ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE LATEX Analogová fotografie semestrální práce Kristýna Pokorná Martina Růžičková Editor: Lenka Linhartová V Praze dne 2. 5. 2012 Kartografická polygrafie a reprografie
Úvod Fotgrafie je výsledek procesu získavání a uchovávaní obrazu pomocí světla. Proces je uskutečněn mechanickými, chemickými nebo digitálními přístroji, tedy fotoaparáty. Co je tedy analogová fotografie? Postup, kterým získáváme trvalý černobílý nebo barevný obraz na papírové nebo průhledné podložce, zachycený optickou soustavou (objektivem) na citlivý fotografický materiál a zviditelněný laboratorním chemickým zpracováním. 1 Historie fotografie Kdo první použil název fotografie? Pravděpodobně Sir John Herschel v roce 1839 před Královskou společností. V názvu jsou zřejmá dvě řecká slova: světlo a psaní. V širším slova smyslu můžeme říci, že počátky fotografie sahají až do roku 1342, kdy bylo poprvé popsáno zařízení známé jako camera obscura či do roku 1519, kdy je známý všeznal Leonardo da Vinci poprvé nakreslil. Byla to tmavá komora s jediným malým otvorem, jímž procházelo světlo, které na protější straně vytvořilo převrácený obraz všeho, co bylo před otvorem. Toto zařízení používali někteří malíři, aby si usnadnili práci. Později byla do otvoru zasazována čočka, která zvětšila světelnost zařízení. Přes další vylepšení princip zůstával stejný. Další krok na cestě k fotografii museli učinit chemici. V průběhu 16. a 17. století zjistili mnozí chemici, že některé látky, ponechané v otevřeném prostranství, mění svoji barvu. Tuto změnu však přičítali působení vzduchu nebo tepla a nikoliv světla. Teprve Johann Heinrich Schulze objevil, že soli stříbra jsou citlivé na světlo. To bylo roku 1725. Téměř o 100 let později vznikl kombinací těchto dvou samostatných objevů první chemický obraz na papíru. Postaral se o to v roce 1813 Francouz Joseph Nicéphore Niepce (obr. 1), když ponořil papír do roztoku chloridu sodného a pak ho propláchl v roztoku dusičnanu stříbrného, aby se vysrážel chlorid stříbrný. Po expozici se na papíru objevil negativní obraz.ten však brzy zmizel, neboť ustálení ještě nebylo známo a expozice tak pokračovala dále až celý papír zčernal. Po tomto neúspěchu začal Niepce dělat pokusy se zinkovými deskami potřenými rozpuštěným asfaltem. Roku 1816 se mu podařilo obrazy zachytit, ustálit a vyleptat. Zhotovil tak nejstarší heliogravuru. Tento proces vyžadoval expozici na slunečním světle trvající 8 hodin. Prvními fotografickými objekty se tak mohly stát pouze budovy. Obr. 1: Niepce 1
Dalším významným mezníkem bylo vynalezení tzv. daguerrotypie pojmenované podle jejího vynálezce Francouze Louise Jacquese Daguerra(obr. 2), kdy na osvit stačilo už jen několik minut. Jinou cestou se vydal angličan Wiliam Henry Fox Talbot se svojí metodou calotypie. Obě metody však stále měly řadu nevýhod, a tak byly brzy nahrazeny novějšími. I těm však zůstávala jedna veliká vada. Byl to mokrý proces, desky musely být připravovány na místě. Konečný krok ve vývoji fotografie byl učiněn v roce 1871. V tomto roce vytvořil Richard Leach Maddox bromostříbrné desky s želatinovou emulzí. I když tyto desky byly v počátku méně citlivé než jejich předchůdkyně, měly rozhodující výhodu v tom, že byly suché. To si uvědomil i George Eastman a po určitém zlepšení těchto desek zavádí roku 1880 jejich výrobu. Tyto desky měly řadu kladů a ve fotografických ateliérech se udržely až do 2. poloviny 20. století. Při foto- Obr. 2: Daguerre grafování mimo atelier však měly jednu nevýhodu: při každém snímku bylo nutno vyměnit desku. Tento poslední nedostatek pomohl odstranit Američan Hannibal Goodwin, který roku 1887 vynalézá film, nový podkladový materiál pro fotografickou emulzi. Jeho vynález roku 1889 uplatnil Eastman při výrobě svitkových filmů do svých přístrojů zn. Kodak, které začal ihned vyrábět. Masovému rozvoji černobílé fotografie už nic nestálo v cestě. 