Фотографирование при слабом и ярком освещении — часть 4/5

Астрономам удается определять относительные яркости звезд путем измерения размеров их изображений, а не путем промера их плотностей. Это оказывается возможным потому, что для каждого данного светочувствительного материала степень «размывания» изображения точечного источника света, вызванного рассеянием света кристаллами эмульсии, пропорциональна яркости источника света. Для протяженных источников света это явление места не имеет, и поэтому для определения яркостей необходимо производить измерения оптических плотностей негативного изображения. Иногда и астрономы прибегают к использованию микроденситометров для определения звездных величин по значениям оптических плотностей негативных изображений звезд.
Применение фотографии для целей фотометрии связано с рядом затруднений. Как указывалось выше, измерять яркости путем непосредственного измерения почернений на пластинке практически невозможно. Возможно лишь сравнивать неизвестную яркость с известной при наличии определенных тщательно контролируемых условий. Поэтому каждое изображение, воспроизводящее действие какой-либо осветительной установки, работа которой изучается, должно содержать ряд известных яркостей, используемых для сравнения. Это изображение должно проявляться с учетом всех факторов, влияющих на однородность и воспроизводимость получаемых результатов, таких, как состав растворов, степень их перемешивания, температура, продолжительность проявления, материал, из которого изготовлены бачки и кюветы, и условия сушки негативов.
Наиболее важной областью применения фотографических методов с использованием очень ярких источников света является так называемая высокоскоростная фотография. Этот метод использует кратковременные выдержки, которые позволяют при очень ярком освещении регистрировать весьма быстрые движения. Хорошо известно, что, чем короче выдержка при съемке, тем резче получается фотография движущегося объекта. Фоторепортеры, например, для съемки спортивных фотографий пользуются выдержками порядка 1/1000 секунды. Причина этого совершенно очевидна: чем короче время экспонирования, тем меньший путь проделает объект за время съемки и тем меньшей будет нерезкость фотографического изображения. К сожалению, это простое объяснение недостаточно для решения проблемы фотографирования быстро движущихся объектов. Нормальные скорости движений, встречающихся в жизни, относительно низки, поэтому для их фиксации могут применяться обычные фотоаппараты. Однако обыкновенные затворы фотоаппаратов уже не обеспечивают необходимых коротких выдержек для съемки быстро движущихся деталей машин, пуль и снарядов в полете и даже быстрых движений людей и животных. В таких случаях необходимы значительно более кратковременные выдержки, чем те, которые возможны при использовании любых механических затворов, применяемых ныне. В то же время, если бы даже существовало какое-нибудь механическое устройство, дающее такие короткие выдержки, то оказалось бы, что нормальная осветительная аппаратура неспособна обеспечить необходимую освещенность объекта съемки.
Наименьшая выдержка, при которой может быть произведена съемка близко расположенного объекта при ярком летнем солнечном свете с использованием весьма светосильного объектива составляет примерно 1/10000 секунды. В то же время пуля в полете не может быть снята с выдержкой, превышающей одну микросекунду (т. е. 1/1000000 секунды). Возникает также трудность, связанная со спуском такого механического затвора в нужный для съемки момент, так как промежуток времени между моментом спуска и моментом срабатывания затвора слишком велик по сравнению с самым временем выдержки и часто является переменным. Наконец, механические затворы, как правило, имеют при коротких выдержках весьма низкий коэффициент полезного действия, так как время, затрачиваемое на процесс открывания и закрывания объектива или поверхности светочувствительного слоя так же велико, как и само время выдержки.
Эта и некоторые другие технические проблемы были решены без применения затвора, при помощи короткой световой вспышки высокой интенсивности. Недостатком этого устройства является то, что метод может успешно использоваться лишь при слабом общем освещении, в противном случае во время открытия затвора, которое, конечно, значительно длительнее, чем продолжительность вспышки, будет экспонироваться изображение фона. Вначале в качестве источника освещения применялся искровой разряд конденсатора. Позднее для этой цели стали применять газоразрядную лампу с холодным катодом. Могут быть также изготовлены и рентгеновские трубки, дающие короткие, мощные импульсы излучения.
Электрическую искру можно заставить создавать вполне достаточное освещение для получения хорошей силуэтной фотографии летящей пули при эффективном времени выдержки порядка 1/1000000 секунды. Это также дало возможность сделать видимыми ударные волны, образующиеся при прохождении пули в воздухе, т. е. добиться результата, который невозможен с таким большим источником света, как газоразрядная лампа. Необходимо тем не менее отметить, что газоразрядная лампа дает световую вспышку почти столь же кратковременную, как и электрическая искра, но имеет во много раз большую яркость, она легче поддается управлению, а питающие ее устройства значительно портативнее. После того как профессор Эджертон изобрел первую лампу такого типа, было разработано много подобных устройств.
В настоящее время выпускаются лампы всех размеров, начиная от гигантских авиационных ламп с их питающими устройствами для получения аэрофотоснимков земной поверхности в ночное время и кончая маленькими портативными устройствами, переносимыми в небольшой сумке, для использования при фоторепортаже и в любительской фотографии. В этих случаях их выдержки колеблются в пределах от 1/5000 секунды до величин менее одной микросекунды.
Достаточно, однако, упомянуть здесь, что импульсные лампы позволяют без затруднений фотографировать практически любые движения людей, животных или механизмов. Эти лампы полностью заменяют ненадежную и до некоторой степени опасную магниевую вспышку, которая применяется при фотографировании событий, происходящих ночью. До настоящего времени газоразрядные лампы еще не сумели вытеснить современные лампы-вспышки со сгорающей металлической нитью, которые дают более сильный свет в течение более длительного времени.
Газоразрядные лампы имеют то преимущество, что они могут давать повторно до нескольких тысяч световых импульсов, в то время как каждая лампа-вспышка дает только одну световую вспышку и после этого приходит в негодность. Появление импульсной газоразрядной лампы без сомнения произвело революцию в фотографировании движущихся объектов. В течение многих лет в качестве одного из основных средств освещения в научной фотографии использовалась электрическая искра, однако она малопригодна для массового применения как вследствие ее относительно низкой интенсивности, так и вследствие большой трудности изготовления компактного и удобного переносного прибора.

Добавить комментарий