРАФИЯ И АНАЛИЗ ФОТОИЗОБРАЖЕНИЙ Конспект лекций по изучению курса Новосибирск СГУГиТ 202… СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 1. Аналоговая фотография 3 1.1. Основные функциональные узлы фотоаппарата………………………... …4 1.2. Негативно-позитивный процесс 12 1.3.Сенситометрия 17 1.4. Структурные свойства фотоматериалов 25 1.5. Цветная фотография………………………………………………………. ..32 1.6.Фотолабораторная обработка материалов аэрокосмических съёмок……36 2. Цифровая фотография………………………………………………………... .48 2.1. Особенности цифровых съёмочных камер……………………………….. 48 2.2. Управление экспозицией при фотографировании цифровой камерой 52 2.3.Оценка качества цифрового изображения 59 ВВЕДЕНИЕ «Фотография» в переводе с греческого языка означает светопись (photos – свет, grapho – пишу), это область науки, техники и культуры, охватывающая разработку методов и средств получения статического изображения предметов на светочувствительных материалах с помощью света, отраженного (или излучаемого) этим предметом. Изобретение фотографии явилось одним из самых замечательных достижений 19 века, а к настоящему времени она сложилась в самостоятельную обширную область - фотографическую науку, которая опирается на основоположные науки – химию и физику. Само зарождение фотографии происходило независимо от этих наук, и только позднее они существенно помогали и иногда даже направляли ее развитие. Принято различать два основных вида фотографии: художественную и научную. Художественная фотография субъективна, так как фотограф-художник стремится воспроизвести на фотоснимке тот или иной объект так, как он его видит или хотел бы видеть, при этом оставляя за собой право в той или иной мере произвольно искажать действительность, прибегая к различным особым приемам съемки и обработки отснятого материала. Таким образом, одни и те же объекты, сфотографированные различными фотографами-художниками, могут на фотоотпечатках значительно отличаться друг от друга. Основным требованием, предъявляемым к научной фотографии, является объективность, т. е. максимальная беспристрастность регистрации внешних материальных признаков объекта изучения, причём возможна и некоторая субъективность в выборе условий съемки, но она всегда ограничена конкретными научными задачами производимого исследования. К наиболее распространенным видам научной фотографии можно отнести репродукционную фотографию, макро и микрофотографию, стереофотографию, цветную фотографию, аэрокосмическую фотографию. Сейчас параллельно существуют два направления в фотографии, которые отличаются регистрацией полученного оптического изображения: аналоговая (или классическая с регистрацией изображения на галоидосеребряных слоях) и цифровая (регистрация на полупроводниковых слоях). Аналоговая точно воспроизводит объект съёмки, цифровая – дискретизирует изображение. 1.АНАЛОГОВАЯ ФОТОГРАФИЯ Фотографический процесс состоит из двух неотделимых частей: 1. Получение оптического изображения (фотографирование). 2. Фиксация или регистрация изображения (негативно-позитивный процесс). Фотосъемка осуществляется с помощью оптико-механического устройства- фотоаппарата. Световое изображение снимаемого объекта формируется объективом и проецируется на светочувствительный слой фотоматериала в течение определенного промежутка времени, называемого выдержкой. Количество световой энергии (освещения), которое при этом сообщается светочувствительному слою, называется экспозицией, а процесс воздействия света на фотоматериал - экспонированием. Под действием света в светочувствительном слое возникает невидимое глазом скрытое изображение объекта. 1.1. Основные функциональные узлы фотоаппарата В настоящее время существует много фотоаппаратов, различающихся по конструкции, назначению, условиям применения. Несмотря на их большое разнообразие, все они имеют общее устройство основных деталей и узлов (рис.1): Рис. 1. Схема фотоаппарата 1- объектив, 2-устройство для наведения на резкость, 3- затвор, 4- светонепроницаемая камера , 5- видоискатель, 6- кадровое окно, 7- матрица (кассета) Для автоматизации процесса фотографирования используются дополнительные механизмы: диафрагма, экспонометрическое устройство, механизм для определения и автоматической установки экспозиции, электродвигатель для протяжки пленки. Характеристики фотографических объективов Объектив является наиболее важным узлом фотоаппарата. Он создает оптическое изображение объекта съемки на поверхности светочувствительного материала. Объективом называется оптический блок из комбинации положительных и отрицательных центрированных линз, дающих обратное, действительное изображение объекта фотографирования. По оптической схеме объективы можно разделить на три класса: линзовые, зеркально-линзовые, зеркальные. Наибольшее распространение имеют линзовые объективы с постоянным и переменным фокусным расстоянием. Основными характеристиками объективов являются: главное фокусное расстояние, относительное отверстие, светосила, угол поля изображения, разрешающая сила, глубина резкости и гиперфокальное расстояние. Главное фокусное расстояние – это расстояние от задней главной плоскости до плоскости, где фокусируются лучи света, падающие в объектив параллельным пучком (лучи, идущие из бесконечности). Главные плоскости – две условные плоскости – Н и Н′, от которых производится отсчет фокусных расстояний. Главное фокусное расстояние в обиходе называют просто фокусным расстоянием и обозначают буквой f. Величина главного фокусного расстояния указана на оправе объектива. Фокусное расстояние объектива оказывает влияние на масштаб изображения, который определяется по формуле: 1 ∕ m = l ∕ L (1) Объектив с более длинным фокусным расстоянием дает более крупное изображение. Относительное отверстие объектива nО определяет величину освещенности, создаваемую в фокальной плоскости. Оно определяется отношением диаметра объектива d к фокусному расстоянию f: 1 ∕ nо = d ∕ f. (2) Относительное отверстие объектива показывает, во сколько раз диаметр действующего отверстия объектива меньше его фокусного расстояния. Величина, обратная относительному отверстию, называется диафрагменным числом и обозначается nо. Значение максимального диафрагменного числа подписывается на оправе объектива в виде дроби, где в числителе указывается фокусное расстояние, а в знаменателе – число диафрагмы (в практике называемое светосилой объектива). Действующее отверстие объектива изменяется с помощью диафрагмы- устройства в виде тонких дугообразных пластин. В практике находят применение два типа диафрагм: в виде диска или пластины с отверстиями разного диаметра, которые вставляют в межлинзовое пространство, или ирисовая, состоящая из ряда тонких дугообразных пластин, создающих при перемещении почти круглые отверстия разного диаметра (рис.2) Рисунок 2. Виды диафрагм Диафрагма обычно размещается внутри объектива, а числа диафрагмы гравируются на оправе. Установлен следующий ряд чисел диафрагмы: 0,7; 1,0; 1,4; 2,0; 2,8; 4,0; 5,6; 8,0; 11; 16; 22; 32; 45; 64. Переход от одного числа диафрагмы к другому вызывает увеличение (уменьшение) светового потока в два раза (рис.3). Рис. 3. Устройство и работа ирисовой диафрагмы. 1 – шкала диафрагменных чисел; 2 – величина отверстия диафрагмы; 3 – величина изменения светового отверстия объектива Чем больше диафрагменное число (например, 16, 22, 32, 45), тем меньше диаметр действующего отверстия объектива и тем меньше света проходит через объектив. Установка диафрагмы на соответствующее значение диафрагменного числа может производиться вручную или с помощью механизма привода (в автоматических камерах). Современные объективы снабжены «прыгающей» диафрагмой, полностью открываемой во время наводки на резкость и закрываемой до заданного числа перед отработкой затвором выдержки. Относительное отверстие характеризует яркость изображения, но довольно приближенно. Реально яркость изображения должна оцениваться отношением площади действующего отверстия объектива, которая приближенно равна квадрату диаметра его, к квадрату фокусного расстояния, так как известно, что освещенность падает обратно пропорционально квадрату расстояния, т. е. d² ∕ f². Эта величина называется эффективной светосилой и она учитывает потери света в объективе из-за поглощения его стеклами и отражения от поверхностей. Глубина резкости характеризует возможность объектива давать резкое изображение объекта фотографирования и других деталей, расположенных на различных расстояниях от объектива. Это интервал, в пределах которого сам объект фотографирования, а так же дальние и ближние объекты изображаются резко. Глубина резкости зависит от величины фокусного расстояния (чем оно меньше, тем больше глубина резкости), а также от величины относительного отверстия (с его уменьшением увеличивается глубина резкости). Для определения глубины резкости добиваются получения видимой резкости объекта либо с помощью шкалы расстояний, либо с помощью дальномера. Затем опуская перпендикуляр с выбранных значений диафрагмы (для этого надо воспользоваться шкалой глубины резкости на объективе) на шкалу расстояний, определяют интервал, в пределах которого все объекты изобразятся резко (рис. 4). а - определение гиперфокальных расстояний, соответствующих выбранным значениям диафрагмы, б – определение глубины резкости при наводке объектива на заданное расстояние и выбор той или иной диафрагмы, в – получение наибольшей глубины резкости при выбранной диафрагме и определение расстояния до точки наводки объектива при этом условии. Рис. 4. Варианты пользования шкалой глубины резкости. Начиная с некоторого расстояния от объектива, установленного на бесконечность, все объекты фотографирования будут изображаться резко. Это расстояние называют гиперфокальным. Его можно рассчитать по формуле L = f2 ∕ no δ, (3) где L – гиперфокальное расстояние; f′ – фокусное расстояние объектива; no – число диафрагмы; δ – диаметр кружка нерезкости. Допустимые значения кружка нерезкости для негативов, предназначенных для увеличения, должны быть не более 0,033 мм. Исследованиями установлено, что началом практической бесконечности можно считать расстояние L равным 30f′. Поле зрения и поле изображения объектива. Если объективом построить изображение светящегося пространства, удаленного на бесконечность, то оно изобразится кругом определенного диаметра. Причем его освещенность будет уменьшаться от центра к краям. На краях поля зрения будут четко выражены различного рода искажения (цветность, нерезкость, дисторсия и др.). Круг в основании конуса, образованного из крайних световых лучей АВ, называется полем зрения (рис. 5). Рис. 5. Поле зрения и поле изображения объектива Поле зрения объектива определяется по формуле tgω = d∕ 2f. (4) Центральная часть поля зрения имеет более высокую четкость и равномерность в освещении. Эту часть используют для построения изображения. Она составляет примерно 80 % от площади поля зрения. Прямоугольник, вписанный в этот круг, определяет размер кадрового окна ( формат кадра), а диагональ кадра – есть диаметр круга изображения (рис.4). Размеры кадрового окна подразделяются на : миниформатный – размер кадра 13×17 мм; полуформатный – размер кадра 18×24 мм, малоформатный – размер кадра 24×36 мм, общепринятый стандарт; cреднеформатный – размер кадра 6×6 см или 6×9 см ; камеры большого формата – размер кадра 18×18см, 23×23 см, 30×30 см – аналоговые аэрофотоаппараты. В зависимости от соотношения диагонали кадра и фокусного расстояния объектива различают следующие основные типы объективов: 1.Нормальный или нормальноугольный — объектив, у которого фокусное расстояние примерно равно диагонали кадра. Человеческий глаз обеспечивает угол зрения около 50 градусов, этот факт был учтён ещё при разработке объективов аналоговых фотокамер в целях получения изображения, максимально приближенному к нормальному зрительному восприятию. Согласно этому, оптимальным размером кадра оказался формат 36x24 мм при диагонали кадра примерно 43 мм. К нормальным объективам относятся такие, у которых фокусное расстояние равно или больше диагонали кадра на величину от 10 % до 20 %. Угол поля изображения таких объективов обычно находится в пределах от 45˚ до 50˚. Применяются при съемке объектов с наибольшей детализацией. 2.Длиннофокусный или узкоугольный – объектив, у которого фокусное расстояние значительно превышает диагональ кадра (более 50мм), имеет небольшой угол изображения и предназначен для съёмки удаленных предметов. 3.Короткофокусный или широкоугольный – объектив, у которого фокусное расстояние заметно меньше диагонали кадра (меньше 40мм); предназначен для съёмки в ограниченном пространстве. Этот объектив заставляет близкие объекты казаться еще ближе, а удаленные объекты еще дальше, создавая при этом сильное ощущение перспективы. Применяется при съемке пейзажей, архитектуры, в тесных помещениях. 4.Короткофокусный или сверхширокоугольный объектив(«рыбий глаз») – объектив, у которого угол изображения больше 140° или даже 180°. Имеет очень большие геометрические искажения и используется, в основном, для художественной съёмки. 