"ОБЪЕКТИВный взгляд". Физика фотографии. Шпаргалки для увлеченных.

Добрый день, дорогие читатели и гости блога!

В этом месяце мы часто и много говорим о физике, науке, прочно вошедшей в нашу жизнь.
Да что там говорим, мы даже творим на эту тему.

А ведь фотография или фотографирование, одно из наших любимых занятий, есть не что иное, как процесс, основанный на действии законов физики. И получили мы с вами возможность сохранить нашу реальность и передавать ее потомкам благодаря физическим открытиям и использованию известных человечеству законов физики.

Сам термин слова «фотография» означает не что иное, как «рисование светом». И происходит от греческих «фото» - свет, «графа» - рисую, пишу.

Фотография изучает и использует методы получения на светочувствительных материалах изображений - фотоснимков объектов или способы регистрации оптического и других излучений. В основе фотографии лежит использование специальных материалов, в светочувствительном слое которых в результате действия излучения (например: оптического, рентгеновского) и последующей химико-фотографической обработки происходят фотохимические реакции. Обычно фотографические материалы используются в сочетании с тем или иным оптическим устройством: фотографическим аппаратом, фотографическим увеличителем и т. п., создающим на светочувствительном слое оптическое изображение.

Вне зависимости от типа фотоаппарата, который мы имеем, суть создания снимка везде одинакова. Каждая камера имеет светочувствительный элемент. В пленочных камерах – это пленка, в цифровых камерах – матрица. Свет, проходя через объектив, попадает на светочувствительный элемент (пленку или матрицу). На слоях светочувствительного элемента происходят различные фотофизические и фотохимические изменения под действием этого света. Проще говоря, светочувствительный элемент фиксирует излучение, испускаемое объектом или отраженное от него. И таким образом формируется изображение.

Фотография как способ фиксации спроецированных на светочувствительные слои изображений возникла на основе открытия светочувствительности многих веществ.

Еще за сотни лет (в IV веке до нашей эры) до появления фотографии было замечено, что луч солнца, проникая сквозь небольшое отверстие в темное помещение, оставляет на плоскости световой рисунок предметов, находящихся за его пределами. При этом пропорции и цвета предметов в точности сохраняются. А вот размер уменьшается по сравнению с натурой предмета. И изображаются объекты в перевернутом виде.

Эту темную комнату и назвали известным нам с вами еще со школьной скамьи термином «камера-обскура» («темная комната»). Свойства «темной комнаты» и принцип работы были известны еще Аристотелю, а Леонардо да Винчи описал их в своих трудах.

Более того, именно Леонардо да Винчи приписывают изобретение первого прототипа фотоаппарата – «камеры-обскуры»: закрытого ящика с небольшим отверстием в одной из стенок. Будучи направленной на какой-нибудь предмет, камера позволяла получить на противоположной стенке перевернутое изображение предмета. Затем камерой-обскурой стали называть ящик с двояковыпуклой линзой в передней стенке и полупрозрачной бумагой или матовым стеклом в задней стенке.

Такой прибор служил для механической зарисовки предметов внешнего мира и постоянно совершенствовался: добавлялись линзы, сначала для увеличения угла обзора, затем для улучшения четкости изображения. Из стационарной «камера-обскура» стала мобильной и меньших размеров. Перевернутое изображение достаточно было с помощью зеркала поставить прямо и обвести карандашом на листе бумаги. Это была «фотография до фотографии».

Но люди думали над тем, как научиться не только фокусировать «световой рисунок» в "камере-обскуре", но и надежно закреплять его на плоскости химическим путем. Однако, если в оптике предпосылки для изобретения светописи сложились много веков назад, то в химии они стали возможными только когда химия как наука достигла достаточного развития.

Целенаправленную работу по закреплению светового изображения в "камере-обскуре" ученые и изобретатели разных стран начали только в начале XVIII века. Сегодня всему фотографическому миру известны французы Жозеф Нисефор Ньепс, Луи-Жак Манде Дагер и англичанин Вильям Фокс Генри Тальбот, которых и принято считать изобретателями фотографии.

Ньепс первым в мире закрепил «солнечный рисунок». Он ориентировался на использование свойства асфальта, тонкий слой которого на освещенных местах затвердевает. На незакрепленных и неосвещенных местах асфальт вымывался с помощью лавандового масла и керосина. В 1826 году Ньепс с помощью "камеры-обскуры" получил на металлической пластинке, покрытой тонким слоем асфальта, вид из окна своей мастерской. Снимок он так и назвал — гелиография («солнечный рисунок»). Экспозиция длилась 8 часов. Изображение было весьма низкого качества. Местность была едва различима. Но с этого снимка началась фотография.

Тальбот тоже зафиксировал солнечный луч. Это был снимок решетчатого окна его дома. Тальбот применил бумагу, пропитанную хлористым серебром. Выдержка длилась в течение часа. Тальбот получил первый в мире негатив. Приложив к нему светочувствительную бумагу, приготовленную тем же способом, он впервые сделал позитивный отпечаток. Свой способ съемки изобретатель назвал калотипией, что означало «красота». Так он показал возможность тиражирования снимков и связал будущее фотографии с миром прекрасного. Первый снимок Тальбота – решетчатое окно его дома выполнен в 1835 году.

