1. Современный цветной процесс

Еще в 1861 году английский ученый Дж.-К. Максвелл сфотографировал три раза один и тот же сюжет через три светофильтра - синий, зеленый и красный. Изготовив отпечатки на прозрачном материале (диапозитивы), он спроецировал их через три проектора с теми же тремя светофильтрами и совместил изображения. При этом получилось цветное фотографическое изображение удивительно высокого качества. Это было первое цветное изображение, полученное фотографическим путем. Произошло это спустя 22 года после официального открытия черно-белой фотографии.

Сегодня способ, использованный Максвеллом, применяется редко, в основном в научной фотографии, например при съемках из космоса. Называется этот способ аддитивным, или слагательным (фото 1). Современная фотография использует вычитательный способ - субтрактивный. Суть его в том, что в световой поток помещают три светофильтра - желтый, голубой и пурпурный. Подбирая их плотности, можно получить любой цветовой оттенок (фото 2), в том числе серые тона.

Цветное фотографическое изображение чаще всего получают с помощью негативного процесса или по способу обращения. Свет воздействует на светочувствительную эмульсию фотоматериала, при лабораторной обработке которой и образуется изображение. Эмульсии негативных, позитивных и обращаемых материалов в принципе схожи друг с другом. Светочувствительный слой фотопленки - эмульсия - представляет собой водный раствор желатины, содержащей микрокристаллы галогенидов серебра (обычно смесь бромистого, хлористого и йодистого). В кристаллах имеются включения металлического или сернистого серебра, расположенные как на поверхности, так и внутри их. Эти включения и служат центрами светочувствительности.

Галогениды серебра чувствительны к ультрафиолетовым, фиолетовым и синим лучам. Поэтому на снимках, напечатанных с негатива, имеющего несенсибилизированную эмульсию, желтые, зеленые и красные цвета получаются темными, а синий - светлым. Чтобы цвета воспроизводились правильно, в эмульсию добавляют оптические сенсибилизаторы, чаще всего красители, адсорбирующиеся на микрокристалликах серебра и поглощающие лучи, которые должен воспринимать светочувствительный слой. Механизм действия сенсибилизаторов сложен и еще не полностью понят, очевидно, они передают поглощенную ими энергию микрокристаллам. В эмульсию добавляют также химические сенсибилизаторы, которые повышают ее светочувствительность.

Эмульсия наносится на какую-либо подложку-пленку или специальную бумагу чаще всего в несколько слоев. У трех из этих слоев различна спектральная чувствительность. Кроме светочувствительных солей серебра в эмульсионные слои добавляют вещества, образующие при проявлении красители. Они могут быть бесцветными или окрашенными, называют их краскообразующими компонентами.

Порядок расположения слоев в эмульсии различный. Обычно верхний слой чувствителен к синим лучам и в нем имеется цветная компонента, которая при проявлении дает желтое изображение. Средний слой чувствителен только к зеленым лучам, в нем находится цветная компонента, которая при проявлении образует пурпурное изображение. Нижний слой чувствителен к красным лучам и содержит цветную компоненту, дающую при проявлении голубое изображение.

Между верхним и средним слоями расположен желтый слой, содержащий коллоидное серебро. В нем задерживаются синие лучи, которые на нижние эмульсионные слои не действуют.

Приведенный порядок расположения слоев называется естественным, но в ряде случаев он может быть нарушен. Часто это повышает отдельные свойства фотоматериала, например, резкость фотобумаги "Фотоцвет-6" увеличилась, когда поменяли местами синечувствительный и красночувствительный слои.

Увеличивая количество слоев (иногда до 13 и более), улучшают цветопередачу и эксплуатационные свойства материала.

Перед нанесением эмульсии на подложку наносится подслой. Служит он для улучшения сцепления эмульсии с подложкой и иногда для уменьшения ореола, появляющегося в результате отражения лучей света, образующих изображение. Ореол значительно уменьшает резкость. Для уменьшения отражения в подслой добавляют коллоидное серебро, окрашен этот слой в синий или черный цвет. При обработке он обесцвечивается. Противоореольный слой может быть нанесен и с обратной стороны подложки.