5. Телеобъектив – фокусное расстояние значительно больше диагонали кадра (более 70мм), благодаря чему он значительно увеличивает предметы и поэтому чаще применяется в спортивной и любой другой репортажной съемке. Особую группу составляют объективы переменного фокусного расстояния − ОПФ или вариообъективы. Они позволяют получать изображения различного масштаба при неизменном расстоянии до объекта съемки. Отношение наибольшего фокусного расстояния к наименьшему называют кратностью объектива или зумом. Так, ОПФ с фокусным расстоянием от 35 до 105 мм, называют объективами с 3-кратным изменением фокусного расстояния (105 ∕ 35 = 3×). Принцип работы ОПФ основан на плавном изменении диоптрийности переднего и заднего компонентов системы путем подвода к ним подвижных оптических компонентов. Устройства регулировки и определения экспозиции В любом профессиональном аппарате предусмотрены специальные устройства, регулирующие продолжительность и величину светового воздействия на светочувствительный материал для получения изображения оптимального качества. Есть два способа регулировать такое действие или экспозицию: изменяя время экспозиции (выдержку) и изменяя относительное отверстие объектива (диафрагму). Затвор фотоаппарата предназначен для ограничения продолжительности прохождения света через объектив. Пропускание и перекрытие излучения осуществляется ме6таллическими и пластмассовыми элементами в виде лепестков, секторов, пластинок, шторок (рис.6). а) б) Рис. 6. Типы затворов а)центральный, б)шторно-щелевой Государственный стандарт рекомендует следующий ряд выдержек (в секундах):1с; 1/2,. ¼; 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000. Более длительные выдержки получают от руки - установка В или Д. Обычно выдержки обозначаются знаменателем дроби. Шкала выдержек и шкала диафрагмы построены по принципу удвоения, то есть переход к каждому соседнему значению вдвое уменьшает или вдвое увеличивает общее количество света, падающего на пленку. Такое изменение обычно называют изменением экспозиции на одну ступень. Иначе говоря, увеличить экспозицию на одну ступень- это значит либо открыть диафрагму объектива на одно деление (например, от 5.6 до 4), либо увеличить выдержку на одно деление (например, с 1/250 до 1/125), если нужно уменьшить экспозицию, следует поступить наоборот. Следовательно, в руках фотографа две возможности регулировать экспозицию. В зависимости от сюжета иногда может понадобиться большое относительное отверстие при короткой выдержке или, наоборот, маленькая диафрагма при довольно длительной выдержке. Короткая выдержка нужна в том случае, когда объект движется. Чем быстрее движение, тем короче должна быть выдержка, иначе картина получится смазанной. Но чем короче выдержка, тем меньше света успевает попасть на плёнку, и это нужно компенсировать увеличением диафрагмы. Вместе с тем маленькая диафрагма может потребоваться для увеличения глубины резко изображаемого пространства. Экспонометры. При фотографической съёмке на фотослой действует определённое количество световой энергии, носящее название экспозиции. Величина экспозиции зависит от продолжительности выдержки и от величины отверстия диафрагмы. При этом одной и той же экспозиции могут соответствовать несколько различных сочетаний выдержек и диафрагм. Для правильного экспонирования необходима строгая взаимная зависимость величин выдержки и диафрагмы, что определятся специальным устройством – экспонометром. Это фотоэлемент, соединённый с микроамперметром, стрелка которого указывает необходимую экспозицию. Встроенные в фотоаппарат экспонометры обычно соединены с регулятором выдержек и кольцом диафрагм, так что от фотографа требуется лишь поворачивать все элементы управления до тех пор, пока не загорится соответствующий светоиндикатор или стрелка не установится в нужное положение. Указанные значения выдержки и диафрагмы следует выставить на соответствующие шкалы фотоаппарата. Необходимым условием работы с экспонометром – установка значения светочувствительности фотопленки, указанной на упаковке. 1.2.Негативно-позитивный процесс Для того чтобы изображение сделать видимым, его обрабатывают в специальном растворе - проявителе. При этом фотопленка сохраняет свою светочувствительность (восприимчивость к свету). Проявленную фотопленку помещают в фиксаж, который закрепляет (фиксирует) полученное изображение, делает его нечувствительным к свету. В результате получается негатив - изображение, на котором светлые детали объекта съемки выглядят темными и называются светами, а темные - светлыми и носят название теней изображения. Для преобразования негативного изображения в позитивное выполняют позитивный процесс, в ходе которого негативное изображение с помощью осветительных приборов проецируется на позитивный фотоматериал и затем производится химико- фотографическая обработка экспонированного фотоматериала. В результате получается прямое (позитивное) изображение. При проведении позитивного процесса могут быть использованы или контактные приборы, с помощью которых получаются позитивные изображения, равные по размеру негативу, или проекционные аппараты, позволяющие получать уменьшенные или увеличенные изображения по отношению к негативным. Формирование оптических изображений производится на специальных светочувствительных материалах, способных регистрировать оптическое изображение. Светочувствительный эмульсионный слой фотоматериала представляет собой слой желатины, в котором равномерно распределены микрокристаллы галогенидов серебра, являющиеся носителями светочувствительности. Основными светочувствительными веществами являются соли галогенидов серебра AgBr, AgCI, AgI,AgF размер кристаллов которых составляет от 0,01 до 5,0 мкм. Кристаллы галогенидов серебра имеют кристаллическую решетку кубической формы и за исключением AgI хорошо растворяются в водных растворах. Защитно-коллоидной и связующей средой для кристаллов AgHal является фотографическая желатина, которая при этом предотвращает выпадение кристаллов в осадок, регулирует их рост. Желатину получают из сырья животного происхождения путем выварки. В химическом отношении желатина относится к белковым веществам - (коллагену), хотя определенной химической формулы не имеет. Желатина обладает способностью образовывать тонкую, гибкую пленку, дубиться и набухать, обладает проницаемостью для водных растворов, что благоприятствует проведению фотохимической обработки светочувствительного слоя. Указанные выше свойства желатины настолько универсальны, что до сего времени не найдено подходящего заменителя. Фотографическую эмульсию получают в процессе синтеза в специальных светонепроницаемых варочных котлах. В зависимости от технологических схем, фотографическая эмульсия может иметь разные фотографические параметры - светочувствительность и контрастность, а также быть чувствительна к определённым зонам спектра. В таблице 1 приведены типы фотоматериалов в зависимости от максимальной границы спектральной чувствительности: Таблица 1 Классификация фотоматериалов в зависимости от максимальной границы спектральной чувствительности Тип фотоматериала Зона чувствительности Зона снижения чувствительности 1. Несенсибилизированные До 510 нм 2. Ортохроматические До 590 нм 560 нм 3. Изоортохроматические До 590 нм 4. Изохроматические До 650 нм 5. Панхроматические До 700 нм 540 нм 6. Изопанхроматические До 700 нм 7. Панинфрахроматические До 740 нм 8. Инфрахроматические До 1050 нм От 600 до 700 нм Общим свойством галогенсеребряных материалов является их одинаковое строение, так как все они состоят из светочувствительных эмульсионных и дополнительных слоев, нанесенных на подложку (рис.9). В качестве подложки (основы) используются лавсан или триацетат целлюлозы (фотоплёнки), толщиной от 0,1 до 0,15 мм, бумага (фотобумага), стеклянные пластинки толщиной от 1,2 до 2,0 мм, керамика, дерево, пластмасса, металл, ткань. Эмульсионный слой гораздо тоньше, чем основа, имеет толщину от 3 до 25 мкм и представляет собой тонкую взвесь микрокристаллов галогенида серебра в желатине. При высыхании эмульсии на основе микрокристаллы равномерно распределяются в желатиновой среде. Защитный (желатиновый) слой 2 мкм Эмульсионный слой 10-25 мкм Подслой (слой желатины) 2 мкм Основа (подложка) 70 – 150 мкм Противоореольный слой 2 – 3 мкм Противослой 2 мкм Рис. 9 Строение черно-белой фотопленки Защитный слой – слой желатины для защиты эмульсии от механических повреждений. Эмульсионный слой иногда состоит из двух слоев: верхнего крупнозернистого и нижнего малочувствительного. Подслой – слой желатины, используется для прочного соединения эмульсионного слоя с подложкой. У фотографических бумаг подслой предохраняет эмульсионный слой от диффузии в него вредных веществ и создает белизну. Противоореольный слой – меклкодисперсное серебро служит для поглощения излучения, прошедшего через основу в целях предотвращения образования ореолов. Противослой – тонкая пленка желатины или лака, служит для предотвращения скручивания. Фотографические материалы (фотоматериалы) классифицируют: – по назначению (аэрофотопленки, фототехнические пленки и др.); – по цвету получаемого изображения (черно-белые, цветные); – по виду подложки (фотопленки, фотопластинки, фотобумага). В процессе экспонирования в светочувствительном слое образуется изображение, состоящее из атомов серебра. Это изображение невидимое, и поэтому необходим энергичный восстановительный процесс для получения видимого изображения. Окислительно-восстановительная реакция, в результате которой экспонированное серебро превращается в видимое металлическое, называется проявлением. Существенной особенностью процесса проявления является его избирательность, которая заключается в преимущественном восстановлении тех кристаллов галоидного серебра, на которые подействовал свет. Сущность процесса проявления с химической стороны состоит в реакции восстановления галоидного серебра экспонированных микрокристаллов в металлическое серебро под действием проявляющего вещества, которое при этом окисляется. В результате процесса проявления образуется металлическое серебро, продукты окисления проявляющего вещества и ионы брома, поступающие в проявляющий раствор. В качестве проявляющих веществ применяются как органические, так и неорганические соединения. Большинство проявителей содержит четыре основные группы веществ: проявляющие, сохраняющие, ускоряющие, противовуалирующие (таблица 2), а также дополнительно дубящие вещества, смачиватели и активаторы. Таблица 2 Характеристики веществ, входящих в состав проявителей Группы химических веществ Название Основные функции Проявляющие Метол, гидрохинон, фенидон, глицин, амидол, пирогаллол Для восстановления экспонированного галогенида серебра до металлического Сохраняющие Сернистокислый натрий (суль фит натрия), гидроксиламин Предохраняют проявляющие вещества от окисления кислородом воздуха, растворенного в воде Ускоряющие вещества Едкие щёлочи (КОН, NaОН), углекислый натрий (сода), углекислый калий (поташ), бура Для ускорения процесса проявления, создают щелочную среду Противовуалирующие вещества Бромистый калий, бензотриазол Препятствуют проявлению неэкспонированных зёрен галогенида серебра, т.е. служат для уменьшения фотографической вуали. Дубящие вещества Алюмо-калиевые квасцы Препятствуют расплавлению при повышенных темпе-ратурах проявителя В процессе построения изображения в эмульсионном слое участвует около 25% галогенида серебра, которое восстанавливается в металлическое. Остальные 75% остается в слое и сохраняет чувствительность к свету. Оставшееся после проявления галоидное серебро с помощью процесса фиксирования, переводится в водорастворимые соединения, которые затем легко и полностью удаляются из слоя, что обеспечивает стабильность и длительный срок хранения изображения на фотоматериале. Таблица 3 Основные вещества, входящие в состав фиксажей Группы химических веществ Название Основные функции Фиксирующие вещества Тиосульфат натрия( гипосульфит), тиосульфат аммония Взаимодействуя с галоге-нидом серебра, создаёт растворимую в воде соль Консервирующие вещества Активные кислоты (HCl, H2SO4), соли метабисульфита и бисульфита натрия и калия Создают кислую среду, увеличивают период годности фиксажа Ускоряющие вещества Хлористый аммоний Ускоряет процесс фиксирования Техника химико-фотографической обработки чёрно-белых негативных фотоматериалов обычно включает следующие операции 1. Проявление по времени, указанному на упаковке фотоматериала. 2. Промежуточная промывка в течение 3-5 минут. 3. Фиксирование по времени, указанному в рецепте. 4. Промывка не менее 15 минут в проточной воде. 5. Сушка. В настоящее время широко используются портативные автоматические проявочные машины настольного типа с возможностью работы при дневном свете (Рис.7). Как правило, они рекомендуется в качестве системы для автоматической проявки пленки шириной не более 24 см в небольших количествах при мобильном применении. а) Ультрапортативная проявочная б) Автоматическая проявочная машина KODAK M35  машина Duerr XR 24 NDT Рис. 7. Портативные автоматические проявочные машины Оценка качества негатива Качество проявленного негативного изображения оценивается по следующим параметрам: уровень проявленности, общая плотность негатива, проработка деталей в светах и тенях, контраст, плотность вуали. Уровень проявленности оценивается по цвету проявленного зарядного конца фотоплёнки, который должен иметь равномерный, насыщенный чёрный цвет. Тёмно-серый, серый цвет свидетельствует о недопроявлении негатива. Для оценки качества общей плотности негативов через проявленную плёнку рассматривают мелкий типографский шрифт (газетный текст). Негатив считается плотным, если текст не просматривается, нормальным при визуальной различимости текста и фрагментов негатива, и слабым при хорошей воспроизводимости текста и практически отсутствия элементов изображения. Проработка деталей в тенях и в светах оценивается по наличию мелких деталей на тёмных участках негативного изображения (их называют светами) и на светлых участках(в тенях) изображения. При отсутствии мелких деталей или невозможности их визуального просмотра говорят о плохой проработке деталей. Контраст изображения – наличие на негативе белых (прозрачных) и тёмных (чёрных) тонов. Плохой контраст изображения не позволяет получить всю гамму оттенков: от белого до полностью чёрного. Все оттенки при этом изменяются от светло-серого до тёмно-серого, при отсутствии белых и чёрных деталей. В этом случае говорят о малоконтрастном или вялом изображении. Негатив с наличием только чёрных и белых тонов называется особоконтрастным или жёстким. Равномерное почернение фотографического изображения, возникающее при проявлении неэкспонированных участков фотослоя, называется фотографической вуалью. Вуаль придаёт изображению равномерный грязно-серый оттенок. Оценивается наличие вуали в межкадровом промежутке, где пространство между кадрами должно быть абсолютно прозрачным. Серый или молочный оттенок свидетельствует о завуалированном негативе. 