Текст книги "Фотография"
Автор книги: Давид Бунимович
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц)
Давид Бунимович
ФОТОГРАФИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Среди научных открытий и изобретений конца XVIII и начала XIX века фотография занимает выдающееся место, как новый способ получения изображений.
Велико значение фотографии в нашей жизни.
Благодаря фотографии нам удалось сохранить точные образы великого Ленина и знаменитых русских писателей: Н. В. Гоголя, Т. Г. Шевченко, А. М. Горького. В фотографических работах первого русского фотографа С. Л. Левицкого сохранились прекрасные портреты И. С. Тургенева, Л. Н. Толстого, И. А. Гончарова, Н. А. Некрасова и других.
В исторических снимках первых военных фоторепортёров сохранены эпизоды героической севастопольской обороны 1855 года.
В фотографических снимках запечатлены выдающиеся события Великой Октябрьской социалистической революции.
Высоко ценили фотографию великие русские учёные Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев и многие другие. Они использовали её как помощника в своей научной деятельности.
В. И. Ленин подчёркивал большое значение фотографии как средства массовой агитации и пропаганды; он рекомендовал «показывать не только кино, но и интересные для пропаганды фотографии с соответственными подписями».
Среди наших читателей мы, вероятно, не встретим таких, которые никогда не видели фотоаппарата и не фотографировались. Фотография настолько глубоко вошла в нашу повседневную жизнь, что стала обычным для нас явлением.
Процесс получения фотографического снимка в наши дни настолько прост, что доступен школьнику в возрасте 12–14 лет.
Фотографией занимаются у нас люди самых различных профессий: зоологи, ботаники, геологи, археологи, историки, журналисты и другие.
В том или ином виде фотография применяется сейчас едва ли не во всех отраслях науки и техники.
Что же представляет собой фотография? Какова история этого замечательного изобретения? Как на практике получают фотографические снимки? Как фотография служит человеку? Обо всём этом мы и расскажем нашим читателям.
I. ЧТО ТАКОЕ ФОТОГРАФИЯ
1. Зарождение фотографии
В основе фотографии лежат два явления. Первое из них заключается в том, что с помощью увеличительного стекла – лупы – можно получить на плоской поверхности, например на листе белой бумаги, световое изображение окружающих нас предметов. В основе второго явления лежит способность света оказывать на некоторые вещества такое воздействие, при котором изменяется состав вещества (такие вещества называются светочувствительными).
Не следует думать, что фотография была открыта внезапно. Изобретение фотографии является результатом труда многих деятелей науки на протяжении нескольких поколений.
Свойство увеличительного стекла – лупы – давать изображения предметов стало известно людям ещё в XVI веке. Так, в одной из книг, написанной ещё в 1570 году, описан способ получения изображения с помощью такого стекла: «Надлежит закрыть все окна так, чтобы не оставалось ни одной щели, через которую мог бы проникнуть свет. Но в одной из ставней надо сделать круглое отверстие в мизинец диаметром и у отверстия поместить чечевицеобразное стекло. Если против стекла повесить бумагу или белое полотно, то все предметы, освещённые солнцем, какие находятся и движутся на улице, представятся на полотне, как антиподы (вверх ногами), и что с правой стороны, то налево… Увидишь и лица проходящих людей, платья, цвета, движения – всё как будто происходит вблизи. Зрелище так приятно, что нельзя надивиться».
Этот опыт может проделать каждый из наших читателей, вооружившись лупой и листом бумаги. Можно не закрывать ставен в комнате. Достаточно отойти вглубь комнаты, подальше от окна, и, взяв в одну руку лупу, а в другую лист бумаги, расположить их так, чтобы свет из окна падал сквозь лупу на бумагу. При определённом расстоянии между бумагой и лупой на бумаге появится достаточно хорошо видимое уменьшённое и перевёрнутое изображение окна и предметов, расположенных на подоконнике и за окном, на улице.
