графический же слой, строго говоря, не является системой линейной, однако он также может быть приближенно принят за линейную систему, если вычислять не распределение плотности почернения, а действующее распределение освещенности внутри слоя при экспозиции.

Последующий переход от распределения освещенности к распределению плотности осуществляется, как известно, с помощью характеристической кривой. Применив в качестве входного сигнала объект с синусоидальным распределением яркости, можно показать, что и в

Зкспонирование красным светом

100 NrfMM

/OOAf/M/i

Рис. V, 1. Частотно-контрастные характеристики широкоформатных и любительских фотопленок: j - панхром 10 2 - изопанхром 13 ; 3-- изо-панхром 18 ; 4 - изопанхром 20 ; 5- фото-32 ; 6 - фото-250 ;

7 - КН-3

фотографическом слое изображение осталось синусоидальным, но стало менее контрастным. Отношение контраста фотографического изображения решетки к контрасту оптического изображения назовем коэффициентом передачи контраста фотографического слоя TC(N), а его зависимость от частоты штрихов N изображения решетки - частотно-контрастной характеристикой (ЧКХ) слоя.

Не останавливаясь на возможных способах определения ЧКХ, приведем результаты исследований ЧКХ некоторых широкоформатных и любительских фотопленок (рис. V, 1). Кривые значений TC(N) приведены для пленок, экспонированных в синем и красном свете.

Среди попыток различных авторов установить аналитическое выражение функции TC(N) наибольший интерес представляет формула Фризера*:

(V,5)

* Как показали исследования, при анализе многозвенной системы в интервале пространственных частот N, не превышающих значений 0,4-0,5 от п р е-дельных (ЛГпред) частот системы, можно пользоваться одночленной формулой: г , .

где коэффициент а может быть вычислен, если известен коэффициент T(N\) для частоты N\ вблизи высоких частот рабочего диапазона.

содержащая три параметра: коэффициент отражения фотослоя р и константы Кг и /С2, характеризующие слой и имеющие размерности длины (выраженные Фризером в мкм)\ величины этих констант определяют рассеяние и поглощение света в эмульсионном слое и для различных эмульсий колеблятся от сравнительно малых значений у малочувствительных слоев до значений, в несколько раз больших у эмульсий высокочувствительных. На величины этих коэффициентов можно существенно влиять введением в слой веществ, рассеивающих или поглощающих свет, что подобно эффекту, описываемому классическим законом Бугера.

При оценке оптико-фотографической системы объектив - слой методом ЧКХ результирующие коэффициенты T0c(n) всей системы равны произведению коэффициентов t0(n) объектива и фотослоя tc(n):

toc(n) = t0(n)tc(n). (V,6)

Применением метода ЧКХ (ФПМ) можно синтезировать многозвенную систему определения рабочего интервала частот n1 системы.

Например, представив функцию t0(n) объектива полиномом (см. примечание к III, 100)

Г0 (ЛГ) = I - AN + BN (V,7)

и функцию tc(n) фотослоя одночленной формулой (см. примечание к V, 5)

TC(N) =--г> (V,8)

приходим к квадратному уравнению:

(а JL- an> i + 2L = о, (V,9)

где &пор - пороговый контраст изображения синусоидального тев-та на пространственной частоте разрешаемого визуального поля фотографического (проявленного) изображения; Kt - результирующий контраст объекта, отображаемого оптико-фотографической системой:

обесп

(ЛГ), (V,10)

где /С0б - собственный контраст объекта; Тат(ЛГ) - коэффициент передачи контраста атмосферой; Тобеси (ЛГ) - коэффициент передачи контраста обеспечивающими системами: фотоаппаратом (механизмом компенсации сдвига изображения, затвора и др.) и системами стабилизации и ориентации движущейся, в частности летательной, фотоаппаратуры.

Из (V, 9) определяется пространственная частота ЛГ рабочего диапазона, пропускаемая многозвенной системой:

n> = -d+]/Р2+ *~*п°р , (V,ll)

где©---.

2(ak op-BKt),

Функцию TN), по-видимому, рационально представить в виде:

Гат(ЛГ)==КдГтуро(ЛГ), (V,12)

где Ттурб (N) - характеризует турбуленцию атмосферы, т. е. флуктуацию показателя преломления; при коротких выдержках и относительно малых зрачках объективов функция Ттурб (ЛГ) не изменяется при изменении ЛГ; коэффициент Ки определяет снижение контраста объектов воздушной дымкой:

Кд=-!-, (V,13)

1+А (И-/(об) Pi

где рд - коэффициент яркости дымки; рх - коэффициент яркости объекта, обладающего контрастом /Соб = PV~p2; р2 - коэффициент

Р1 гр2

яркости фона. Как известно, коэффициент яркости дымки рд существенно зависит от высоты солнца.

Таким образом, задача определения предельно пропускаемой частоты N решается уравнением (V, 11), в котором в первом приближении при заданной пороговой величине /СПОр фотоматериала, заданном контрасте объекта Коб и Для минимальных высот солнца оцениваются величины рд, /Сд, и Тат (ЛГ). Затем величина N уточняется вторичным применением (V, И) при уточненном значении knov(N). При этом детализируются необходимые параметры фотоматериала, в частности коэффициент а в (V, 8) и функция To(N)t описывающая качество объектива.

Например, для хорошо корригированного объектива можно принять В = 0. Для объектива, близкого к идеальному в дифракционном смысле, В = 0, а величина А равна:

А = с--% (V,14)

лсе

где с = 1,06 (см. примечание к III, 100); в - относительное отверстие объектива.

Рассмотрим характеристики объективов фотоаппаратов широкого применения, киносъемочных объективов для любительской кинематографии и для всех видов профессионального кинематографа.

§ 1. ОБЪЕКТИВЫ ФОТОАППАРАТОВ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Разнообразны оптические характеристики и схемы объективов для разных форматов снимков и типов фотоаппаратов - зеркальных и дальномерных с частичной и полной автоматизацией съемочного процесса, с постоянно вмонтированной и сменной оптикой. Более сорока фотоаппаратов снабжены объективами с переменным фокусным расстоя-