1.3.СЕНСИТОМЕТРИЯ Широкое применение фотографии в различных областях науки, техники, производства требует наличия разносторонних по своим свойствам фотографических материалов. Для правильного решения вопроса о выборе фотоматериала применительно к конкретным задачам и условиям фотографирования необходимо знать его основные свойства: светочувствительность, коэффициент контрастности, фотографическую широту, величину вуали, разрешающую способность и др. Изучением и определением этих свойств занимается раздел фотографической науки - сенситометрия. Сенситометрией называется количественный метод определения фотог­рафических свойств светочувствительных слоев, которые служат оценочными критериями при анализе качества полученного фотографического изображения. Сенситометрия включает в себя три основных раздела: - интегральную сенситометрию, изучающую свойства фотографических слоев под действием ахроматического (белого) света; - спектральную сенситометрию, изучающую свойства фотослоев под действием монохроматических излучений; - денситометрию, занимающуюся изучением способов измерения почер­нений на светочувствительных слоях, образовавшихся под действием света и проявления. Основные фотометрические величины Принцип общих сенситометрических испытаний заключается в следую­щем: на исследуемый фотоматериал воздействуют дозированным излучением в широком диапазоне экспозиций, проявляют экспонированный фотоматериал при заданных условиях. Полученный фотографический объект, который называется сенси­тограммой, измеряют на денситометрах. Затем, как правило, графически ус­танавливают зависимость между величинами экспозиций и фотографическим эффектом, который регистрируется на светочувствительном материале в виде оптических плотностей. По этой зависимости определяют основные фотографические параметры. Дозированное излучение характеризуется фотометрическими понятиями, к которым относятся: 1. Световой поток Ф –мощность лучистой энергии, оцениваемой по воздействию на приёмник излучения. Единица измерения – 1 люмен. 2. Сила света I – пространственная плотность светового потока, отнесённая к величине телесного угла, в пределах которого излучение равномерно. Единица измерения – 1 кандела 3. Освещённость Е – световой поток, воздействующий на определённую площадь в пространстве, расположенной перпендикулярно к излучению. Единица измерения – 1 люкс. 4. Яркость L – световой поток в заданном направлении. Единица измерения – стильб. 5. Светимость – световой поток с определённой площади излучаемой поверхности. Единица измерения 1 люмен/м2 6. Коэффициент пропускания или прозрачность –τ –отношение светового потока Ф прошедшего через слой к падающему световому потоку. 7. Непрозрачность(коэффициент поглощения) О– величина, обратная прозрачности О=1/ τ 8. Оптическая плотность (любое потемнение на фотослое) –десятичный логарифм непрозрачности D = lgО= lg1/ τ ( 5) Получение сенситограмм Сенситометрическая установка (ФСР-41, ЦС-2М) является экспозиционным прибором для общесенситометрических испытаний фотоматериалов на прозрачной и непрозрачной подложке. Она включает: сенситометр, пульт питания, приспособление для испытания фотобумаг. На приборе экспонируются сенситограммы, служащие для установления зависимости между величинами экспозиций и почернениями на фотослое. Для обеспечения соответствия условий лабораторных испытаний реальным в приборе реализованы основные условия сенситометрии: 1. Спектральный состав излучения должен быть аналогичен спектральному составу освещенности, при которой будет производиться реальная съемка, что достигается использованием источника света с цветовой температурой Тцв =2800 К в сочетании со светофильтром искусственного солнечного света (ИСС). 2. Экспозиционный интервал и закономерности его изменения должны быть близкими к условиям фотографической практики. Данное условие реализуется с помощью специального устройства тест-объекта ( оптического ступенчатого или непрерывного клина). Тест-объект или модулятор экспозиций представляет собой стеклянную пластину с напылением металлического серебра, оптические плотности которого изменяются по определённому линейному закону. Экспонирование сенситограмм на сенситометре осуществляется после подготовительных работ, куда входят расчёт величины раздвижки корпуса, зарядка кассеты испытуемым фотоматериалом установка паспортных данных силы тока и напряжения на пульте, прогрев прибора после включения. Экспонирование сенситограмм выполняется в пяти позициях для полных сенситометрических испытаний и трёх позициях для сокращённых. Экспонированный фо­томатериал должен быть проявлен не ранее чем через 30 минут и не позже, чем через 2 часа после экспонирования в стандартных условиях. Проявитель приготавливается не ранее чем за 12 часов до его использования Температура проявителя должна быть 20 ± 0.3°С. Сенситограммы проявляются в те­чение различного времени проявления. Наибольшее время проявления долж­но соответствовать получению максимальных значений светочувствительности, коэффициента контрастности или среднего полезного градиента. Как правило, сенситограммы проявляют 2, 4, 8, 16 и 32 минуты. Для проявления используются приборы ППС-12, ППС-30, «Гамма», автоматические проявочные машины. Измерение оптических плотностей сенситограмм После химико-фотографической обработки сенситограмм необходимо измерить оптические плотности полей сенситограмм. Для измерения оптических плотностей используются специальные приборы – денситометры, в основу измерения которых положен принцип сравнения пучков лучей прошедших и падающих на измеряемое почернение (рис 8 ). Фотоэлектрический денситометр ДО-1 Денситометр прямого отсчёта D200-11 Рис.8 Денситометры разной модификации Обработка данных сенситометрических испытаний. Сенситометрический бланк По измеренным на денситометре оптическим плотностям строится ха­рактеристическая кривая, т.е. график зависимости между значениями экс­позиций, сообщенных фотографическому слою, и плотностями почернений, образованными под действием света и химико-фотографической обработки на фотоматериале. Характеристическая кривая строится на специальном сенситометрическом бланке (рис.9.). По оси абсцисс откладываются значения логарифмов экспозиций в диапазоне от -3.5 до 3.1. Через каждые 0.15 lgH проведены линии, параллельные оси ординат. Каждая линия соответствует одному полю сенситограммы, вверху для каждой линии указано значение экспозиций. С левой стороны бланка по оси ординат откладываются значения оптических плотностей D, правая ось ординат проградуирована в единицах зна­чений коэффициентов контрастности γ. Ниже шкалы логарифмов экспозиций находится шкала светочувствительности, оцифровка шкалы зависит от величины коэффициента "К", устанавливаемого ГОСТом конкретно для каждого типа фотоматериала. Построение характеристической кривой ведут в следующей последова­тельности. Находят линию ординат, соответствующую экспозиции за первым полем (через известную экспозицию за 11 полем) и из журнала измерения плотностей берется величина плотности этого поля (на сенситограмме - самое плотное), которая откладывается на указанной линии. Аналогично находят точку для второго и последующих полей сен­ситограммы. Соединяя полученные точки плавной кривой, в итоге получается график характеристической кривой. Такие графики стро­ятся для каждого времени проявления (рис.9). По характеристическим кривым для каждого времени проявления оп­ределяются: - светочувствительность фотоматериала S–способность фотоматериала pегистpиpовать световое излучение; - значение коэффициента контрастности γ- свойство слоя pеагиpовать на некотоpый интеpвал количества освещения большим или меньшим интеpвалом оптических плотностей - фотографическую широту L - интеpвал экспозиций, котоpый может пеpедаваться матеpиалом без искажения пpопоpциональности для pазличных яpкостей изобpажения - разность оптических плотностей Δ D; - плотность вуали D0 Определение светочувствительности Светочувствительность определяется по формуле: , (6) где S – светочувствительность; К – коэффициент, установленный ГОСТ для каждого типа фотоматериала; НDкр - экспозиция, соответствующая Dкр - плотности критерия свето­чувствительности, установленного ГОСТ для каждого типа фотоматериала. Например, для аэрофотопленок этот критерий равен 0.85+Dо, для фотопленок общего назначения 0.1+Dо ,для фототехнических плёнок 0.2+Dо, для позитивных фотоматериалов 0.9+Dо. На практике светочувствительность определяется следующим образом: 1.Сначала рассчитывается критическая оптическая плотность по формуле: -для аэрофотоплёнок Dкр = Dо +0,85 - для фотопленок общего назначения Dкр = Dо +0,1 и.т.п. Плотность вуали есть оптическая плотность неэкспонированного участка сенситограммы. За плотность вуали Dо принимается значение крайней левой точки характеристической кривой (рис.10) Рис.10. Определение значения светочувствительности Если характеристических кривых несколько с разным временем проявления,то Dкр определяется для каждой характеристической кривой с учётом её плотности вуали D0. 2.Затем на оси оптических плотностей находят точку, в которой плотность равна Dкр, из этой точки проводится прямая до пересечением с графиком характеристической кривой. 3. Из точки пересечения опускается перпендикуляр на ось абсцисс и про­должается до пересечения с осью шкалы светочувствительности, в точке пересечения отсчитывается значение S. Для аэрофотоплёнок полученное значение S умножается на коэффициент К=10 ! Если шкала отсутствует, перпендикуляр восстанавливается к оси Н и значение светочувствительности определяется по формуле. Определение коэффициента контрастности γ. Для определения коэффициента контрастности прямолинейный участок характеристической кривой переносится параллельно в точку в правой стороне бланка, служащую для построения угла .Эту точку находят с помощью единичного отрезка, величина которого измеряется линейкой на оси γ и его линейный размер откладывается на оси lgH (рис.11). Переместив параллельно прямолинейный участок до пересечения с правой линией оси ординат, в точке пересечения определяется значение коэффициента конт­растности фотоматериала. Рис.11 Определение коэффициента контрастности γ Второй вариант – измерить угол -наклон прямолинейного участка характеристической кривой и определить тангенс этого угла. γ = tg (7 ) Определение фотографической широты. Для определения фотографичес­кой широты на характеристической кривой находят точки, соответствующие концу и началу прямолинейного участка характеристической кривой. Из этих точек опускают перпендикуляры на ось абсцисс и отсчитывают значе­ния логарифмов экспозиций, соответствующих этим точкам (Рис. 12 ). Рис.12 Определение фотографической широты L Разность логарифмов экспозиций, соответствующих началу и концу прямолинейного участка характеристической кривой, дает численное зна­чение фотографической широты. L = lgH2-lgH1 (8) Определение оптимальных параметров обработки фотоматериалов Для полной оценки сенсито­метрических свойств фотографических материалов строят кривые кинетики проявления, т.е. кривые зависимости каждой из величин - светочувстви­тельности, коэффициента контрастности, плотности вуали и разности оп­тических плотностей - от времени проявления. Для построения графиков используется стандартный бланк, на котором по оси абсцисс откладывается время проявления каждой сенситограммы, а по оси ординат - значения вышеуказанных характеристик в логарифмическом масштабе. Значения S и  даны вдоль левой оси орди­нат, значения Dо и D - вдоль правой (рис.13). Рис. 13. Графики кинетики проявления Построение графика зависимости светочувствительности от времени проявления производится следующим образом. На оси абсцисс находят ли­нию, соответствующую минимальному времени проявления и на ней находят точку, имеющую светочувствительность, соответствующую этому времени проявления. Аналогично поступают для других времен проявления. Полу­ченные точки соединяются плавной кривой. Кривые зависимости Dо и D от времени проявления строят аналогич­но. По графикам кинетики проявления для рекомендуемой ГОСТом степени проявленности определяются значения: - общей светочувствительности; - оптимального времени проявления. Критерием для определения оптимальной светочувствительности и времени проявления являются заданный коэффициент контрастности и плотность вуали. Для определения этих величин на кривой зависимости коэффициента контрастности от времени проявления находят точку, соответствующую рекомендованному зна­чению коэффициента контрастности - рек, через нее проводят прямую, парал­лельную оси ординат, проходящую через все графики. Если плотность вуали в допуске Dо < =0,3 , то в точках пересечения этой прямой с осью абсцисс и с остальными кривыми определяются численные значения общей светочувс­твительности, оптимального времени проявления и другие величины. 1.4.