Этим свойством увеличительного стекла в первую очередь воспользовались художники. Получая с помощью лупы изображение на бумаге, они обводили очертания изображения карандашом и пользовались этими зарисовками для своих картин. Появился даже специальный прибор, так называемая камерa-обскура, что означает– тёмная коробка. Это – ящик, в передней стенке которого укреплялась лупа, а в заднюю стенку вставлялась рамка с листом полупрозрачной бумаги.
Так как обводить перевёрнутое изображение было неудобно, камеру-обскуру в дальнейшем усовершенствовали. Внутрь ящика стали помещать плоское наклонное зеркало. Зеркало направляло лучи света, идущие от лупы, на крышку ящика и «перевёртывало» изображение (рис. 1).
Рис. 1. Предок современного фотоаппарата – камера-обскура.
Как мы увидим дальше, принцип устройства камеры-обскуры полностью сохранился до наших дней и используется в современных фотоаппаратах.
Таким образом способ получения светового (но только светового) изображения предметов был найден ещё в середине XVI века. Тогда же возникла мысль «поймать» это изображение, запечатлеть его, не пользуясь карандашом или красками.
Необходимо было пропитать или покрыть бумагу таким веществом, которое изменялось бы под действием света. Тогда лучи света оставят на бумаге изображение предмета. Но такое вещество долго не удавалось найти.
Между тем многие происходящие в природе явления убеждали людей в том, что вещества, чувствительные к свету, существуют. Так, например, было замечено, что от длительного действия света выцветают в комнате обои, «выгорают» ткани.
Наблюдая за подобными явлениями, учёные пытались использовать их для улавливания изображения, получавшегося в камере-обскуре. Было перепробовано множество самых различных веществ.
Уже в XVI веке для этой цели было применено химическое соединение – хлористое серебро, которое обладало свойством сравнительно быстро темнеть под действием света. Позднее такое же свойство было обнаружено и у других соединений серебра, например у йодистого и азотнокислого серебра. Этими веществами стали пропитывать бумагу, чтобы запечатлеть на ней изображение в камере-обскуре. Однако такие попытки не давали желаемых результатов. Бумага темнела сравнительно быстро только под прямыми лучами солнца, но для того, чтобы получить хотя бы слабое изображение в камере-обскуре, требовалось много часов.
Так обстояло дело на протяжении почти трёх столетий. Лишь в начале XIX века было обнаружено, что кратковременное действие света на некоторые светочувствительные вещества может быть усилено последующей химической обработкой этих веществ. Иными словами, слабое, едва заметное и даже совсем незаметное изображение, которое образуется под действием света на бумаге или пластинке, покрытой светочувствительным веществом, можно усилить во много раз и сделать хорошо видимым с помощью других веществ. Это и было началом фотографии.
Так камера-обскура превратилась в фотоаппарат, с помощью которого 110 лет назад были получены первые фотографические снимки.
В качестве светочувствительного вещества было применено йодистое серебро. Для получения этого вещества зеркально отполированные серебряные пластинки помещали в ящик, на дне которого в открытой чашке находился иод. Под действием паров йода на поверхности пластинки постепенно образовывался тонкий слой светочувствительного йодистого серебра.
Съёмка на таких пластинках продолжалась 3–4 минуты, после чего пластинку уже в темноте или при очень слабом освещении переносили в закрытый ящик и помещали над блюдцем со ртутью.
Здесь пластинку оставляли на несколько часов. Под действием паров ртути на тех участках пластинки, на которые действовал свет, образовывалась так называемая амальгама (раствор серебра в ртути) белого цвета. С остальной поверхности пластинки йодистое серебро удаляли, обнажая её зеркальную поверхность.
Полученный таким образом снимок был зеркальноотражённым, то-есть предметы, находившиеся справа, на снимке получались слева, и наоборот. Рассматривать его надо было под некоторым углом к свету: тогда серебряные места казались тёмными, а места, покрытые белой амальгамой, светлыми.
Так впервые были получены фотографические снимки. Качество их было невысоким, и стоили они очень дорого. Однако сходство с натурой было так велико, а способ получения снимков так прост, что фотография с необычайной быстротой распространилась по всему миру.
