14.1  FOTOGRAFICKÝ ZÁZNAM OBRAZŮ

Zobrazením trojrozměrných objektů pomocí čoček do roviny s fotografickou emulzí obdržíme dvojrozměrný fotografický záznam objektu. Tento záznam má povahu analogového záznamu, jelikož propustnost fotografické emulze v závislosti na osvitu, viz obr. 2-26 v kap. 2.18, není prakticky kvantována a také nelze hovořit o rastru obrazových bodů, jelikož emulze je tvořena jemnými a nepravidelnými zrny. Předností fotografických záznamů je jejich velká rozlišovací schopnost (běžně 50 až 150 čar na mm) a relativně dobrá citlivost.

Rozlišujeme fotografické materiály černobílé a barevné. Oba tyto druhy se používají pro negativní i pozitivní záznamy. Pro záznam a vyhodnocování mnohých vizualizačních experimentů (např. pro interferometrii, stínovou metodu, vizualizaci zaváděním částic do tekutin apod.) je postačující používat černobílé fotografické materiály.

Fotografické emulze se nanášejí na fotografické desky, fólie či fotografické papíry. U fotografických desek je emulze obvykle nanesena na sklo o různých rozměrech. Desky se používají především pro prvotní kvalitní záznamy negativních obrazů. Speciální fotografické desky s rozlišením až 5000 čar na mm lze používat pro záznam hologramů. Fotografické fólie se vyskytují ve formě planfilmů, kdy emulze je nanesena na fólie různých rozměrů, nebo ve formě svitkových filmů či kinofilmů, kdy emulze je nanesena na fólie ve formě pásu (12 snímků 60 x 60 mm, 20 až 36 snímků 24 x 36 mm apod.). Fotografické fólie se používají pro prvotní záznamy negativních obrazů, ale také pro pozitivní zobrazení, např. za účelem promítání pomocí promítacích přístrojů. U fotografických papírů je emulze nanesena na různé typy papírů (karton, polokarton bílý apod.), a to s různou povrchovou úpravou (povrch lesklý, matný). Fotografické papíry se používají pro konečné pozitivní zobrazení obrazů.

Vlastnosti fotografických desek a fólií

Pozn.:  Existuje i 8, 4 a 2 DIN. Citlivost je funkcí vlnové délky.

Vlastnosti černobílých fotografických papírů

Pozn.:  Kontrastnější fotografické papíry se používají při práci se světlými negativy, nebo při velkém zvětšení.

Typy fotoaparátů

Mezi nejčastěji používané fotografické přístroje patří fotoaparáty na fotografické desky, fotoaparáty na svitkové filmy a kinofilmy a fotografické přístroje zvané polaroidy. Výrobci fotoaparátů jsou např. firmy Canon, Fuji, Nikon, Pentax, a další.

Fotoaparáty na fotografické desky umožňují získat velmi kvalitní záznamy obrazů s velkou rozlišovací schopností. Používají se především při vizualizačních experimentech vyžadujících vysokou rozlišovací schopnost a ve fotoateliérech. Zpracování získaných záznamů na fotografie je relativně složitý proces, který probíhá většinou ve dvou krocích, a to vyvoláním negativu na fotografické desce a pak vyrobením libovolného množství pozitivních různě zvětšených fotografií. Některé fotografické emulze umožní speciálním postupem vytvořit přímo pozitivní obrazy na fotografických deskách.

Fotoaparáty na svitkové filmy a kinofilmy umožňují získat snímky různé kvality a s různou rozlišovací schopností. Kvalita záznamu a rozlišovací schopnost je závislá na velikosti políčka filmu, na kvalitě objektivu apod. Zpracování získaných záznamů na fotografie je relativně složitý proces, který probíhá obvykle ve dvou krocích, a to vyvoláním filmu s negativními obrázky a pak vyrobením libovolného množství pozitivních různě zvětšených fotografií. Některé fotografické emulze umožní speciálním postupem vytvořit přímo film s pozitivními obrazy např. pro možnost jejich promítání.

Polaroidy jsou fotografické přístroje umožňující získat prakticky okamžitě a automaticky pozitivní fotografie, a to na speciálním fotografickém papíru. Daný způsob fotografování je však relativně drahý a neumožňuje běžně vytvářet kopie a zvětšeniny (jedině kopírovacími stroji či scannery).

Pozn.:  Obdobou polaroidů v oblasti holografických záznamů je tzv. Sofortbildgerät vyvinutý firmou Rottenkolber Holo-System [7-19].

Parametry fotoaparátů a objektivů

Fotoaparáty pro vizualizační experimenty musí být vybaveny vhodným objektivem a musí mít vhodnou konstrukci a parametry, případně musí být vybaveny různými doplňky.

Fotoaparáty bývají vybaveny vyměnitelnými objektivy, nebo vestavěnými objektivy, které nelze libovolně odstranit či vyměnit. V některých vizualizačních experimentech je dokonce nutné objektiv z fotoaparátu zcela odstranit a pro zobrazení používat externí zobrazovací čočku či objektiv. Objektivy se značí pomocí dvou čísel, která jsou oddělena lomítkem. První číslo je minimální clonové číslo objektivu (lze se setkat také s výrazem světelnost), což představuje poměr ohniskové vzdálenosti objektivu a průměru vstupní pupily. Clonové číslo může nabývat kladných hodnot v řadě - 0,5 - 0,7 - 1 - 1,4 -2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32 - 44 - 64. Druhé číslo v označení objektivu představuje ohniskovou vzdálenost objektivu. Velikost obrazu ve fotoaparátu lze měnit posuvem fotoaparátu, pomocí mezikroužků vsazovaných mezi fotoaparát a objektiv a pomocí transfokátoru, což je objektiv s proměnnou ohniskovou vzdáleností.