Структурные свойства фотоматериалов Исходным материалом для любых работ в области аэрофотограмметрии служит фотографический снимок, от качества которого зависит диапазон применения, точность фотограмметрической обработки и дешифрируемость фотоизображения. Изобразительные свойства аэронегатива оцениваются в результате определения градационных и структурометрических характеристик, от которых зависит отчетливая передача деталей и резкость изображения. Кроме резкости на оценку его качества влияют разрешающая способность, зернистость изображения, точность передачи контраста, а также светорассеяние в эмульсионном слое. Светорассеяние в фотографическом слое, как в любой оптически неоднородной среде, вызывает снижение резкости изображения, затрудняет определение истинных размеров изображения, его границ. Отражение света от подложки, на которую нанесен светочувствительный слой, вызывает образование ореолов отражения, которые искажая границы почернений приводят к нерезкости изображения. Резкость фотографического изображения. Из-за рассеяние света в фотографической эмульсии, изображение объектов фотографирования не имеет четко выраженной границы, она как бы размыта, нерезкая. Явление нерезкости хорошо наблюдается на следующем опыте. Если на часть фотослоя наложить тонкую непрозрачную пластину с резко очерченным краем (рис.14 а), то после экспонирования и проявления почернение под пластиной обнаруживается на некотором удалении от края (рис.14 б). Плотность этого почернения будет быстро падать. Она искажает положение границы сфотографированного предмета, делает границу нерезкой. Если провести микрофотометрирование пограничного участка (измерение оптических плотностей через очень малые отрезки, например 10 мкм.) от освещенной к неосвещенной части изображения, то плотность быстро падает. График зависимости оптических плотностей в районе зоны нерезкости называется пограничной кривой или кривой перехода (рис.15). Рис.15. График пограничной кривой В пограничной кривой выделяют: нижнее закругление (участок), называемое пяткой; прямолинейную часть (участок1-2); верхнее закругление (участок), называемое плечом. Пограничная кривая в данной системе координат может занимать различное положение, поэтому ее характеризуют: формой, пограничным контрастом, длиной зоной размытости. Форма пограничной кривой характеризуется длиной прямолинейного участка и его наклоном (крутизной), выражаемым градиентом gx gx= (9) В формуле dD называется пограничным или тоновым контрастом, dх-зоной размытости (перехода). Чем меньше зона перехода и больше градиент пограничной кривой, тем выше резкость изображения. Фотографическая зернистость Фотографическая зернистость - неоднородность оптической плотности на равномерно экспонированном и проявленном участке фотографического материала, обнаруживаемая при некотором увеличении. Зернистость изображения – следствие дискретности фотографического почернения, т.е. оно состоит из отдельных частиц. Серебряные зерна – более или менее плотные клубки металлических «ленточек» шириной 50-100 ангстрем. Эта структура называется микрозернистостью. Фото- и киноматериалы обычно имеют дело со сравнительно небольшим увеличением (около 10 раз). Обнаруживаемая глазом при таких увеличениях неравномерность почернения называется макрозернистостью. Причина макрозернистости – неравномерное распределение отдельных зерен металлического серебра в проявленном почернении. Если с определенного расстояния рассматривать изображения, полученные с постепенно возрастающим увеличением, то зернистость структуры исследуемого образца обнаружится, начиная с определенного масштаба увеличения. Для определения зернистости применяют проекционный способ, разработанный Гороховским Ю.И. Сенситограмму с плотностью 0.5 впечатывают на фотобумагу на приборе (рис.16 ) при различном увеличении в геометрической прогрессии. Рис. 16. Прибор для оценки зернистости ПП-48 Полученное изображение называется гранулограммой. Поле, на котором обнаруживается зернистость, позволяет определить зернистость по формуле G = 100/М (10) Гранулярность Гранулярность- колебание оптической плотности при измерении ее на малых участках равномерно экспонированного и проявленного слоя. При обычном рассматривании гранулярность не обнаруживается, но достаточно сильно сказывается в спектроскопии и астрономии. Гранулярность заметно снижает точность таких измерений, оставляя на регистрограмме запись колебаний оптических плотностей, не связанных с распределением яркостей в объекте. Для определения гранулярности используется миктроденситограмма – запись распределения плотностей равномерно экспонированного и проявленного почернения. Для количественной оценки гранулярности может служить среднее отклонение плотностей D, последовательно измеренных на микрофотометре от среднего значения плотности D’, измеренного на обычном денситометре (рис.17). ( 11 ) За меру гранулярности принимают среднеквадратическое отклонение от средней плотности. Разрешающая способность фотоматериала и фотографической системы Информационная емкость изображения во многом определяется его способностью раздельно воспроизводить мельчайше детали объекта фотографирования. Это свойство изображения получило название разрешающей способности, которое обозначают буквой - R , Количественное выражение разрешающей способности определяется в линиях на миллиметр дли­ны, то есть лин/мм или мм-1. Разрешающая способность фотографического изображения зависит от многих факторов фотографирования: качества объектива, свойств фотослоя, характеристик фотоаппарата, освещенности и контрастности объекта фотографирования, характеристик воздушной среды и многих других. Как правило, определение разрешающей способности ведется путем фотографирования, проецирования или впечатывания в фото­слой специального тест- объекта - миры. Она представляет собой систему черных фигур на белом или сером фоне. По форме деталей миры подразделяют на буквенные (рис.18 а,б,в), ареальные, состоящие из различных гео­метрических фигур: квадратов, треугольников, кружков (рис.18,в), радиальные (рис.18,г,д), штриховые (рис.18,е-к). В практике наибольшее распространение получили штриховые и радиальные миры. Основными характеристиками штриховых мир являются: период миры - Т, пространственная частота - N, модуль миры, контраст – К и база миры. Кроме того миры различают по распределению яркостей, по изменению частоты, по назначению. Период миры Т есть ширина темной фигуры (штриха) и приле­гающего к ней с одной стороны просвета. Частота миры N - число периодов, приходящихся на 1 миллиметр длины. Модуль миры - это отношение частот двух соседних групп штрихов. По контрасту различают миры абсолютного контраста, когда штрих миры абсолютно черный, а просвет белый, и миры малого конт­раста, которые имеют изменяющуюся плотность штриха и просвета. По изменению частоты миры подразделяются на групповые и с переменным шагом. По назначению миры подразделяют на проекционные (непрозрачные) и контактные (на прозрачной основе). Для определения разрешающей способности фотоматериалов используется прибор резольвометр, с помощью которого выполняется впечатывание (экспонирование) тест-объекта (миры) на исследуемый светочувствительный материал. Определение разрешающей способности фотографирующей системы Фотографирующая система включает много звеньев, влияющих на разрешающую способность. Наиболее существенное влияние оказывают фотографический объектив, фотографический материал, фотокамера и т.д. Поэтому разрешающая способность фотосистемы определяется путем фотографирования контактной миры на непрозрачной основе исследуемой системой. Сначала рассчитывается расстояние до фотографируемой миры с учётом её параметров Оптимальное расстояние D = Тмиры* Rоб.* f (12) Период миры Тмиры измеряется линейкой,фокусное расстояние f объектива фотоаппарата и приближенное значение его разрешающей способности даны в паспорте фотоаппарата. С рассчитанного расстояния фотографируют миру, размещая ее изображение в центре кадра и по углам. Проводят химико- фотографическую обработку негатива и сушку. Изображение миры рассматривают в инструментальный микроскоп, находят последнюю группу разрешаемых штрихов, измеряют ее период Тиз. , тогда разрешающая способность определяется из выражения: (13) Разрешающая способность определяется по изображению миры в центре кадра и на краях. При отсутствии инструментального микроскопа разрешающую способность можно определить косвенным путем через масштаб фотографирования и измеренный период группы штрихов миры, видимых раздельно на изображении. Инструментальной лупой или линейкой измеряют период миры Тмиры и длину самого крупного штриха на мире L, и этого же штриха на изображении l. Тогда (14) Функция передачи модуляции Разрешающая способность наглядно характеризует свойства фотографирующей системы передавать раздельно мелкие детали объектов. Но эта характеристика не учитывает снижение контраста изображения мелких деталей, не дает возможности судить о передаче контраста объектов более крупных деталей, и наконец, в этой оценке невозможно учесть влияние и соотношение каждого фактора фотографирующей системы – объектив, фотослой, сдвиг изображения, состояние атмосферы и др. В настоящее время оценка свойств объекта фотографирования и его изображения осуществляется функциями освещенности, при этом распределение освещенности в изображении не соответствует освещенности в объекте. Это несоответствие тем больше, чем больше частота изменения (модуляция) освещенности. В результате уменьшается контраст изображения мелких часто повторяющихся объектов фотографирования. Таким образом функция передачи модуляции (ФПМ) устанавливает взаимосвязь между соотношением контрастов (яркостей) фотографического изображения в зависимости от пространственной частоты деталей объекта фотографирования. Функция передачи модуляции представляет собой совокупность коэффициентов передачи контраста TN для различных частот N , показывающих степень уменьшения контраста KN’ в изображении по сравнению с контрастом объекта фотографирования KN при различных частотах N, т.е. ТN = (15) Коэффициенты KN’ и KN называются коэффициентами модуляции. В случае использования прямоугольной миры коэффициенты рассчитываются по формуле: (16) По полученным для каждой частоты значениям коэффициентов передачи модуляции TN строится график ФПМ (рис.19). Графики ФПМ дают сравнительную характеристику изменения контраста для нескольких исследуемых фотографических систем. Система, у которой при одинаковой пространственной частоте (размере объекта) передаваемой контраст выше, считается более предпочтительной. Рис.19. Графики ФПМ двух фотосистем 1.5.Цветная фотография Цветная фотография значительно расширяет возможности чёрно-белой, добавляя к шкале яркостей цвет. Задача цветофотографических процессов - точное воспроизведение натуральных цветов. Под цветом следует понимать одно из объективных свойств, принадлежащих материальной среде и воспринимаемых путём зрительных ощущений. Человеческий глаз, исходя из теории трёхкомпонентного зрения Ломоносова М.В., обладает тремя видами цветовоспринимающих элементов и в зависимости от степени участия каждого из этих элементов может различать чрезвычайно большое число цветовых тонов. Известно, что нервные окончания зрительного нерва подразделяются на палочки, которые чувствительны к свету, но не различают цвета и колбочки, различающие цвета, но малочувствительные к световому излучению. Колбочки в свою очередь бывают трёх видов: чувствительные к лучам сине-фиолетовой части спектра (450 нм), зелёной (550 нм) и красной (650 нм). Если преобладает возбуждение одного или двух сортов колбочек, то создаётся впечатление цвета. Если же к возбуждению двух групп колбочек начинает добавляться возбуждение третьей, то цвет теряет насыщенность и становится белесоватым. Все цвета можно делить на ахроматические и хроматические. К первой категории относят белый и чёрный цвета и промежуточные между ними гамму серых тонов. Хроматические цвета различаются цветовым оттенком, который называется насыщенностью, цветностью или цветовым тоном, а также светлотой, которая характеризует степень разбавленности цвета белым тоном. Раньше считалось, что спектр состоит из семи цветовых тонов. В действительности их значительно больше: при средней яркости нормальный глаз человека способен различать в спектре приблизительно 150 цветовых тонов, кроме того при сочетании красных и синих тонов образуется пурпурный цвет - таких тонов глаз различает около 30. Следовательно, глаз может воспринимать 180 цветовых тонов. Аддитивный и субтрактивный синтез цвета. . Исходя из свойств светочувствительных элементов глаза, любой цвет получается путём смешивания трёх цветов, к которым окончания глазного нерва особенно чувствительны. Эти три цвета: синий, зелёный и красный называют основными. При фотографировании цветного объекта, воспроизводя основные цвета в том соотношении, в каком они находятся на оригинале, получают подобное объекту цветное фотографическое изображение. Способ получения цветного изображения путём сложения основных цветов называется аддитивным синтезом цвета. При смешивании основных цветов в определённом соотношении получают белый цвет: С + З+ К = Б К получению какого-либо цвета можно подойти и другим путём. Если надо получить синий цвет, то для этого можно из белого удалить (вычесть) два других – зелёный и красный. Аналогично можно получить зелёный и красный цвета. Синий = белый – (зелёный + красный), где зелёный + красный = жёлтый. Зелёный = белый – (синий + красный), где синий + красный = пурпурный. Красный = белый – (синий + зелёный), где синий + зелёный = голубой. Исходя из приведённой схемы, можно записать: белый = синий + жёлтый, белый = зелёный + пурпурный, белый= голубой + красный. Цвета жёлтый, пурпурный, голубой, которые дополняют основные цвета до белого, называются дополнительными. Дополнительные цвета при сложении дают черный цвет: Ч = Ж + П + Г. Можно получить цветное изображение не путём сложения основных цветов, а путём вычитания соответствующего дополнительного цвета из белого. Такой способ получения цветного изображения называется субтрактивным синтезом цвета. Для наглядности представления о воспроизведении цветов в цветной фотографии используется цветовой график, который называется цветовым треугольником. Вершины треугольника обозначаются основными цветами, а противоположные стороны - соответствующими им дополнительными цветами. (Рис. 20 ). Рис. 20. Цветовой треугольник Образование цветов можно проследить, исходя из свойств цветового треугольника: 1. Основной цвет получается сложением двух дополнительных, сходящихся в одной вершине. Синий = голубой + пурпурный. Зелёный = голубой + жёлтый. Красный = жёлтый + пурпурный. 2. Дополнительный цвет получается суммой двух основных цветов, лежащих с ним на одной грани. Пурпурный = синий + красный. Жёлтый = зелёный + красный. Голубой = синий + зелёный. 