Человек, который хотел получить свой портрет, должен был просидеть перед аппаратом под лучами солнца несколько минут. Чтобы снимающийся не сдвинулся с места, под голову его подставляли приспособление, напоминающее ухват! Чтобы усилить отражение солнечных лучей, лицо и руки посыпали белой пудрой.
В 1839 году первый русский фотограф С. Л. Левицкий сделал в Петербурге первые фотографические снимки. Им же впервые были изготовлены художественные снимки – виды Кавказа, за которые на Парижской выставке в 1851 году он получил медаль. Это была первая медаль, присуждённая за фотографические работы.
К пятидесятым годам прошлого столетия фотографированием занимались уже тысячи людей. Многие из них занялись усовершенствованием фотографического способа, и уже спустя десять лет йодосеребряные пластинки вышли из употребления. Появились стеклянные фотопластинки, покрытые тонким слоем светочувствительного вещества. При приготовлении таких пластинок их обливали жидким коллодием[1]1
Коллодий – прозрачная вязкая жидкость – представляет собой тщательно очищенный и особым образом обработанный хлопок, растворённый в смеси спирта с эфиром. После обливания стеклянной пластинки коллодием спирт и эфир быстро улетучиваются и на стекле остаётся тонкая прозрачная плёнка.
[Закрыть], содержащим иод, давали коллодию застыть, а затем погружали пластинку в раствор азотнокислого серебра, в котором коллодионный слой становился светочувствительным.
Для фотосъёмки на таких пластинках требовались уже не минуты, а секунды. Но съёмку надо было производить на сырых, ещё не высохших пластинках, так как после высыхания слой терял свою светочувствительность. По этой причине пластинки нельзя было заготовлять впрок; их приходилось готовить непосредственно перед съёмкой.
Изображение на таких пластинках получалось невидимым, скрытым и проявлялось, то-есть становилось видимым, только после погружения пластинки в специальный раствор, называемый проявителем. Этот раствор содержал галловую кислоту. Проявленное изображение нужно было закрепить, или, как говорят, зафиксировать. Для этого пластинки погружались в раствор бромистого калия (фиксажный раствор). Вскоре бромистый калий был заменён другим химическим веществом – гипосульфитом, который применяется в фиксажных растворах и сейчас. Особенность этого способа, названного мокрым коллодионным способом, заключалась в том, что изображение на пластинке получалось обратным натуре: тёмные предметы получались светлыми (точнее – прозрачными), а светлые – тёмными. Такое изображение называется негативом (рис. 2).
Рис. 2. Негатив.
Для получения изображения, соответствующего действительности, под негатив подкладывали лист бумаги, покрытый, как и пластинка, светочувствительным слоем коллодия. Свет, проходя через прозрачные места негатива, освещал бумагу, и после проявления эти участки бумаги темнели. Места бумаги, расположенные под тёмными участками негатива, освещались слабо либо совсем не освещались и после проявления слегка темнели или оставались совсем белыми. Таким образом тёмные и светлые участки негатива на бумаге как бы меняли свои места. Изображение получалось правильным, или, как его называют, позитивным (рис. 3).
Рис. 3. Позитив.
Мокрый коллодионный способ совершил подлинную революцию в фотографии. Качество снимков значительно улучшилось. Правая и левая стороны изображения были уже правильно расположены. Появилась возможность просто и неограниченно размножать фотографические снимки. Стоимость снимков значительно снизилась, и фотография стала более доступным занятием. Появились первые фотолюбители; число их быстро росло.
Взгляните на рисунок 4. На нём изображён фотограф-турист середины прошлого столетия. Не лёгок был труд первых фотографов. Чтобы сделать несколько снимков, приходилось брать с собой не только фотоаппарат, стеклянные пластинки, проявитель, закрепитель и другие принадлежности, но и складную тёмную палатку – фотолабораторию. Ведь пластинки надо было приготовлять перед самой съёмкой, а делалось это в затемнённом помещении.
Рис. 4. Фотограф-турист середины прошлого столетия.
С тех пор прошло сто лет. За это время фотография значительно видоизменилась и усовершенствовалась, но принцип, положенный в основу мокрого коллодионного способа – разделение фотографии на два процесса: негативный и позитивный, сохранился до наших дней.