2 Fotografický proces Základem fotografování je světlo. Označení fotografie vlastně znamená malba světlem. Citlivý fotografický materiál ale zachycuje světelné paprsky jinak, než je vnímá lidské oko, což platí jak pro černobílé, tak i pro barevné snímky. Fotografovat však se dá i pomocí jiných záření, které náš zrak nevnímá, jako je např. záření rentgenové nebo paprsky infračervené či ultrafialové. Dalším nutným předpokladem pro každé fotografování je nějaká osvětlená hmotná skutečnost (např. předmět, člověk, krajina apod.). Fotografovat lze jenom to, co je hmotné - a pro běžnou fotografii jenom to, co je vidět. Fotografujeme fotografickým přístrojem. Fotografický přístroj ( fotoaparát nebo kamera ) je světlotěsně uzavřená schránka, do níž vkládáme citlivý materiál; je opatřená objektivem (čili optickým zařízením, které na ploše citlivé vrstvy vytvoří obraz osvětlené hmotné skutečnosti) a má ještě další součásti, které umožňují správně exponovat vložený materiál i potřebnou manipulaci s ním. Exponujeme stisknutím spouště fotografického přístroje. Během expozice ve vloženém citlivém materiálu vzniká zatím neviditelný latentní obraz (= skrytý obraz). Exponovaný materiál (čili vyfotografovaný film ) potom vyjmeme z fotografického přístroje a jeho další zpracování provádíme pouze na příslušně vybaveném místě: v temné komoře - ve fotografické laboratoři. Fotografický proces jako celek můžeme z technického hlediska rozdělit na dvě hlavní části: exponování materiálu; laboratorní zpracování exponovaného materiálu. 2
Pro úspěšné zvládnutí první části fotografického procesu musíme kromě dokonalé manipulace s fotografickým přístrojem teoreticky i prakticky ovládnout práci se světlem, kompozici záběru a snímkovou techniku - což znamená naučit se zacházet s různými nutnými nebo užitečnými pomůckami (svítidla, odrazné a rozptylné plochy, expozimetr, šedá tabulka apod.). Laboratorní zpracování exponovaného materiálu lze svěřit profesionální laboratoři. U barevné fotografie tak běžně postupují amatéři i profesionálové. Barevné diapozitivy se buď amatérsky zpracovávat vůbec nedají (na trhu nejsou k dispozici potřebné chemikálie), nebo se to nevyplatí. Do sběrny amatérských prací lze odnést i exponované černobílé filmy, ale ti, co se fotografováním chtějí zabývat hlouběji, by si měli zpracovávat černobílé negativy i pozitivy sami. V klasické černobílé i barevné fotografii se rozlišují dva základní postupy. Postupy: postup negativ - pozitiv, jehož výsledkem je běžně snímek na papírové podložce (ale z negativu lze bez problémů vykopírovat i diapozitiv); inverzní způsob, jehož výsledkem je diapozitiv, určený k promítání na plátno nebo jako předloha pro tisk - pozitivní obraz zde vzniká přímo na tom citlivém materiálu, který byl exponován ve fotografickém přístroji. Vraťme se ke klasickému černobílému postupu negativ - pozitiv. Při laboratorním zpracování negativního materiálu postupně následuje: vyvolávání, přerušení vyvolávání, ustalování, praní a sušení, což souhrnně označujeme jako negativní proces. Jeho výsledkem je negativ snímku. Na negativu je vyfotografovaná skutečnost (předmět, osoba nebo krajina) zobrazena tónově převráceně: u černobílé fotografie to, co bylo před objektivem světlé, je na negativu tmavé; a naopak. Abychom z negativu získali hotový snímek (čili pozitiv ), musíme suchý negativ nejprve okopírovat nebo ho promítnout zvětšovacím přístrojem na pozitivní materiál. Musíme proto perfektně ovládnout techniku zvětšování. Následující pozitivní proces laboratorního zpracování černobílého pozitivního materiálu má tytéž části jako negativní proces: vyvolávání, přerušení vyvolávání, ustalování, praní a sušení. Na závěr pak může ještě následovat konečná úprava snímků: oříznutí okrajů a případná pozitivní retuš. Při zvětšování a během pozitivního procesu můžeme ještě provést některé důležité zásahy do konečné podoby snímků: např. opravit výřez nebo změnit kontrast či celkovou tonalitu, resp. zesvětlit nebo ztmavit část snímku. 