3. Дополнительный цвет пропускает основные цвета, лежащие с ним на одной грани и отражает соответствующий ему основной цвет. Основной цвет пропускает два дополнительных, сходящихся в одной вершине и отражает соответствующий ему дополнительный. Строение цветных фотоматериалов Светочувствительным компонентом каждого из трех слоев (рис. 21) явля­ется галоидное серебро, имеющее разную спектральную чувствитель­ность. В состав каждого слоя введено краскообразующее вещество, называемое цветной компонентой. Верхний светочувствительный слой (1) не сенсибилизирован, чувствителен к синим лучам (первой трети спектра до 500 нм). В него введена желтая краскообразующая компонента, дающая при про­явлении желтый краситель. Ниже первого светочувствительного слоя располагается желтый фильтровый слой (2), состоящий из желатины и коллоидного серебра, задерживающего синие лучи. Средний светочувствительный слой (3) чувствителен к зеленым лучам (второй трети спектра - 500-600 нм). В него введена пурпурная краскообразующая компонента. Нижний слой (4) сенсибилизирован к красным лучам (длина вол­ны 600-700 нм) и содержит голубую краскообразующую компоненту. Между нижним слоем (4) и основой (6) для их надежного скреп­ления, расположен подслой из сильно задубленной желатины. В обра­щаемых фотоматериалах в подслой (8) введено мелкое дисперсное се­ребро, а в негативный - зеленый краситель, выполняющее роль противоореольного слоя (7). В фотобумагах в желатиновый подслой (II) введена окись бария для придания ей белизны. В негативных фотоматериалах на обратной стороне основы нанесен лаковый противоскручивающий слой. Указанное выше расположение светочувствительных слоев но­сит название- естественный порядок. У некоторых фотоматериалов бывает другое расположение светочувствительных слоев. Цветные позитивные фотоматериалы имеют более узкие зоны сенсибилизации. Толщина светочувствительных слоев составляет 5-6 мкм; фильтрового, промежуточных и подслоя - 2-3 мкм. Стадии цветовоспроизведения В негативном и позитивном цветофотографическом процессе выделяют три основных стадии получения цветного изображения: 1. Анализ (цветоделение). 2. Градация (промежуточная стадия). 3. Синтез (сложение цветов). При анализе многоцветное изображение оригинала оптически разделяется тремя слоями, имеющими различную спектральную чувствительность на три цветоделённых изображения: синее, зелёное и красное. Цветоделительная стадия зависит от спектральной чувствительности и от сенсибилизации эмульсионных слоёв. Достаточно знать свойства цветового треугольника, чтобы определить цвет снимаемого объекта на негативе. Так, например, в синечувствительном слое изобразятся предметы, цвета которых соответствуют цветам треугольника, сходящиеся в одной вершине. Это синий, голубой и пурпурный цвет. В зелёночувствительном слое изобразятся объекты зелёного, жёлтого и голубого цвета, в красночувствительном – пурпурный, жёлтый и красный цвета. На промежуточной стадии (градация) цветоделённые изображения, зарегистрированные в виде скрытых фотографических изображений, в результате химико-фотографической обработки преобразуются в однокрасочные изображения – жёлтое, пурпурное и голубое . Обработка цветных плёнок и фотобумаг включает три основных технологических операции: цветное проявления, отбеливание и фиксирование. Эти операции перемежаются и заканчиваются промывкой обрабатываемой плёнки и фотобумаги. В настоящее время все ведущие фотографические фирмы зарубежных стран применяют для обработки своих цветных негативных любительских и профессиональных фотоплёнок рецептуру, разработанную фирмой «Кодак», - «Кодак С-41». Обработку проводят при повышенной температуре (38о С), что позволяет существенно сократить общую продолжительность обработки до 12,5 – 17,5 минут. Ниже приведён режим обработки цветных негативных фотоплёнок по процессу «Кодак С – 41», который стал унифицированным для обработки большинства негативных фотоплёнок, выпускаемых в мире. (Таблица 9). Таблица 4 Режимы обработки цветных негативных фотоматериалов Стадии обработки Продолжительность ТоС Цветное проявление 3 мин 15 сек 37,8 - + 0,15 Отбеливание 4 мин 20 сек 38,0 + 3,0 Промывание 1 мин 05 сек 38,0 + 3,0 Фиксирование 4 мин 20 сек 38,0 + 3,0 Промывание 3 мин 15 сек 38,0 + 3,0 Стабилизация 1 мин 05 сек 24,0 Сушка - 43,0 Без учёта сушки, общее время химико-фотографической обработки фотоплёнки составляет 17 минут 20 секунд. Синтез сводится к образованию многоцветного изображения в результате прохождения света через три однокрасочных изображения. 1.6.Фотолабораторная обработка материалов аэрокосмических съёмок В отличии от наземной фотографии, съёмка с воздуха ( аэрофотосъёмка) или через слой атмосферы (космическая съёмка) имеет свои особенности, связанные с особыми условиями фотографирования. К ним относятся: 1. Съёмочная аппаратура размещается на подвижном носителе, вибрации из-за тяговых агрегатов, а также высокая скорость носителя может привести к нерезкости и смазу изображения. 2.Необходимость полной автоматизации установки экспонометрических параметров с возможностью их коррекции в момент съёмки. 3. Влияние атмосферных факторов: прозрачности атмосферы, дымки, турбулентности приводит к ухудшению изобразительного качества отснятого материала. 4. Высоты фотографирования составляют от нескольких сотен метров для аэрофотосъёмки и до тысяч километров для космической съёмки, что требует учёта суммарной освещённости, которая зависит от высоты Солнца, состояния атмосферы, метеорологических условий. Требования к аэрофотосъёмочному процессу Основным назначением аэрофотосъёмки является документально точное фотографическое воспроизведение аэроландшафта. Аэрофотоснимок должен давать возможность опознавать на нём всевозможные объекты, определять их число, взаимное расположение, размеры. В зависимости от характера поставленной задачи, предъявляются частные требования к качеству изображений, однако вне их зависимости, аэрофотоснимок должен удовлетворять общим требованиям: 1 Основное условие распознавания объекта на аэрофотоснимке – наличие контраста изображения, то есть разницы почернения объекта и фона, который является оптимальным при значении оптической плотности D=1.0 2. Распознавание объектов на аэрофотоснимке возможно благодаря различию в плотности двух рядом расположенных деталей. Это значение должно составлять 0,02 для светлых деталей и 0,1 для тёмных деталей. Выбор данных значений диктуется требованиями последующих работ по дешифрированию и фотограмметрической обработке снимков. Данные требования выполняются не только правильным выбором экспонометрических параметров, но во многом зависит также от химико-фотографической обработки отснятого материала, которая проводится специализированными фотолабораториями. Химико-фотографическая обработка аэрофильмов может выполняется по следующим технологическим схемам (табл. 5). Таблица 5 Технологическая схема Процессы обработки Проявление с визуальным контролем Десенсибилизация и размачивание фильма, проявление, промежуточная промывка, фиксирование, промывка в несменяемой воде, окончательная промыва, сушка. Проявление по времени Размачивание фильма в воде, проявление, промежуточная промыва, фиксирование, промывка в несменяемой воде, окончательная промывка, сушка Ускоренная обработка Размачивание фильма, проявление, стабилизация, сушка. При фотолабораторной обработке аэропленок используются проявительные приборы перематывающего типа, принцип действия которых основан на постоянной перемотке аэрофильма в ёмкостях с обрабатывающими растворами, а также проявочные машины (рис 22), все процессы обработки у которых полностью автоматизированы. Рис. 22. Проявочная машина AGFA NDT-Standart 1. Подающий поддон 2. Сканирование поверхности пленки 3. Бак для проявителя 4. Промывочный бак. 5a. Бак для фиксажа F1 5b. Бак для фиксажа F2 6. Бак окончательной промывки. 7. Съемные решетки. 8. Транспортные ролики 9. Инфракрасная сушилка 10. Выход пленки 11. Принимающий поддон 12. Насос пополнения проявителем 13. Насос пополнения фиксажем 14. Переключатель вкл./выкл. 15. Тройные сливные клапаны 16. Устройство защиты от перегрева проявителя и фиксажа Назначение всех этапов технологических схем приведены в таблице 6 Таблица 6 Этапы обработки Назначение Время обработки Размачивание Обеспечивает равномерное проявление и предотвращает слипание витков фильма при погружении их в проявитель 3-4 мин (4-5 полуциклов) Десенсибилизация Снижает чувствительность к длинноволновой области спектра, что даёт возможность для визуального контроля при неактиничном освещении 3-4 мин (4-5 полуциклов), выполняется одновременно с размачиванием Проявление Получение видимого изображения Начальное время проявления определяется по пробному кадру и перерассчитывается в зависимости от характера местности (γ), температуры проявителя и длины аэрофильма Промежуточная промывка Удаление остатков проявителя из эмульсионного слоя 3-4 полуцикла Фиксирование Удаление неэкспонированных зёрен галоидного серебра Начальное время –двойное время осветления плёнки перерассчитывается за температуру фиксажа и длину аэрофильма Т = 0,35 (L- 28) + 3 мин, где L –длина фильма Промывка в несменяемой воде Для сбора остатков фиксирующего раствора в целях регенерации серебра 4-5 полуцикла Окончательная промывка Для удаления из эмульсионного слоя комплексных солей серебра, гипосульфита натрия и других составных частей фиксирующего раствора Тпр= 0,35 (L - 28) +6 мин, где L – длина фильма Стабилизация Для перевода неэкспонированного серебра в нечувствительные прозрачные соединения в целях сокращения времени обработки Объединяет процессы промывки и фиксирования, время обработки 6-8 мин. Оформление аэрофильмов, оценка фотографического качества После химико-фотографической обработки аэрофильмы должны быть учтены, для чего необходимо нумеровать все кадры (негативы). Для этой цели фильм просматривается на просветном сто­ле или приборе дешифрирования негативов ПДН. При просмотре определяется начало и направление маршрутов, северная сторона негативов, выявляются и отмечаются дефекты фотоматериала, залета, химико-фотографической обработки. Начало аэрофильма определяется по конструктивным, признакам аэрофотоаппарата, которым производилось фотографирование. Для АФА-ТЭ - трехзубая координатная метка находится у наматывающей катушки; указывает на начало фильма, т.е. на­правление полета было от трехзубой метки к треугольной. Для АФА-ТЭ с оптическими координатными метками - изобра­жение часов и уровня расположено у сматывающей катушки, т.е. указывает на конец фильма. Для АФА-ТЭС - тройная координатная метка показы­вает на конец фильма. Для АФА-41 - стрелка у закадрового нумератора указывает направление по­лета. Для АФА-42 изображение часов расположено у начала фильма, а изображение уровня указывает на его конец. Северная сторона аэронегатива определяется по направлению теней от вертикальных объектов с учетом времени суток. Рассматривание изображения необходимо выполнять со стороны подложки. Другим способом определения северной стороны кадра является идентификация одноименных контуров снимка и карты при их сличении. На каждом негативе в северо-восточном углу подписывается его номер, состоящий из шифра объекта, закодированного вида аэросъемки, даты съемки и порядкового номера негатива. Подпись делается на эмульсионной стороне в северо-восточном углу кадра зеркальным шрифтом. Шифр объекта и вид съемки имеет следующие обозначения: Д-382 - съемка на объекте 382 велась с одним АФА ДА-382 -съемка велась синхронно двумя АФА. Д-382А -съемка объекта 382 велась несколько раз с различными техническими условиями (разные масштабы, разные АФА и др.) ДК-382 -съемка каркасных маршрутов. Таким образом, номер будет иметь вид На негативе он будет написан зеркально Надписи на негативах должны быть аккуратными, компактными, занимать поле размером не более 8х60 мм, располагаться на расстоянии 5 мм от края снимка. Аэрофильмы большой длины нумеруются на приборе «Фильммастер». Сразу после проявления, фильм тщательно просматривается с целью выявления дефектов и ошибок, допущенных при аэросъемке, для оценки фотографического качества. В ходе просмотра устанавливается правильность экспонометрических расчетов, выбора светофильтров, типа проявителя и времени проявления. Выявляются следующие дефекты: фабричные - неравномерность полива эмульсии, разложение эмульсии, засветки, электрические разряды и др.; механические повреждения - глубокие царапины, потертости, износы, надрывы, сползание и отслоение эмульсии. Указанные дефекты не допускаются. Качество черно-белого изображения оценивается по сенситометрическим показателям: коэффициенту контрастности - γ, величине вуали Dо, максимальной и минимальной плотности- D мах и D min. Для определения γ в аэрофильм перед проявлением должен быть впечатан оптический клин в начале, середине и в кон­це фильма (не ближе 1,5 м от начала и конца фильма). Для этой цели на фильме оставляются не экспонированные пространства в 2-3 кадра. Впечатываются клинья на сенситометрах типа ФСР-41, ЦС-2м, СК с теми же цветными фильтрами, с которыми производи­лась аэрофотосъемка. Плотности полей оптического клина, а также величины Dмах и D min, Dо, измеряются на одном из денси­тометров ИФТ-11, ДФЭ-10, ЦД-ФЭУ, СР-25 или ДП-1. По измерениям оптических плотностей клина строятся характеристическая кривая и по ней определяется коэффициент контрастности - γ. Кроме того, измеряются плотности До, Д мах и Д min в начале, в середине и в конце аэрофильма. Фотографическое качество оцениваемых аэрофильмов должно удовлетворять следующим требованиям: 1. По коэффициенту контрастности: - при съемке горных районов, городов и крупных населенных пунктов и при колебаниях высот в пределах стереопары более 800 м - γ = 1.0±0.2;. - при съемке степных и пустынных районов - γ =1.6±0.2; - при съемке остальных районов - γ =1.4±0.2 . 