Одновременно с Ньепсом над способом закрепления изображения в камере-обскуре работал известный французский художник Дагер, автор знаменитой парижской диорамы. Работа над световыми картинами натолкнула его на мысль закрепить изображение. От оптика Шарля Шевалье, создавшего впоследствии объектив для дагеротипной камеры, он узнал, что Ньепс получил первые обнадеживающие результаты. Дагер заключил с Ньепсом соглашение о совместном сотрудничестве над изобретением. Однако в 1833 г. Ньепс умер. Дагер настойчиво продолжал начатое дело и в 1837 г. открыл надежный способ проявления и закрепления скрытого изображения на чувствительной к свету серебряной пластинке. Дагер впервые в мире получил снимок со сравнительно высоким качеством изображения. Он снял довольно сложный натюрморт, составленный из произведений живописи и скульптуры. Автор экспонировал серебряную пластинку в камере-обскуре в течение тридцати минут, а затем перенес в темную комнату и держал над парами нагретой ртути. Закрепил изображение с помощью раствора поваренной соли. На снимке хорошо проработались детали рисунка как в светах, так и в тенях. Свой способ получения фотоизображения изобретатель назвал собственным именем — дагеротипия.

На заседании Парижской Академии Наук 7 января 1839 г. ученому собранию торжественно доложили об удивительном изобретении Дагера, заявив, что «отныне луч солнца стал послушным рисовальщиком всего окружающего». Ученые одобрительно приняли известие, и этот день навсегда вошел в историю как день рождения фотографии.

Фотографирование осуществляется с помощью механизма, который получил название фотоаппарат.

Долгие годы фотографирование производилось с помощью фотоаппаратов, в которых светочувствительным элементом была пленка. При фотографировании объектив фотоаппарата открывается при помощи специального затвора. Лучи света от фотографируемого предмета попадают на фотопленку. Под действием света в светочувствительном слое пленки происходит разложение микроскопических кристалликов бромистого серебра. На тех участках, где это произошло, получается скрытое изображение. Оно остается невидимым до тех пор, пока пленку не опустят в специальный раствор — проявитель. Под действием проявителя пленка начинает чернеть, в первую очередь на тех участках, которые были освещены сильнее. Вынув пленку из проявителя, ее ополаскивают и переносят в раствор закрепителя (фиксаж). Закрепитель растворяет и удаляет из пленки оставшееся бромистое серебро и тем самым прекращает процесс ее почернения. На пленке остается негатив — изображение, в котором светлые места сфотографированного предмета выглядят темными, а темные, наоборот, светлыми (более прозрачными). Затем пленку промывают и сушат.

С негатива получают позитив - изображение, на котором темные места расположены так же, как и на фотографируемом предмете. Для этого негатив помещают между источником света и фотобумагой. Темные участки пленки пропустят меньше света, чем более светлые (т. е. более прозрачные), и поэтому после проявления и закрепления мы увидим на фотобумаге реальную картину распределения темных и светлых областей фотографируемого объекта.

В 1981 году японская фирма «Sony», а затем и фирма «Konica» осуществили технологический прорыв, представив на рынок первую в мире электронную систему для фотосъемки неподвижных изображений. В этом виде фотографию стали называть электронной фотографией.

Появились два новых типа фотокамер - зеркальные и беззеркальные. Основная разница между ними в том, что в зеркальном фотоаппарате, через установленное в корпусе зеркало мы видим в видоискателе изображение непосредственно через объектив. То есть сразу видим то, что снимаем. Сегодня зеркальные камеры являются наиболее популярными как среди любителей, так и среди профессионалов фотографии.

Наша с вами зеркальная камера состоит из корпуса и объектива. Внутри корпуса находится та самая светочувствительная матрица, которая фиксирует изображение.

Когда мы смотрим в видоискатель, свет проходит через объектив, отражается от зеркала, преломляется в призме и попадает в видоискатель. Таким образом мы видим через объектив то, что будем снимать. В момент нажатия на спуск зеркало поднимается, открывается затвор, свет попадает на матрицу и фиксируется. Таким образом получается фотография.

Вот так человек обратил в свою пользу действие физических и химических явлений. И благодаря этому сегодня мы с вами имеем возможность фотографировать – документировать для себя и для потомков свою жизнь.

И, напоследок, для самых увлеченных и интересующихся - тех, кто дочитал до конца.

Раз сегодня у нас зашла речь об истоках, хочу поделиться с вами несколькими шпаргалками, которые нашла на просторах интернета, когда училась основам фотографии. И которые позволяют тем, кому необходимо, разобраться, тем, что уже знает - вспомнить базовые термины и понятия, знание и использование которых позволяет нам «дружить» с нашей зеркалкой и снимать шедевры!