3 Hlavní části fotografického přístroje Na každém fotografickém přístroji můžeme najít tyto nejdůležitější hlavní části viz (obr. 3): 1. těleso přístroje, vybavené zařízením pro zakládání a posun citlivého materiálu; 2. objektiv, který je buď pevně spojený s tělesem přístroje, nebo je výměnný a je upevněný závitem či bajonetem; 3. závěrka se spouští zařízením pro nastavení doby expozice (čili času ); 4. zaostřovací zařízení, které může být umístěné buď celé na objektivu, nebo částečně i v tělese přístroje (chybí u přístrojů typu fix-focus ); 5. hledáček různého konstrukčního provedení; 3
Obr. 3: Části fotoaparátu 6. doplňky jako samospoušť, počítadlo snímků, synchronizační kontakt pro bleskové zařízení apod. 4 Negativní materiál 4.1 Černobílý negativní materiál Negativní materiál pro černobílou fotografii (může jít o kinofilm, svitkový film či plochý film) se skládá ze tří vrstev: ohebné podložce z průhledného materiálu která je dnes zásadně zhotovená z acetylcelulózy o tloušťce cca 0,10 mm; citlivé vrstvy nanesené na podložce; izolární čili antihalační vrstvě která slouží k odstranění nežádoucích odrazů světla (halace); je zabarvená fialově až azurově a je nanesená buď na opačné straně podložky než citlivá vrstva, anebo mezi citlivou vrstvou a podložkou (v obou případech se odstraňuje rozpuštěním během vyvolávání). Citlivou vrstvu tvoří suspenze (nesprávně emulze ) krystalů bromidu stříbrného v želatině. Bromid stříbrný AgBr je na světlo citlivý: dopadem světla v něm vznikají fyzikální změny. Expozicí se v citlivé vrstvě vytváří neviditelný (latentní) obraz, který je záznamem promítnutého optického obrazu při snímku. V citlivé vrstvě mohou být obsaženy i jiné halogenidy: chlorid stříbrný AgCl nebo jodid stříbrný AgJ. Když exponovanou citlivou vrstvu vystavíme účinkům vývojky, osvitnutý bromid stříbrný zčerná, protože vyvolávací látka z něho vyredukuje kovové stříbro. Zhruba platí, že zčernání je v daném místě citlivé vrstvy tím vyšší, čím vyšší byla v tomto místě expozice. Vyvolání filmu je tedy postup, kterým z exponovaných míst citlivé vrstvy vyredukujeme kovové stříbro. 4
4.2 Vlastnosti citlivé vrstvy Bromid stříbrný má jinou citlivost ke světelným paprskům různých vlnových délek než lidské oko. AgBr je jakoby barvoslepý : všechny ostatní vlnové délky světla kromě fialové, modré a azurové podává jako černou. Proto se do citlivé vrstvy přidávají senzibilátory (chemicky jde o poměrně složité organické sloučeniny), které přibližují spektrální citlivost negativního filmu citlivosti lidského oka. Dnešní negativní materiály pro běžnou fotografii jsou výhradně panchromatické, musejí se zpracovávat v naprosté tmě a mívají poněkud rozdílnou citlivost pro denní a pro umělé světlo. Panchromatický materiál je citlivý částečně i v ultrafialové oblasti. Proto se při fotografování na něj při slunečním světle s vyšším obsahem ultrafialového záření (na horách nebo u moře) doporučuje používat bezbarvý UV filtr. Ortochromatické materiály se dnes používají především v reprografii. Příkladem může být černobílý negativní fototechnický ortochromaticky senzibilizovaný film Foma REPRO O-5, určený pro pérové snímky a jednoduché síťové práce v polygrafii, pro reprodukování čárových i barevných předloh a ke zhotovování síťových snímků z polotónových předloh. Další důležité vlastnosti citlivé vrstvy jsou obecná citlivost, strmost, zrnitost, rozlišovací schopnost a obrysová ostrost. Ani jedna z těchto vlastností není vlastností samostatného negativního materiálu, ale musí být uvažována v souvislosti buď se způsobem vyvolání (obecná citlivost, strmost a zrnitost), nebo s konkrétním použitým objektivem (rozlišovací schopnost a obrysová ostrost). 