2. По плотности: - минимальной – D мин - от 0.2+До до 0.6+До; - максимальной- D мах - не более 1.6. Позитивная печать Как известно, в фотографии негатив является промежуточной стадией. Он служит для получения позитивного отпечатка. Конечная цель негативно-позитивного процесса – получение изображения, в котором распределение яркостей соответствует распределению яркостей в объекте. Процесс получения позитивных изображений с негатива включает в себя две основные группы операций: фотопечать и химико-фотографическую обработку экспонированного позитивного материала. Позитивное фотографическое изображение может быть получено на фотобумаге, позитивной плёнке или диапозитивной фотопластинке, обращаемой фотоплёнке. Одним из способов получения позитивов является контактная печать, при которой негатив приводится в контакт с позитивным материалом эмульсионными сторонами. Экспонирование производится через негатив. После проявления получают позитивное изображение того же масштаба, какой имеет негатив. Контактные отпечатки изготавливают с черно-белых, цветных и спектрозональных негативов. По размерам, степени резкости и количеству деталей изображения аэроснимок должен точно соответствовать аэронегативу. Для печати используют специальные копировальные рамки и контактные копировальные станки (рис. 23). Рис. 23. Схема контактного прибора 1 – светонепроницаемый корпус, 2 – осветительные лампы , 3 –красный фонарь, 4-контаткное стекло, 5-матовое стекло, 6 –прижимная крышка, 7- подушка, 8 – тумблер изменения светимости ламп Проекционная (оптическая) фотопечать позволяет получать увеличенное, уменьшенное или одинаковое по размерам с негативом позитивное фотоизображение. При этом могут быть в определённой степени исправлены перспективные искажения, возникающие при съёмке, т. е. трансформировано изображение, увеличена или уменьшена оптическая плотность различных участков снимка. В связи с тем, что при проекционной фотопечати обычно получают увеличенное по сравнению с негативом изображение, приборы, применяемые для экспонирования фотобумаги, называют фотоувеличителями (рис.24). Рис.24. Основные детали фотоувеличителя : 1 – экран, 2- объектив, 3 негативная рамка, 4,5, 7. – линзы конденсора, 6 – рамка для цветных светофильтров, 8 – осветительная лампа, 9 – корпус прибора, 10 – штанга фотоувеличителя Изображение негатива в этих приборах проецируется с помощью оптической системы на эмульсионный слой фотобумаги. В зависимости от положения оптической оси проекционной системы, различают вертикальные и горизонтальные фотоувеличители. Приборы первого типа составляют наиболее многочисленную группу. Горизонтальные фотоувеличители предназначаются, в основном, для сверхувеличений, т. е. для получения крупноформатных снимков, что достигается большим удалением проектора от экрана (репродукционная съёмка). Дефекты позитивных отпечатков Оценка качества позитивного отпечатка выполняется по следующим оценочным критериям: наличие вуали,общая плотность (яркость), проработка деталей, контраст изображения (завышенный, заниженный, нормальный), механические повреждения (наличие полос, пятен, нерезкости изображения, связанные с нарушением технологии позитивной печати и химико-фотографической обработки). . Наличие вуали оценивается по степени передачи белых деталей либо на самом изображении, либо по впечатанным шаблонам на краях снимка, которые приобретают тот или иной оттенок в зависимости от характера фотографической вуали: • Жёлтая вуаль -длительное время проявления, истощён проявитель или фиксаж, недостаточно отфиксировано изображение. • Серая вуаль– старая фотобумага, подсвеченная фотобумага, проявление выполнялось при высокой температуре проявления, завышенное время проявления, недостаток противовуалирующего вещества, длительная экспозиция при печати (более 30 сек.), воздушная вуаль (отпечаток при проявлении часто доставали из проявителя). • Цветная вуаль ◦ Голубая и фиолетовая – соприкосновение фотобумаги с железным пинцетом; ◦ Серо-коричневая – недостаточное фиксирование; ◦ Жёлто-коричневая-прилипание эмульсионного слоя к какой-нибудь поверхности; ◦ Зелёная – большое содержание противовуалирующего вещества (KBr) ◦ Пурпурная – фотобумага продолжает проявляться в фиксаже (то есть используется простой фиксаж). ◦ Отсутствие проработки деталей в тенях (повышенная плотность изображения, снимок тёмный) 1. Неправильно подобрана экспозиция при печати; 2. Проявитель повышенной температуры (более 25о ) 3. Слишком долгое проявление – плотность за счёт вуали; Отсутствие проработки деталей в светах (заниженная плотность изображения, снимок светлый) 1. Неправильно подобрана экспозиция при печати. 2. Малое время проявления. 3. Проявляющий раствор истощён. 4. Пониженная температура проявителя (ниже 200 ). Повышенный контраст-на изображении присутствуют только чёрные и белые тона, полутонов практически нет. Заниженный контраст Переэкспонирование и перепроявление. Выявляются также механические дефекты:наличие полос, пятен, нерезкости изображения, связанные с нарушением технологии позитивной печати и химико-фотографической обработки. Оценочные параметры заносятся в таблицу Таблица 7 Снимок. Механические дефекты Общая плотность Наличие вуали контраст Проработка деталей Общая оценка Наличие светлых пятен, полос Оценка н/уд Завышенная, тон тёмный. Оценка н/уд Отсутствует Оценка уд. Высокий Оценка н/уд Отсутствует в тенях Оценка н/уд н/уд Мех. дефектов нет Оценка уд. Нормальная Оценка уд. Отсутствует Оценка уд. Нормальный Оценка уд. Детали проработаны Оценка уд Уд. Оценка фотограмметрического качества аэрофотосъёмочного залета Накидной монтаж необходим для оценивания качества летно-съемочного процесса: точности покрытия аэрофотосъемочной заданной площади, соблюдения перекрытия и масштаба фотографирования, прямолинейности маршрутов, выравнивание пленки, резкости изображения, работы АФА. Изготовление накидного монтажа производится на планшетах, соответствующих размеру снимаемого участка. При продольном перекрытии до 60% монтируются все снимки, при перекрытии 80% - монтаж производится через один снимок, а при перекрытии 90% - через три аэроснимка. Крайние снимки маршрутов монтируются обязательно, независимо от величины перекрытия. Аэроснимки монтируются так, чтобы были видны их номера. Накидной монтаж начинают выполнять с первого (северного) маршрута участка, причем снимки раскладываются по маршрутам с севера на юг. Монтаж начинают с крайнего правого снимка маршрута (рис. 25), к нему подсоединяют соседний левый снимок путем тщательного совмещения идентичных контуров. Подобным образом присоединяются все снимки маршрута до крайнего левого. К первому маршруту подсоединяется следующий маршрут. При этом должны быть совмещены идентичные контура как в продольном пе­рекрытии, так и в поперечном. При монтаже обращается внимание на следующее: - изображение контуров, расположенных около начальных направлений, должны строго совмещаться; - монтаж азроснимков горных районов должен тщательно выполнятся по границах участка и рамкам сдаточных трапеций, что достигается распределением смещения за счет рельефа в центральной части участка; - рамки трапеций должны быть прямолинейными; - линейные контуры при монтаже горных районов (реки, дороги, долины, складки рельефа) должны изображаться без нарушения основной конфигурации. Накидной монтаж участков, имеющих вытянутую форму с произвольной ориентацией направления маршрутов, ориентируется так, чтобы номера на аэроснимках были близки к северо-восточному углу. Изготовленный и оформленный накидной монтаж представлен на рис.15. По изготовленному накидному монтажу производится оценивание качества аэрофотосъемки. Определяются величины продольного Рх и поперечного Ру перекрытия, непараллельность базиса фотографирования стороне снимка - "ёлочку"-, прямолинейность маршрута, параллельность маршрутов. Определение величины продольного перекрытия производится по всем рабочим снимкам, особо тщательно по местам, имеющим наибольшие высоты местности. Измерение производится с помощью фотограмметрической линейки в следующей по­следовательности. В пределах стереопары снимки тщательно совмещаются по идентичным контурам. Фотограмметрическая линейка располагается параллельно базису фотографирования. Цифрой 100 линейка совмещается с краем левого снимка (рис.26), а по краю правого снимка отсчитывается величина продольного перекрытия. Величина минимального перекрытия зависит от рельефа местности, но во всех случаях она не может быть меньше 56 %. Требования к величине продольного перекрытия представлены в таблице 9. Таблица 8 Требования к величине продольного перекрытия Заданное Минимальное Максимальное h:H  0.2 h:H > 0.2 60 56 66 70 80 78 83 85 90 89 92 93 Определение величины поперечного перекрытия выполняется аналогично определению продольного перекрытия. Снимки соседних маршрутов совмещают перекрывающимися частями по контурам. Линейка цифрой 100 совмещается с нижним снимком в месте минимального перекрытия (рис. 27). По верхнему краю вышележащего снимка делается отсчет величин перекрытия. Особое внимание уде­ляется слабым местам. Поперечное перекрытие не должно быть меньше 20 %. Значения поперечных перекрытий зависят от масштаба фотографирования и представлены в табл. 9 . Таблица 9 Требования к величине поперечного перекрытия Масштаб аэрофотосъемки Расчетное Минимальное Максимальное Мельче 1:25000 30+70h/H 20 +10 1:25000-1:10000 35+65h/H 20 +15 Крупнее 1:10000 40+60h/H 20 +20 Определение непараллельности базиса фотографирования стороне снимка (называемый в практике "ёлочкой) для контроля разворота АФА на угол сноса ведется по смонтированным по начальному направлению снимкам. Угол, образованный базисом фотографирова­ния и осью Х-Х аэрофотоснимка (рис.18) называется "ёлочкой". Измерение "ёлочки" производится в следующем порядке: на каждом аэро­снимке накалывается центр, затем центр правого снимка переносится на левый. Центр левого снимка соединяется с правой координатной меткой и центром правого снимка. Полученный угол - "ёлочка"- измеряется фотограм­метрической линейкой. Грубо "ёлочку" можно определить путем измерения уг­ла между стороной одного снимка и линией, соединяющей одноименные углы соседних аэроснимков. Допустимое значение "ёлочки" зависит от величины фокусного расстояния АФА (табл.10). Таблица 10 Требования к величине «елочки» Фокусное расстояние 100 140 200 350 500 Угол непараллельности 5 7 10 12 14 Контроль прямолинейности маршрутов при аэрофотосъемке рав­нинных районов производится по накидному монтажу всего района, а при аэрофотосъемке горных районов по каждому маршруту. На крайних снимках маршрута находят главные точки А и Б (рис.29), их соединяют линией (обычно ниткой), находят максимальное откло­нение снимка в месте прогиба h мм. Замеряют длину мар­шрута L мм. Прогиб вычисляется по формуле: П = (17) Если на маршруте имеется несколько искривлений, то уклонения определяются для каждого отрезка. Величина прогиба не должна быть более 3% при высоте фотографирования свыше 750 м и З% при меньших высотах. 2. ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАФИЯ Для получения классической галоидосеребряной фотографии полноценного качества необходима хорошо укомплектованная фотолаборатория с большим количеством разнообразного фотооборудования и широким ассортиментом химических фотореактивов. В настоящее время цифровая фотография практически полностью вытеснила классическую галогенсеребряную и находит все более широкое применение в различных областях человеческой деятельности, что обусловлено её достоинствами: • Оперативность процесса съёмки и получения конечного результата. • Огромный ресурс количества снимков. • Большие возможности выбора режимов съёмки. • Простота создания панорам и спецэффектов. • Совмещение функций в одном устройстве, в частности, видеосъёмка в цифровых фотоаппаратах и, наоборот, фоторежим в видеокамерах. • Уменьшение габаритов и веса фотоаппаратуры. Недостатки цифровой фотографии: • структура матрицы порождает принципиально другой характер шумов изображения (пикселизация), чем аналоговые фотографические процессы, что приводит к восприятию изображения, особенно полученного на пределе возможностей камеры, как более искусственного, не «природного». • уменьшение разрешающей способности фотосенсора напрямую зависит от его габаритов. • Принципиальные трудности доказательства аутентичности цифровой фотографии, в связи с самой сутью цифровых технологий копирования файлов и обработки изображений. • Преобладающее большинство матриц имеют небольшую фотографическую широту, что не позволяет без потери деталей снимать сюжеты с большим диапазоном яркости. Цифровая фотография — фотография, результатом которой является изображение в виде массива цифровых данных, а в качестве светочувствительного материала применяется электронное устройство — матрица. 2.1.