Не забыт и сам мокрый коллодионный способ. Он с успехом применяется по настоящее время в полиграфическом производстве (см. стр. 52), хотя во всех других областях применения фотографии он давно уже вышел из употребления.
Современные фотографические аппараты и светочувствительные фотопластинки и плёнки позволяют фотографировать не только днём, но и в ночные часы при свете небольших электрических ламп. Сейчас не составляет труда запечатлеть на фотоснимке быстро мчащийся автомобиль или летящий самолёт, спортсмена в момент его прыжка, полёт птиц и т. п.
Светочувствительные пластинки, плёнки и бумага приготовляются теперь впрок и могут сохраняться годами. Фотоаппараты стали удобными и маленькими. Фотоаппарат и запас светочувствительных плёнок на 100 и больше снимков можно уложить в карман.
Посмотрим теперь, как устроены современные фотографические аппараты и как получаются фотографические снимки.
2. Как устроен фотографический аппарат
Различных по устройству фотографических аппаратов очень много, но все они построены по одной схеме (рис. 5).
Рис. 5. По этой простой схеме построены все существующие фотоаппараты.
Нетрудно заметить, что устройство современного фотоаппарата в принципе ничем не отличается от устройства его предка – камеры-обскуры.
В простейшем виде любой фотоаппарат представляет собой замкнутый со всех сторон светонепроницаемый ящик. В передней стенке ящика укреплено увеличительное стекло – объектив, – которое во время съёмки направляется на фотографируемый предмет (объектив современного фотоаппарата состоит из нескольких оптических стёкол – линз; собранные в общей оправе, они действуют подобно одному увеличительному стеклу).
Объектив образует на задней стенке ящика изображение предметов подобно тому, как это происходит в камере-обскуре. Таким образом, если на внутренней задней стенке ящика укрепить светочувствительную фотопластинку, то даже с помощью такого простого аппарата можно при некоторых условиях произвести фотосъёмку и получить удовлетворительный снимок.
Объектив часто называют глазом фотоаппарата. Однако, если делать такое сравнение, правильнее назвать глазом сам фотоаппарат, а объектив сравнить с хрусталиком глаза.
В самом деле, подобно тому, как хрусталик нашего глаза «рисует» изображение предметов на сетчатой оболочке глаза, объектив фотоаппарата «рисует» изображение на пластинке или плёнке[2]2
О том, как устроен и работает глаз, см. брошюру в серии «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата, проф. Н. А. Валюс «Как видит глаз».
[Закрыть].
Для получения резкого изображения предметов на снимке необходимо, чтобы пластинка (или плёнка) находилась на определённом расстоянии от объектива. Расстояние это изменяется в зависимости от того, на каком расстоянии от объектива находится фотографируемый предмет. Поэтому в каждом фотоаппарате имеется устройство, позволяющее изменять расстояние между объективом и пластинкой.
У одних аппаратов для этой цели стенки делаются в виде растягивающегося меха, напоминающего мех гармоники, – только обычно конической формы (рис. 6). У других аппаратов объектив укрепляется в выдвигающейся оправе (см. рис. 11).
Как же это расстояние определяется на практике? На рисунке 6 приведён один из современных любительских фотоаппаратов.
Рис. 6. Советский любительский фотоаппарат «Фотокор».
У этого аппарата для определения расстояния между объективом и пластинкой имеется рамка с матовым стеклом, которая вдвигается в пазы, устроенные в задней стенке корпуса аппарата. На матовом стекле можно видеть изображение фотографируемых предметов. Наблюдая за этим изображением и передвигая объектив, можно легко отыскать такое положение объектива, при котором изображение на матовом стекле будет максимально резким. Это называется «наводкой на резкость».
Рамка с матовым стеклом имеется лишь у фотоаппаратов, предназначенных для съёмки на пластинках.