4.3 Druhy negativních filmů Podle obecné citlivosti dělíme negativní materiály do tří skupin: na filmy s nižší citlivostí, se střední citlivostí a s vyšší citlivostí. Filmy s nižší citlivostí (do ISO 50/18 ) se používají při fotografování za plného slunečního světla. Jsou jemnozrnné, mají vysokou rozlišovací schopnost a obrysovou ostrost. Nejpočetněji bývají na našem trhu zastoupeny filmy se střední citlivostí (19 až 26 DIN), které jsou navrženy pro univerzální použití. Fotografujeme na ně jak při denním světle za zhoršených světelných podmínek, tak i při umělém světle při využití fotografických žárovek či zábleskového zařízení. Mají normální zrno a průměrnou rozlišovací schopnost i obrysovou ostrost. Filmy s vyšší citlivostí (více než ISO 320/26 ) se používají k fotografování za velmi špatných světelných podmínek (noční snímky) a při stávajícím umělém světle (skutečné osvětlení v interiéru). Dostanou se pouze ve specializovaných prodejnách. 5 Negativní proces Při laboratorním zpracování černobílých negativních filmů v domácí temné komoře, potřebné lázně připravujeme rozpuštěním buď konfekčního balení nebo navážených chemikálií podle předpisu. Jde zejména o vývojku. Lze říci, že vlastní individuální příprava roztoků pro zpracování černobílých fotomateriálů má smysl jedině tehdy, když je třeba připravit speciální lázně, které není možné získat v obchodě. Při vyvolávání se latentní obraz stává viditelným. 5
5.1 Vývojka K vyvolávání slouží vývojka. Základní složky jsou: vyvolávací látka, konzervační látka, zásadit látka, protizávojová látka. Vyvolávací látka je vlastní účinnou složkou vývojky: redukuje osvětlenou stříbrnou sůl na kovové stříbro. Redukce stříbrných halogenidů ve vyvolávané vrstvě je nezbytně spojena s oxidací vyvolávací látky. Oba procesy probíhají současně: halogenid stříbra - (redukce) - kovové stříbro; vyvolávací látka - (oxidace) - oxidovaná forma vyvolávací látky. Oxidovaná forma vyvolávací látky není schopna už dále vyvolávat, vývojka se oxidací vyčerpává. Oxidaci však způsobuje i vzdušný kyslík. Konzervační látka zabraňuje nadbytečné oxidaci vyvolávací látky. Téměř vždy je to siřičitan sodný bezvodý Na2SO3 nebo heptahydrát siřičitanu sodného Na2SO3 7H2O (čili krystalický). Vyvolávací látka musí pracovat v chemicky zásaditém prostředí (ph větší než7), které vytváří zásaditá látka čili alkálie. Čím je alkálie silnější (lázeň má vyššíph), tím vývojka obvykle pracuje kontrastněji, rychleji ahrubozrněji. Aby vývojka správně pracovala, musí být dodržena předepsaná alkalita lázně. Hodnotu ph lze kontrolovat lakmusovými papírky. Po určité době vyvolávání se začne redukovat stříbro i z neosvětlených míst a vzniká tím tzv. závoj. Závoj snižuje kontrast negativu a proto jeho vznik omezujeme protizávojovou látkou, kterou je nejčastěji bromid draselný KBr. V některých moderních vývojkách se jako protizávojová látka používá organická sloučenina benzotriazol. Poslední složkou moderní vývojky bývá látka, která zabraňuje srážení vápenatých solí, označovaná v předpisech jako hexametafosforečnan sodný. 5.2 Přerusšovací lázeň Mezi vývojku a ustalovač se vkládá přerušovací lázeň, která má dvojí funkci: jednak jednorázově přeruší vyvolávání okyselením vrstvy; a dále chrání ustalovač před snižováním kyselosti - a tím před jeho zbytečným předčasným znehodnocováním. Zahnědlý ustalovač je nepoužitelný. Jako přerušovací lázeň pro negativní proces používáme 2% roztok octové kyseliny: v praxi běžně 8% kuchyňský ocet, zředěný vodou 1 : 3. 5.3 Ustalování Po vyvolání filmu musíme z citlivé vrstvy odstranit neredukovaný bromid stříbrný, který by na světle vzápětí zčernal. Postup nazýváme ustalování a účinnou látkou ustalovací lázně čili ustalovač je thiosíran sodný. Ustalování probíhá ve dvou fázích: 6