Особенности цифровых съёмочных камер Аналоговые и цифровые фотокамеры имеют большое количество общих компонентов. Различаются они способом сохранения изображений. В аналоговых фотоаппаратах изображения фиксируются плёнкой, в цифровых свет регистрируется сенсором, а затем информация, полученная с него, сохраняется на карте памяти. Объектив, диафрагма, затвор, экспонометр – основные функциональные узлы любого фотоаппарата, причём объектив плёночной камеры может устанавливаться в цифровую. Регистрирующее устройство Созданное оптической системой световое изображение попадает на поверхность регистрирующего устройства , которое фиксирует яркость светового изображения в каждой его точке и таким образом позволяет запечатлеть объект съемки и его фон. Регистрирующее устройство обязано определенным образом реагировать на свет. В обычной фотографии для этой цели используется нанесенный на пленку слой галогенидов серебра, в цифровой фототехнике применяются электронно-оптические преобразователи (ЭОП). Электронно-оптический преобразователь(фотосенсор или фотодатчик) – состоит из светочувствительного устройства, в него входят матрица и аналого-цифровой преобразователь. Главным различием между фотопленкой и электронно-оптическим преобразователем является дискретность ЭОП – его регистрирующая поверхность разделена на конечное число отдельных микроскопических участков, каждый из которых генерирует электрический заряд, пропорциональный яркости светового изображения в этом месте. Микроскопические участки ЭОП, преобразующие свет в заряд, называются пикселами. Так же именуются точки, из которых состоит изображение, сформированное электронно-оптическим преобразователем. Матрица (светочувствительная матрица )— специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов. У большинства цифровых фотокамер она значительно меньше кадра 35-миллиметровой пленки В качестве ЭОП используется матрица ПЗС (прибор с зарядовой связью) или гораздо более дешёвая технологичная КМОП (комплементарные металлооксидные приборы), от которой в наибольшей степени зависит качество получаемого изображения. Одним из важных параметров работы цифровой камеры является время срабатывания спускового механизма. У камер с автоматической фокусировкой этот параметр равен времени от момента фокусирования до открытия затвора, причём хорошим результатом считается время порядка 0,2 с. По данному параметру цифровые камеры значительно уступают аналоговым. Большинство цифровых камер обладает как оптическим, так и цифровым увеличением. Оптическое увеличение – это неотъемлемый признак вариообъективов, так как можно установить большее фокусное расстояние. Цифровое увеличение значительно уступает оптическому. Цифровым увеличением очень часто пользуются после выполнения фотоснимка при его обработке с помощью специализированных программ. Так как размер сенсора (матрицы) значительно меньше кадра обычной фотоплёнки, то в цифровой фотографии вводится термин «кроп-фактор» означающий, во сколько раз размер матрицы меньше традиционного кадра (24 на 36 мм). К размеру диагонали кадра фотоплёнки привязана классификация фотоаппаратов по фокусному расстоянию. Например, для обычного кадра 24х36 мм диагональ составит 43 мм, что соответствует нормальнофокусному объективу. Фотографируя объект на цифровой сенсор такое же увеличение получают и при значительно меньшем фокусном расстоянии цифровой камеры. Например, диагональ матрицы цифровой камеры составляет 7мм, что в 6 раз меньше диагонали кадра фотоплёнки. При фокусном расстоянии цифровой камеры 8мм фотографический эффект будет подобен как при съёмке на нормальнофокусный объектив: 8мм х 6 (кроп-фактор) = 48 мм. Поэтому часто для цифровых фотоаппаратов указывается эквивалентное фокусное расстояние ЭФР, которое получается умножением кроп-фактора на фокусное расстояние цифрового объектива. Зная эту величину, фотограф знает, какой масштаб будет у изображения (уменьшенный, увеличенный). Характеристики матриц Чувствительность матрицы Одной из важнейших характеристик любого регистрирующе­го устройства, будь то фотопленка или ПЗС-матрица, является чувствительность — способность определенным образом реагировать на оптическое излучение. Чем меньшее количество света требуется для реакции на него регистрирующего устройства, тем выше его чувствительность. Для отдельного ПЗС-элемента под реакцией на свет следует понимать генерацию заряда. Очевидно, что чув­ствительность ПЗС-матрицы складывается из чувстви­тельности всех ее пикселей и в целом зависит от двух па­раметров. Первый параметр — интегральная чувствительность, — представляющая собой отношение величины фототока (в миллиамперах) к световому потоку (в люменах) от источни­ка излучения со спектральным составом, соответствующим вольфрамовой лампе накаливания. Данный параметр позволяет оценить общую чувствительность сенсора. Второй параметр — монохроматическая чувствитель­ность, то есть отношение величины фототока (в миллиампе­рах) к величине световой энергии излучения (в миллиэлек­тронвольтах), соответствующей определенной длине волны. Набор всех значений монохроматической чувствительности для интересующей части спектра составляет спектральную чувствительность. Следовательно, спектральная чувствитель­ность показывает возможности сенсора по регистрации от­тенков определенного цвета. Известно, светочувствительность пленки в преде­лах одной кассеты остается постоянной, то есть не может изменяться от кадра к кадру. Циф­ровая камера позволяет для каждого снимка устанав­ливать оптимальное значение эквивалентной чув­ствительности. Достигается это посредством усиления видеосигнала, исходящего с матрицы, — в чем-то такая процедура, называемая повышением эквивалентной чувствительности, напоминает вращение регулятора громкости проигрывателя. Однако надо помнить, что увеличивая чувствительность посредством усиления фототока, растет и уро­вень паразитных зарядов; говоря в терминах проигрывате­ля — чем громче звук, тем слышнее шорох от пылинок и царапин на пластинке. Таким образом, при слабом освещении перед пользо­вателем встает дилемма- либо повышать эквивалент­ную чувствительность, либо увеличивать выдержку. При этом в обоих случаях не избежать порчи кадра шумом фиксированного распределения. Опыт показы­вает, что при “длинной” выдержке снимок портится не так сильно, как при усилении сигнала матрицы. Одна­ко при большой продолжительность экспонирования пользователь может получить нерезкий кадр. Чувствительность матрицы связана с габаритами ее регистрирующей области. Чем обширнее свето­чувствительная площадь каждого элемента, тем больше света попадает на него и тем чаще происходит внутренний фотоэф­фект, таким образом, возрастает чувствительность всего сенсо­ра. Кроме того, пиксель больших габаритов позволяет создать потенциальную яму “повышенной вместимости”, что положи­тельно сказывается на широте динамического диапазона. Разрешающая способность матрицы Фотоматрица оцифровывает (разделяет на кусочки — «пиксели») то изображение, которое формируется объективом фотоаппарата. Но если объектив в силу недостаточно высокой разрешающей способности передаёт две светящиеся точки объекта, разделённые третьей чёрной, как одну светящуюся точку на три подряд расположенных пиксела, то разрешение изображения невысокое. В фотографической оптике существует приблизительное соотношение: если разрешающую способность фотоприемника выразить в линиях на миллиметр (или же в пикселях на дюйм), обозначим её M, и так же выразить разрешающую способность объектива (в его фокальной плоскости), обозначим её N, то результирующее разрешение системы объектив+фотоприемник, обозначим его K, можно найти по формуле: 1/K = 1/N + 1/M (18) или K = NM / (N + M). (19) Это соотношение максимально при N=M, когда разрешение равно N/2, поэтому желательно, чтобы разрешающая способность объектива соответствовала разрешающей способности фотоприемника. У современных цифровых фотоматриц разрешающая способность определяется размером пикселя, который варьируется у разных фотоматриц в пределах 0,0025-0,0080 мм, а у большинства современных фотоматриц он равен 0,006 мм. Поскольку две точки будут различаться если между ними находится третья (незасвеченная) точка, то разрешающая способность соответствует расстоянию в два пикселя, то есть: M = 1/2p, (20) где p – размер пикселя. У цифровых фотоматриц разрешающая способность составляет от 20 линий на миллиметр (у web-камер и мобильных телефонов) до 70 линий на миллиметр у крупноформатных цифровых фотокамер. Чем больше пикселей входит в матрицу, тем четче разрешение фотографии, качественнее снимок. Мегапиксель (MP, один миллион точек) является характеристикой разрешающей способности матрицы. Для определения разрешения в мегапикселях следует разделить на миллион произведение количества точек по вертикали и горизонтали. В частности, при разрешении 1 6001 200 матрица называется двухмегапиксельной. Современные цифровые фотоаппараты имеют разрешение более 10 мегапикселов. Чем больше разрешение, то есть мегапикселей, тем больше деталей изображения будет схвачено, как результат – больше объем фотографий, четче снимок (хотя качество также зависит от типа линз и установок увеличения, которые используются). В цифровых камерах есть фактор, препятствующий повышению разрешения матриц без увеличения их геометрических размеров, – дифракция. Если пиксель будет сравним с длиной волны улавливаемого света, неизбежны дифракционные эффекты, так что размер пикселя ограничен снизу длиной волны. Кроме того, матрицы чувствительны к инфракрасной составляющей спектра, имеющей значительную длину волны. По разрешению сенсора цифровые камеры можно классифицировать на следующие классы: а) начальный уровень – до 4 мегапикселей – приблизительно 2 048×1 536 пикселей; а) средний уровень – от 4 до 8 мегапикселей – приблизительно от 2 048×1 536 до 2 304×1 712 пикселей; а) высший уровень, полупрофессиональные или профессиональные камеры – от 7 до 14 мегапикселей – от 2 560×1 920 до 4 536×3 024 пикселей. 2.2.Управление экспозицией при фотографировании цифровой камерой Качество снимка зависит от правильности экспонирования. Параметры экспозиции определяют, насколько тёмным или светлым окажется изображение, снятое камерой. Параметров настройки три: диафрагма, выдержка и светочувствительность ISO («треугольник экспозиции» (рис.32 ) Рис. 32. Треугольник экспозиций Диафрагма управляет площадью, через которую свет попадает в камеру, выдержка – длительностью экспозиции, число ISO чувствительностью сенсора камеры к количеству света. Можно использовать любую комбинацию этих трёх параметров для достижения одинаковой экспозиции, но при этом необходимо знать, какой параметр и как влияет на качество получаемого изображения. Например, диафрагма влияет на глубину резкости, от выдержки зависит размытие движением камеры, а светочувствительность ISO определяет величину визуального шума. При фотографировании для получения изображения оптимального качества необходимо учитывать соответствие диафрагмы и выдержки (табл. 11) Таблица 11 Соответствующие значения выдержки и диафрагмы Диафрагма Светопропускание Пример выдержки f/22 1Х 16 секунд f/16 2Х 8 секунд f/11 4Х 4 секунды f/8,0 8Х 2 секунды f/56 16Х 1 секунда f/4,0 32Х 1/2 секунды f/2,8 64Х 1/4 секунды f/2,0 128Х 1/8 секунды f/1,4 256Х 1/16 секунды Таблица 12 Значения выдержки для разных условий съёмки Выдержка Использование от 1 до 30 секунд и более Съёмка ночью и при малом свете со штатива от 2 до 1/2 секунды Придание гладкости текущей воде. Ландшафтная съёмка со штатива с большой глубиной резкости от 1/2 до 1/30 секунды Получение размытия движением для фона движущегося объекта. Аккуратная съёмка с рук со стабилизацией от 1/50 до 1/100 секунды Типовая съёмка с рук без существенного увеличения (зума) от 1/250 до 1/500 секунды Заморозка предмета в движении. Съёмка с рук с существенным увеличением (телеобъективы) от 1/1 000 до 1/4 000 секунды Заморозка очень быстрого и очень близкого движения Число ISO определяет, насколько чувствительна камера к свету. Аналогично выдержке, число ISO соотносится с изменением экспозиции как 1 : 1. Но в отличие от диафрагмы и выдержки, предпочтительнее минимальное число ISO, так как повышение числа ISO значительно увеличивает визуальный шум (рисунок 33). Обычно число ISO повышают только в тех случаях, когда требуемые значения выдержки и диафрагмы иначе недостижимы. а) б) а – малое число ISO; б – большое числоISO Рис. 33. Влияние числа ISO на шум изображения Общедоступны такие числа ISO как, 100, 200, 400 и 800, хотя многие камеры позволяют также меньшие и большие значения. Обычно допустимо малый шум обеспечивают числа ISO в диапазоне от 50 до 200 единиц, тогда как для цифровых зеркальных камер этот диапазон расширяется до 800 единиц и больше. Помимо света, не менее важную роль играет также «характер» фотографируемого объекта. Фототехника может подстроиться под освещение, при котором будет осуществляться съемка, но угадать, что именно будет фотографироваться ни один фотоаппарат не в состоянии. Для того, чтобы подсказать технике свои намерения, существует автоматическая экспозиционная программа, которая из ряда возможных для данной экспозиции пар выдержка – диафрагма выбирает одну, наиболее оптимальную для конкретного сюжета. Сюжетные программы – «подрежимы» автоматической экспозиционной программы – быстро устанавливают оптимальные настройки фотокамеры в зависимости от конкретной ситуации. Например, в режиме портретной съёмки для минимизации глубины резко изображаемого пространства устанавливается максимально открытая диафрагма: это позволяет хорошо проработать черты лица. В режиме «Спорт», который подразумевает съемку динамичного сюжета, фотокамера выбирает минимальную выдержку, чтобы уменьшить риск смазывания изображения быстро движущегося объекта. Наиболее распространенные сюжетные программы: «Портрет», «Пейзаж», «Спорт», «Макросъемка». Дорогие камеры располагают более широким набором сюжетных программ: «Вечеринка», «В помещении», «Ночной портрет», «Пляж/Снег», «Закат», «Ночной пейзаж», «Фейерверк», «Золотая осень», «Текст». Данные режимы позволяют получать отличные снимки, не тратя времени на подбор и установку параметров съемки. Сюжетные программы обычно выставляются довольно быстро и с минимумом манипуляций. Для новичков они особенно хороши, так как позволяют избежать грубых ошибок и сосредоточиться на компоновке кадра. Портретный режим (Portrait) создает художественно размытый фон, выделяя модель. Для этого камера выбирает малые диафрагменные числа так, чтобы фон был «не в фокусе». Этот режим имеет множество вариантов: портрет на фоне пейзажа, автопортрет. Спортивный режим (Sport или Action) «останавливает» объект в движении, сохраняя его «в фокусе». Некоторые камеры дополняют его режимом размыва, что подчеркивает динамику. Этот режим предоставляет лишь базовые возможности съемки объектов, движущихся с большой скоростью, но для лучшего результата придется устанавливать экспозицию вручную. Пейзаж (Landscape) подходит для съемки удаленных объектов. В этом варианте камера выбирает длинную выдержку и большое диафрагменное число. Такой режим обеспечивает четкость переднего и заднего планов, а также оптимальную глубину резкости. Режим макросъемки (Macro или Close Up) применяется для фотографирования с близкого расстояния. Весьма многообразны режимы для условий с низкой освещенностью, так называемой «Ночной съемки» (Night): камера выставляет длительную выдержку, но вспышку не включает, максимально используя