На наружный светочувствительный слой наносят защитный слой, который предохраняет эмульсию от механических повреждений в фотоаппарате, увеличителе и при различных операциях с фотопленкой. На наружную поверхность подложки наносят противоскручивающий слой - контрслой, который удерживает пленку в плоском состоянии и не дает ей скручиваться, а на него наносится антистатический слой, препятствующий накоплению статического электричества. Фотопленка с таким слоем не притягивает пыль, являющуюся одной из основных причин царапин.

Кроме того, между соседними цветочувствительными слоями может быть нанесен промежуточный слой, препятствующий диффузии краскообразующих компонент и красителей.

В эмульсию вводятся различные добавки. Стабилизатор увеличивает срок годности эмульсии, пластификатор улучшает гибкость фотоматериала и уменьшает хрупкость эмульсии, дубитель увеличивает ее механическую прочность и уменьшает набухание, введение антисептиков исключает риск уничтожения эмульсии различными бактериями, что особенно важно во влажном климате, и, наконец, смачиватель улучшает равномерность полива эмульсии на подложку.

Подложку фотопленок делают из триацетата целлюлозы или из лавсана. Последняя значительно прочнее и при том примерно в 2 раза тоньше (около 80 мкм) триацетатной. Толщина эмульсионного слоя составляет около 20-25 мкм.

Для увеличения белизны фотобумаги подложка ее баритируется - на нее наносятся соли бария. Подложка может быть закрыта слоем полиэтилена.

Под воздействием света в эмульсии образуется скрытое изображение. Оно состоит из частичек металлического серебра в микрокристаллах галогенида серебра. При проявлении во много миллионов раз усиливается действие света на эмульсию и скрытое изображение превращается в видимое. Дело в том, что в процессе проявления на центрах скрытого изображения "растет" металлическое серебро. При этом в результате взаимодействия продуктов окисления цветного проявителя с краскообразующими компонентами образуются красители, но только в тех местах, где есть металлическое серебро.

Таким образом, в каждом светочувствительном слое получается два изображения - черно-белое из серебра и цветное из красителя. Всего в эмульсии будет три негативных серебряно-красочных изображения. В большинстве случаев последующей обработкой серебро удаляется и остается одно цветное изображение в дополнительных цветах. Удаляют серебро из изображения, а также из фильтрового и противоореольного слоев окислением с последующим фиксированием и промывкой, которыми из фотослоев удаляются также и оставшиеся галогениды.

Чтобы получить изображение в натуральных цветах, нужно с негатива провести печать на позитивный материал - пленку или фотобумагу. При этом образуется скрытое цветоделенное изображение. Обработав позитивный материал по приведенной схеме, получают фотоизображение в естественных цветах.

Рассмотренный выше процесс именуется так же, как и в черно-белой фотографии, негативно-позитивным. Однако можно получить позитивное изображение и методом обращения.

При обращении экспонированный материал прежде всего проявляют в черно-белом проявителе. При этом в каждом цветочувствительном слое получается черно-белое негативное изображение. Галогениды серебра, на которые не попал свет, остаются без изменений. Если теперь засветить фотоматериал, то из этих галогенидов образуется позитивное изображение. При последующем проявлении засвеченного материала в цветном проявителе соответственно образуется черно-белое изображение из серебра и цветное из красителей. Удалив все серебро как оставшееся после черно-белого проявления, так и образовавшееся при цветном проявлении и имеющееся во вспомогательных слоях, получают цветное изображение в натуральных цветах.

Обработка цветных фотоматериалов в большинстве случаев особенной сложности не представляет и вполне доступна фотолюбителям. Для проявления цветной эмульсии применяют различные проявляющие вещества. К ним относится цветное проявляющее вещество (ЦПВ-1). Его химическое наименование парааминодиэтил-анилинсульфат. Полное наименование другого распространенного цветного проявляющего вещества ЦПВ-2, парааминоэтилоксиэтил-анилинсульфат. Первое действует несколько энергичней, но отличается повышенной токсичностью. Также используется N-этил-N (β-гидрооксиэтил)-3 метил-р-фенилендиаминсульфат, его фирменное название СД-4 (от первых букв слов на английском языке - цветной проявитель). По активности это вещество примерно соответствует ЦПВ-1, но менее токсично. Для черно-белых проявителей применяют обычно гидрохинон и фенидон.