Но большинство современных фотоаппаратов предназначено для съёмки на плёнках. В таких аппаратах матового стекла нет. Наводка на резкость достигается здесь с помощью шкалы расстояний, на которой обозначены расстояния от фотоаппарата до предмета (обычно в метрах). В зависимости от того, на каком расстоянии находится в каждом случае снимаемый предмет, объектив устанавливают на соответствующее деление шкалы. Но точно определить расстояние на глаз нелегко. Поэтому многие современные плёночные фотоаппараты снабжаются специальными дальномерами, соединёнными с объективом. С помощью дальномеров наводка на резкость достигается почти автоматически.
Резкость изображения предметов, находящихся ближе и дальше того предмета, по которому производилась наводка на резкость, увеличивается при уменьшении отверстия объектива. Для этого внутри объектива помещается диафрагма – приспособление, позволяющее уменьшать диаметр отверстия объектива.
Важной характеристикой объектива является его светосила. От неё зависит яркость светового изображения, получающегося на пластинке или плёнке, а от этого в свою очередь зависит и время, необходимое для фотосъёмки (выдержка). Чем больше светосила объектива, тем короче может быть выдержка. Объективами, обладающими высокой светосилой, можно фотографировать при слабом освещении, в сумерках или при свете небольшой электрической лампочки.
От чего же зависит светосила? Всем нам хорошо известно, что чем больше окно, тем светлее в комнате. С другой стороны, каждый знает, что чем дальше от окна находится предмет, тем слабее он освещён. Объектив в фотоаппарате представляет собой не что иное, как круглое окно, а пластинка (или плёнка) – предмет, который освещается светом, проходящим через это окно. Следовательно, светосила объектива зависит, во-первых, от диаметра его линз, а во-вторых, от того расстояния, на котором во время съёмки находится пластинка (это расстояние называется фокусным расстоянием).
Чем больше диаметр линз объектива и чем меньше его фокусное расстояние, тем ярче освещается пластинка, тем больше светосила объектива.
Высокая светочувствительность современных фотопластинок и плёнок и большая светосила фотографических объективов позволяют делать фотосъёмку за ничтожные доли секунды, фотографировать с малой выдержкой (фотосъёмку с очень малой выдержкой называют также моментальной фотосъёмкой).
Съёмка с выдержкой в 1/50 или 1/100 долю секунда – явление сейчас совершенно обычное. А нередко приходится снимать и с выдержками в 1/300, 1/500 и даже в 1/1000 долю секунды! Открыть объектив фотоаппарата на такие короткие промежутки времени без специального механизма невозможно.
Поэтому для получения таких коротких выдержек почти все современные фотоаппараты снабжены затворами. Они представляют собой довольно сложные, точно действующие механизмы, с помощью которых можно регулировать скорость выдержки в пределах от целых секунд до тысячных долей секунды. Существуют различные затворы. В одних механизм приводит в действие тонкие металлические створки, расположенные внутри объектива, между линзами. При нажиме на специальный спусковой рычажок эти створки быстро расходятся в стороны и открывают объектив, а затем так же быстро сходятся. Такие затворы называются центральными.
В других затворах вместо створок применяется светонепроницаемая шторка (обычно из чёрного прорезиненного шёлка) со щелью. Шторка расположена перед самой пластинкой или плёнкой. В момент съёмки шторка быстро пробегает перед пластинкой; при этом продолжительность выдержки регулируется шириной щели и скоростью движения шторки. Такие затворы называются шторно-щелевыми.
Наконец, в каждом фотоаппарате есть приспособление, с помощью которого аппарат можно точно направить на снимаемый объект. Это приспособление называется видоискателем. Простейший из них состоит из двух рамок: большой и маленькой (см. рис. 6). Большая рамка обычно расположена рядом с объективом, а маленькая сбоку, почти у задней стенки аппарата. Размеры этих рамок и расстояние между ними рассчитаны так, что если смотреть одним глазом со стороны задней (малой) рамки так, чтобы стороны обеих рамок совместились, то сквозь рамки будут видны те предметы, которые получатся на снимке.
Существуют также оптические видоискатели, в которых предметы видны уменьшёнными.
Вот те основные механизмы, без которых сейчас не обходится ни один фотоаппарат.