имеющийся свет. Длительная выдержка предполагает, что съемка ведется со штатива. Как правило, название сюжетной программы говорит само за себя, к тому же в инструкции фотоаппарата подробно расписано, в каком случае какой программой лучше воспользоваться (таблица 13). Таблица 13 Характеристики некоторых сюжетных программ Режим съемки Принцип работы Портретный Камера пытается подобрать наименьшую диафрагму, возможную для данной экспозиции. Тем самым обеспечивается оптимально возможная глубина резкости Ландшафтный Камера пытается подобрать наибольшую диафрагму, чтобы обеспечит большую глубину резкости. Компактные камеры зачастую вдобавок устанавливают дистанцию фокусировки на бесконечность Спортивный Камера пытается достичь предельно короткой выдержки для выбранной экспозиции – в идеале 1/250 секунды или короче. Помимо использования малой диафрагмы, краткость содержания обычно достигается повышением числа ISO более сильным, чем это было бы допустимо в портретном режиме Ночной Камера разрешает более длинные выдержки, чем это обычно разрешено для съемки с рук, и повышает число ISO практически до максимально возможного. Однако в некоторых камерах этот режим означает, что для подсветки переднего плана используется вспышка, а длинная выдержка и высокое число ISO используются для фона. Помимо данных программ существуют творческие программы - режимы «стандартной четверки». Эти режимы обозначаются P, A, S и M соответственно (от слов program/aperture/shutter/manual) [3]. Каждый из этих режимов влияет на то, как для заданной экспозиции выбираются диафрагма, выдержка и число ISO. Некоторые режимы пытаются подбирать все три значения, другие позволяют выбрать один параметр и позволить камере подобрать остальные два (если это возможно). Таблица 14 описывает влияние каждого из режимов съёмки на параметры экспозиции: Таблица 14 Влияние съёмочных режимов на параметры съёмки Режим съемки Принцип работы Автоматический Камера автоматически подбирает все параметры съемки Программный Камера автоматически подбирает диафрагму и выдержку; при съемке можно выбрать число ISO и компенсацию экспозиции Приоритет диафрагмы (Av или А) Выбор диафрагмы и числа ISO, камера автоматически подбирает соответствующую выдержку Приоритет выдержки (Тv или S) Выбор выдержки и числа ISO, камера автоматичеки подбирает соответствующую диафрагму Ручной (М) Выбор диафрагмы, выдержки и числа ISO, вне зависимости от того, дадут ли выбранные значения корректную экспозицию Спусковой (В) Полезен для экспозиций длиннее 30 секунд. Выбор диафрагмы и числа ISO, а длительность выдержки определяется либо дистанционным выключателем, либо моментом второго нажатия на кнопку затвора Program – полностью автоматический режим, так называемая «зеленая зона». На диске выбора режимов он отмечен зеленым значком или надписью «AUTO». «Полный автомат» предназначен для того, чтобы пользователь камеры сосредоточился только на компоновке кадра. То есть фотограф выбирает объект, выполняется зумирование, нажатие кнопки спуска, а камера сама фокусируется, определяет экспозицию (способ экспозамера, как и выдержку с диафрагмой, зону фокусировки, светочувствительность, баланс белого – камера все параметры выбирает без участия пользователя). Если света недостаточно, то включается вспышка. Автоматический режим хорош, когда главное – быстро зафиксировать мгновение. В автоматическом, или «зеленом», режиме делается до 90 % снимков. Многие модели цифровых камер имеют программы режимов съемки, которые автоматически устанавливают нужные параметры. Так, например, «Брэкетинг» (Bracketing) – очень полезный режим, особенно в тех случаях, когда нет времени разбираться в настройках: при съемке из движущегося автомобиля или в попытке сфотографировать какой-нибудь быстро изменяющийся сюжет. Этот режим, кроме того, пригодится в случае, если есть затруднение с выбором параметров съемки: камера автоматически снимет серию из трех кадров с разными установками экспозиции: один – с «правильной», второй – с недодержкой, третий – с передержкой. Уровень сдвига экспозиции, то есть экспозиционную вилку, нужно установить заранее. Брэкетинг включается специальной кнопкой. Для обозначения брэкетинга иногда применяется термин «Автовилка» (АЕВ). В камерах, где брэкетинг не предусмотрен, иногда есть возможность «Серийной» съемки. Включив этот режим, можно получить три кадра, сделанных за полторы или две секунды. Преимущества автоматического режима: при средних условиях съемки (когда нет перепадов освещённости, объект неподвижен) можно получить неплохого качества кадры, а фотограф полностью сосредоточен на композиции. Этот режим особенно пригодится в походах, на экскурсиях, когда нет времени, навыков, знаний, чтобы вручную выставлять разные режимы и параметры. Съемка ведется по принципу «наведи и щелкни». В основном для такого рода съемки покупаются камеры начального уровня – модели с «одной кнопкой». Недостатки камеры заключаются в том, что может сфокусироваться совсем не то, что нужно фотографу. И в итоге нужный объект может оказаться просто «не в фокусе». Камера не знает, какой параметр съемки для фотографа в конкретном случае самый главный. Она выставляет параметры по своему усмотрению, по заложенному разработчиками алгоритму. И не всегда результат получается удачным. Аperture (A или Av) – приоритет диафрагмы: фотограф выставляет диафрагму вручную, а выдержку автомат подбирает по освещённости. Диафрагма объектива управляет не только экспозицией, но и влияет на другой параметр – на глубину резко изображаемого пространства. Чем меньше значение диафрагмы (и больше относительное отверстие), тем эта зона будет меньше, и наоборот. Единственный недостаток режима заключается в том, что диапазон выдержек камеры достаточно ограничен, а именно, на выдержках, например, ,длиннее 4 секунд, в ряде фотоаппаратов затвор не срабатывает. Shutter – приоритет выдержки: фотограф выставляет выдержку вручную, а диафрагму автомат подбирает по освещённости. Высокие скорости затвора используются при съёмке динамичных сцен для «остановки» движения. Низкие скорости затвора могут быть использованы для того, чтобы подчеркнуть эффект движения (смазывание объекта), например, при съёмке водопада. При длинных выдержках рекомендуется использовать штатив во избежание появления эффекта нежелательного «смазывания» при случайном движении фотокамеры во время экспонирования. Режим приоритета выдержки относится к более ограниченным и, как правило, применяется при съемке спортивных событий, когда необходимость поймать момент гораздо важнее проработки фона. Существует простое правило для определения подходящей выдержки, при которой не возникнет смазанности фотографии (при условии, что камеру держат в руках, а не на штативе): величина, обратная фокусному расстоянию в миллиметрах равна времени экспозиции в секундах. Режимы приоритета выдержки и диафрагмы имеют свои преимущества и недостатки. Преимущества: позволяют не подгонять к каждому кадру соответственно выдержку или диафрагму. Экономится время, съемка проводится более оперативно. Режимы приоритета удобны при репортажной съемке. В большинстве случаев они вместе с интегральным (матричным) замером обеспечат хороший результат, особенно на улице. В сравнении с сюжетными режимами они дают более точный и предсказуемый результат. Недостатки: камера может ошибиться, измеряя освещенность – в результате получается неверная экспозиция. Также эти режимы помешают, если намеренно передержать или недодержать снимок – экспопару камера подбирает автоматически. Manual – ручной режим: оба параметра экспозиции контролируются фотографом. Все, что позволено сделать фотоаппарату – только подсказать, насколько экспозиция при установленных параметрах отличается от нормы. Режим полностью снимает ограничения на ночную съемку, так как дает возможность пользователю поставить абсолютно любую выдержку и диафрагму на любом значении чувствительности. Также можно делать сознательно недодержанные или передержанные снимки, снимать с объективами, которые не предназначены для данного фотоаппарата и пр. Преимущества: ручной режим удобен при студийной съемке со вспышками, когда точно устанавливаются все параметры и получается гарантированно нужный результат. К тому же бывают сложные условия съемки, когда автоматика просто не справляется и выдает неверный результат. Ручной режим можно предпочесть, снимая архитектуру, пейзаж. Камера отработает все как нужно – предсказуемость результата стопроцентная. Полезен ручной режим и при съемке панорам, поскольку автоматика для разных частей панорамы может просто установить разную экспозицию. Этот режим удобен для неспешной работы, или работы, в которой условия освещенности достаточно стабильны и не подвержены изменениям. Недостатки: это не очень удобно при репортажной съемке, когда нужна высокая оперативность. Автоматические и полуавтоматические режимы дают выигрыш во времени. Из вышеописанных «ручных» режимов легко можно сделать аналог любой сюжетной программы. Но наоборот, сделать из сюжетной программы «ручную» – невозможно. В хороших камерах часто оставляют и те, и другие, что очень удобно для разных съёмочных ситуаций. Оценка качества цифрового изображения За критерий оценки качества изображения принимаются его изобразительные свойства, обуславливающие воспроизводимость не только яркостных различий объектов съёмки , но и раздельную передачу мелких деталей с контрастами, достаточными для их зрительного восприятия. Яркость экспонированного цифрового изображения оценивается в первую очередь градационными характеристиками, а именно проработкой деталей по всей шкале тонов, умеренной плотностью (яркостью) и контрастом. Возможности изображения передавать детали фотографируемой ситуации, количественно выражаются разрешающей способностью, резкостью изображения и функцией передачи модуляции (ФПМ). Градационные характеристики изображения. Все изображения, с точки зрения количества градаций, можно поделить на тоновые и штриховые. Тоновые изображения содержат различные градации цветов или градации серого (в случае черно-белых изображений). Штриховые изображения содержат только два цвета: собственно краски и цвет носителя. При любых видах съемки важно, чтобы два соседних участка изображения, даже весьма мало отличающихся по своей яркости, были переданы такими яркостями, разница между которыми (оптические контрасты) была бы заметна для глаза. Также желательно, чтобы передача одних деталей яркости, например, в тенях, получалась бы без ущерба для передачи других деталей яркости, например, в светах. Оптические (визуальные) контрасты обусловлены разностью энергетических излучений точек объектов. При передаче и регистрации излучение, например, от точек местности, претерпевает изменения из-за влияния дымки, светорассеяния атмосферы и оптики, а также в процессе преобразования в оптическую плотность. Поэтому оптические контрасты не совпадают с тоновыми. Тоновые (фотографические) контрасты выражаются разностью плотностей различных изображений на цифровых снимках, и именно контрасты позволяют дешифрировать изображения. Яркость и контраст являются субъективными характеристиками изображения, воспринимаемыми человеком. Яркость представляет собой характеристику, определяющую то, на сколько сильно цвета пикселей отличаются от чёрного цвета. Например, если оцифрованная фотография сделана в солнечную погоду, то ее яркость будет значительной. С другой стороны, если фотография сделана вечером или ночью, то её яркость будет невелика. Контраст изображения – наличие на изображении белых (прозрачных) и тёмных (чёрных) тонов. Чем резче переход от светлого к тёмному тону, тем выше контраст изображения. Плохой контраст не позволяет получить всю гамму оттенков: от белого до полностью чёрного. Все оттенки при этом изменяются от светло-серого до тёмно-серого, при отсутствии белых и чёрных деталей. Контраст является одним из важнейших качественных параметров изображения, так как он характеризует диапазон изменения яркости и определяет число различимых градаций яркости (полутонов изображения). При уменьшении контраста изображение становится блеклым, как бы покрывается туманом, уменьшается различимость его деталей. Различают контраст снимка, локальный контраст и микроконтраст – эти понятия характеризуют размер участка анализируемой площади, соответственно, весь снимок, его небольшая часть (контраст между объектами или частями объектов на снимке) и характер фактуры поверхности. Оценка передачи тоновых контрастов проводится по фотометрическим характеристикам: фотографической широте (динамическому диапазону), средней плотности и коэффициенту контрастности. Динамический диапазон может быть оценен по гистограмме – графику, показывающему распределение пикселов изображения по уровням яркости. На графике гистограммы по горизонтальной оси откладываются значения градации яркости по шкале серого цвета от 0 (чёрный) до 255 (белый), по вертикали – количество пикселей изображения, значения которых соответствуют каждой из градаций. По левой и правой границе гистограммы можно судить о минимальной и максимальной яркости изображения и таким образом определить динамический диапазон, охватывающий основную информацию изображения, и сделать вывод о его зауженности. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Беленький, А. В. Цифровая фотография [Текст] / А. В. Беленький. – СПб.: Питер, 2009. – 152 с. 2. Дебес Норберт. Школа цифровой фотографии [Текст] /. Норберт Дебес. –М: NT Press, 2007. – 335 с. 3. Горбенко С.М., Головина Л.А. Цифровая сенситометрия. Материалы Международной научной конференции ГеоСибирь Новосибирск, СГГА, 2012,т.1, с.18-21 4. Константинова Е.В., Редько А.В., Фотографические процессы регистрации информации. Политехника, С-Петербург,2005 г., 573 стр 5. Павлов, И. М., Якубов, Н. Т. Аэрофотография [Текст] / И. М. Павлов, Н. Т. Якубов. – М.: Недра, 1991. – 331 с. 6.Проявочные машины  для автоматической обработки листовых или рулонных пленок http://www.tehastor.ru/index.php?page=proyavkadevice