Действие проявляющих веществ усиливают введением в проявитель ускоряющих веществ, чаще всего щелочей - углекислого натрия, углекислого калия, едкого натрия или калия, фосфорнокислого натрия. Щелочность проявителя (определяется величиной рН) зависит и от других веществ, вводимых в раствор.

Раствор проявляющего вещества легко окисляется. Продукты окисления могут исказить характер работы раствора, их связывают с помощью сохраняющих веществ. Обычно для этого используют сульфит натрия, который, кроме того, препятствует окраске эмульсии продуктами окисления проявляющего вещества и растворяет крупные кристаллики серебра, уменьшая зернистость эмульсии. Однако большое количество сульфита снижает чувствительность фотопленки.

В цветных проявителях сульфит мешает образованию красителей. Поэтому концентрация его в таких проявителях мала.

Чтобы улучшить защиту проявляющих веществ от окисления, добавляют гидроксиламин. Егo концентрация должна быть также малой, так как он способен проявлять галогениды серебра, не образуя красителей, что снижает плотность цветного изображения.

Во время проявления восстанавливается часть галогенидов, на которые не подействовал свет. Это приводит к образованию налета-вуали. Вуаль снижает контрастность и ухудшает читаемость мелких темных деталей изображения. Ее образование предупреждают добавлением в проявитель противовуалирующих веществ, чаще всего бромистого калия или бензотриазола.

Для уменьшения зернистости добавляют роданистый калий. Кроме перечисленных веществ в проявитель вводят водоумягчающие средства, вещества, препятствующие набуханию эмульсии, и другие.

Чтобы удалить галогениды серебра из эмульсии, их переводят в водорастворимое состояние обработкой в растворе с тиосульфатом натрия иди аммония. Последний получают добавлением сернокислого или солянокислого аммония к тиосульфату натрия. Металлическое серебро удаляют переводом его в серебряную соль. Для этого используют растворы окислителей - железосинеродистого калия или соли трехвалентного железа и этилендиаминтетрауксусной кислоты. Сравнительно редко используют двухромовокислый калий.

Иногда тиосульфат натрия добавляют в отбеливающий раствор. В этом случае серебро окисляется, образуя водорастворимую соль, что сокращает время обработки. Но эти растворы нестойки.

В отбеливающий раствор также часто вводят вещества, ускоряющие процесс и улучшающие его сохраняемость, - бромистый калий и фосфаты.

Во многих процессах для прекращения действия проявителей применяют растворы слабых кислот или их солей.

Конечная операция во многих процессах - стабилизация. Она повышает долговечность изображения. В стабилизатор для фотобумаг может быть добавлено вещество, увеличивающее белизну подложки.

Красители, образующие изображение, кроме нужных лучей, поглощают еще и побочные, что приводит к искажению цветопередачи и уменьшению насыщенности цвета. Чтобы улучшить цветопередачу негативных пленок, в эмульсию вводят маски из маскированной компоненты. При проявлении она не переходит в раствор. Поэтому маскированная пленка после обработки имеет желто-оранжевую окраску. Печатать с такой пленки лучше на фотобумаге "Фотоцвет-4" или "Фотоцвет-9", "Фотоцвет-11". При печати на обычную бумагу нужно увеличить значение корректирующих светофильтров, прежде всего голубого.

Наша промышленность выпускает много сортов цветографических материалов для фотолюбителей, различные сорта пленок и фотобумаги импортируются из ГДР, Венгрии, Чехословакии и Франции. Кроме того, фотолюбителями, выезжающими за границу в туристические поездки или командировки, иногда производится съемка на негативную или обращаемую цветные пленки производства других стран. Некоторые из этих пленок рассчитаны на обработку в условиях любителей.

Описание обработки большей части упомянутых материалов, приемлемых для любителей, дано в соответствующих главах.