Нам не хватило бы места в этой книжке, чтобы дать хотя бы самое краткое описание всех существующих в настоящее время фотоаппаратов. Их слишком много. Если даже исключить из числа современных фотоаппаратов аппараты, имеющие специальное назначение (микросъёмка, аэрофотосъёмка и т. д.), то и среди обычных, наиболее распространённых фотоаппаратов можно насчитать сотни различных моделей, отличающихся по своему виду и по размерам.
Огромные фотоаппараты применяются в цинкографиях при изготовлении клише для полиграфической печати (об изготовлении клише подробно рассказывается дальше, стр. 52). Некоторые из этих аппаратов так велики, что о них может свободно усесться взрослый человек. Один из таких аппаратов показан на рисунке 7.
Рис. 7. В цинкографиях применяются огромные фотоаппараты.
Сравнительно большими и несложными по своему устройству аппаратами пользуются в портретных фотографиях (рис. 8).
Рис. 8. Фотоаппарат для портретной съёмки.
Но большинство выпускаемых сейчас советской промышленностью фотоаппаратов предназначается для фотокорреспондентов и фотолюбителей. Эти аппараты имеют небольшие размеры, обычно делаются складными и оснащены всевозможными приспособлениями, механизирующими работу аппарата.
На рисунке 9 показан фотоаппарат «Москва».
Рис. 9. Плёночный фотоаппарат «Москва».
Этот аппарат предназначен для съёмки на плёнке и даёт снимки размером 6x9 сантиметров. Плёнка для этого аппарата выпускается в виде ленты, намотанной на катушку. На каждой ленте умещается 8 снимков. Эти плёнки защищены от света чёрной бумажной полоской, и их можно закладывать в фотоаппарат на свету. Когда вся плёнка использована, её можно вынуть из аппарата и заменить другой также на свету.
Для начинающих фотолюбителей выпускается фотоаппарат «Комсомолец» (рис. 10).
Рис. 10. Плёночный фотоаппарат «Комсомолец».
Он имеет форму ящика и также рассчитан на плёнку, но снимки в нём получаются форматом 6x6 сантиметров, и на одной ленте их умещается не 8, а 12.
На рисунке 11 показан один из наиболее совершенных советских фотоаппаратов «ФЭД». Он выпускается заводом им. Ф. Э. Дзержинского.
Рис. 11. Фотоаппарат «ФЭД».
Этот аппарат легко умещается на ладони и свободно может быть спрятан в карман. Вместе с запасом плёнки на 36 снимков он весит всего 550 граммов.
Другой советский аппарат «Киев», выпущенный в 1948 году (рис. 12), так же невелик и лёгок, как «ФЭД».
Рис. 12. Прадед и «правнук». Фотоаппарат 1839 года и современный фотоаппарат «Киев».
Снимки, получаемые в этих двух аппаратах, имеют размеры всего навсего 2,4x3,6 сантиметра. Однако они настолько резки, что их можно увеличивать по площади в десятки раз без чувствительной потери резкости.
Как «ФЭД», так и «Киев» рассчитаны для съёмки на киноплёнке. В аппарат помещается отрезок плёнки длиной в 1,6 метра, свёрнутый в рулон. Плёнка занимает места не больше, чем катушка ниток, между тем на ней можно сделать 36 снимков.
Несмотря на малые размеры, аппараты «ФЭД» и «Киев» изготовлены с большой точностью и снабжены всеми новейшими приспособлениями. Так например, затвор фотоаппарата «ФЭД» работает со скоростью до 1/500 секунды, а у аппарата «Киев» – до 1/1250 доли секунды!
Фотографический аппарат – это основной прибор, применяемый в фотографии. От его качества и точности его работы в значительной мере зависит и качество фотографических снимков и возможность производить фотосъёмку в самых различных условиях.
Главной частью фотоаппарата является его объектив. Подобно тому, как художник, пользуясь красками или карандашом, изображает на полотне или на бумаге картины, объектив «рисует» на задней стенке фотоаппарата изображение предметов с помощью лучей света.
Как же возникает световое изображение в фотоаппарате? Чтобы понять это, необходимо сначала ознакомиться с некоторыми свойствами света.