1. Thiosíran sodný (Na2S2O3) převede bromid stříbrný (AgBr) nejprve na thiosíran stříbrný a poté na thiosíran sodnostříbrný, který je sice průzračný (na filmu zmizí mléčný zákal), avšak ve vodě je těžko rozpustný a nedá se vyprat. Po čase by se rozložil a vzniklý sirník stříbrný by vytvořil žlutohnědé skvrny. Negativ by byl zničen. První fáze trvá 2 až 5 minut podle vyčerpanosti ustalovače. 2. Dalším působením ustalovací lázně se thiosíran sodnostříbrný mění do rozpustné komplexní soli, kterou lze následujícím praním z citlivé vrstvy odstranit. Doporučuje se ustalovat nejméně dvojnásobnou dobu než jaká uplyne od počátku ustalování k vyjasnění citlivé vrstvy (zmizení mléčného zakalení). V praxi však ustalujeme déle negativy obvykle 10 minut. 5.4 Praní a sušení Svitkový film se musí prát v tekoucí vodě nejméně 20 minut. Vypraný film se ponoří do roztoku smáčedla na půl minuty. Smáčedlo snižuje povrchové napětí vody a zabraňuje tvoření kapek. Film se musí sušit v suché a bezprašné místnosti. Při vyjímání ze smáčedla a při zavěšování k sušení dáváme pozor, abychom nepoškrábali citlivou vrstvu. Horní konec sušeného filmu přichyťte napínáčkem k dřevěné laťce a dolní konec zatěžkejte (kolíčkem na prádlo nebo kovovou pinzetou). Film schne 1 až 3 hodiny. S usušeným filmem je třeba zacházet velmi opatrně. V žádném případě ho nesvinujeme do ruličky. Film se rozstříhá a ukládá do prodávaných trezorů. Při veškeré manipulaci s filmem se ho smíte dotýkat pouze za okraje. 6 Od negativu k pozitivu Abychom z negativu získali fotografický snímek čili pozitiv, musíme negativ zvětšit či vykopírovat na pozitivní materiál, který následně laboratorně zpracujeme. Zvětšování je běžné u negativů jak z kinofilmu, tak i ze svitkového filmu. Snímky z negativů větších formátů obvykle pouze kopírujeme. Pro zpracování snímků je potřeba především temná komora. Zatímco vyvolat negativ ve vývojnici lze prakticky kdekoliv (tma je nutná pouze pro nasazení filmu do vývojnice), je pro pozitivní proces temná komora rozměrů minimálně 2 x 1 m nezbytná. V temné komoře rozlišujeme tzv. suchý stůl a mokrý stůl. Zařízení má být rozmístěno tak, aby umožňovalo plynulý sled navazujících operací nejlépe zleva doprava. Na suchém stole je umístěný zvětšovací přístroj s maskovacím zařízením a expozičními hodinami. Pokládáme na něj také zásobu pozitivního materiálu a zpracovávané negativy. Na mokrém stole jsou tři fotografické misky, které obsahují vývojku, přerušovací lázeň a ustalovač. Temná komora musí být vybavena pracovním osvětlením s předepsaným ochranným filtrem. Barevný filtr nasazujeme do svítidla pro temnou komoru. Používání dříve oblíbených červených žárovek nelze doporučit, protože v červeném osvětlení se mění vnímání kontrastu. Správné osvětlení pro temnou komoru je žlutozelené světlo pro zvětšování anebo světle žluté či oranžové světlo pro kopírování. Ve svítidle pro temnou komoru se nesmí používat silnější žárovka než 25 W a svítidlo má být umístěno nejméně 1 m nad pracovní plochou. 7
Obr. 4: Temná komora 7 Pozitivní proces Laboratorní zpracování exponovaných zvětšenin provádíme při pracovním osvětlení temné komory ve třech fotografických miskách potřebné velikosti, obsahujících vývojku, přerušovací lázeň a ustalovač. Pro vyvolávání užíváme pozitivní vývojky, které musí vyvolávat rychle a strmě. Důležitý je výsledný barevný tón pozitivního obrazu: hnědočerný, modročerný nebo zelenočerný. Pozitivní vývojky jsou nejčastěji metolhydrochinonové nebo fenidenhydrochinonové. Literatura [1] Tesař, M.: WWW stránky, [online], [cit. 2008-05-20], URL: <http://www.tesar. estranky.cz/stranka> [2] Trusik: WWW stránky, [online], [cit. 2008-05-20],URL:http://kopernik.cc.fmph. uniba.sk/~trusik/df/knihy/ [3] Zaoral, Z.: Fotografujeme, 1. vydání, Pěnkava Intermedia k. s., 1993 [4] Zaoral, Z.: Fotografujeme, Fotografie a grafika, Moravská tiskárna Olomouc, spol. s r. o., Publikace č. 12-93-198 8