Výběr vhodného fotoaparátu pro vizualizační experimenty může často souviset i s jeho konstrukčním řešením. Kromě zmíněného řešení uchycení objektivu je vhodné, aby bylo možné fotoaparát uchycovat na stativ, aby jej bylo možné ovládat externí spouští, aby bylo možné instalovat blesk či osvětlení apod. Řada vizualizačních experimentů vyžaduje např. fotoaparáty typu zrcadlovek, kdy světelné paprsky dopadající na fotografickou emulzi a světelné paprsky dopadající do hledáčku vstupují do fotoaparátu stejným otvorem. Tato konstrukce zabezpečí stejný směr pozorování se směrem záznamu obrazu, přičemž při fotografování ve světelném svazku paprsků je tato konstrukce nezbytná.

Velmi důležitou vlastností fotoaparátu pro většinu vizualizačních experimentů je možnost nastavení různé expoziční doby. Kvalitní fotoaparáty mívají možnost nastavení expoziční doby v rozsahu - B - 1 - 1/2 - 1/4 - 1/8 - 1/15 - 1/30 - 1/60 - 1/125 - 1/250 - 1/500 - 1/1000 - 1/2000 s, přičemž B umožňuje exponovat fotografickou emulzi libovolně dlouho, pokud je stisknuta spoušť.

V současné době má většina fotoaparátů řadu automatických funkcí, jako je automatická expozice, zaostření, spouštění blesku apod. Některé vizualizační metody mohou sice tyto funkce uplatnit, ale obvykle je třeba nastavovat parametry fotoaparátu ručně a pak vyžadujeme, aby bylo možné automatické funkce vypínat. Správnou expozici lze manuálně určit pomocí expozimetru, což je přístroj ke stanovení expozičních čísel (expoziční doby a clonového čísla). Expozimetr může být externí, nebo vestavěný ve fotoaparátu a pak může sloužit již ke zmíněnému automatickému nastavení expozice.

Zpracování černobílých materiálů cestou negativu

S rozvojem digitální techniky je sice vyvolávání filmů cestou negativů (tzv. mokrou cestou) na ústupu, ale stále se ještě používá, jelikož záznam digitálním fotoaparátem či kamerou nemá někdy potřebnou rozlišovací schopnost. Jelikož z vizualizačních experimentů získáváme obvykle pro laiky velice nesrozumitelné obrazy, musíme si často sami zpracovat filmový materiál a zhotovit potřebné fotografie.

Fotoaparát s filmem pro záznam negativu umožňuje obvykle exponovat několik záběrů na jeden filmový pás. Tento filmový pás se po vyjmutí z fotoaparátu nejdříve vyvolává ve vyvolávacím tanku. Film přitom založíme v "absolutní" tmě do speciálního přípravku, který umístíme do tanku s vývojkou. Po uzavření tanku můžeme již pracovat v osvětleném prostoru (ne však v intenzívním světle). Pro vyvolání lze použít universální vývojky či vývojky na negativy, přičemž doba vyvolávání je dána typem vývojky. Dále je třeba film v tanku co nejrychleji propláchnout vodou a ustálit v ustalovači. Doba ustálení je dána typem ustalovače. Po otevření tanku musíme film opět propláchnout vodou a vysušit ve volném prostoru nebo v sušičce. Po vyvolání filmu dostaneme transparentní filmový pás s negativními obrázky.

Dalším krokem zpracování černobílých fotografických materiálů je zhotovení pozitivních obrazů, což se provádí v temné komoře vybavené tlumeným osvětlením se speciálními filtry, Typ filtru je dán zpracovávaným fotografickým materiálem. Pozitivní obrazy mohou být zhotoveny kontaktní cestou, kdy fotografický materiál pro zhotovení pozitivních obrazů (fotografický papír či fólie) je osvětlen vhodnou expozicí přes přiložený vyvolaný transparentní negativní materiál. Uvedený způsob zhotovení pozitivních obrazů nevyžaduje sice žádné speciální vybavení, ale pozitivní obrazy mohou mít pouze stejnou velikost, jako negativy. Častěji se pozitivní obrazy zhotovují pomocí zvětšovacího přístroje, kdy transparentní negativní materiál je vložen do rámečku zvětšovacího přístroje a fotografický materiál pro zhotovení pozitivních obrazů (fotografický papír či fólie) je umístěn do rámečku na pracovní desce. Na tuto pracovní plochu je promítán pomocí vestavěné žárovky a objektivu se stavitelnou clonou zvětšený negativní obraz z negativního materiálu. Při zvětšování obrazu je třeba dbát na jeho zaostření a na nastavení vhodné minimální clony, aby optimální zaostření bylo v celé ploše obrazu. Pak je třeba zvolit vhodnou expozici, a to volbou času expozice a případně i zvětšením clonového čísla. Vyvolání papírové fotografie či transparentního diapozitivu se provádí ve vyvolávací misce, a to pomocí universální vývojky či vývojky na pozitivy (na daný typ fotografických materiálů). Doba vyvolávání je dána typem vývojky a neměla by být příliš zkracována či prodlužována v případě chybné expozice. Po vyvolání fotografie či diapozitivu je musíme co nejrychleji opláchnout vodou (nejlépe protékající) a pak je vložíme do misky s ustalovačem. Doba ustálení je dána typem ustalovače.

Diapozitivy je třeba dále vysušit ve volném prostoru nebo v sušičce, papírové fotografie lze sušit na skle, nebo nejlépe se suší a zároveň leští v elektricky vytápěné leštičce. Při použití leštičky se fotografie umísťují na lesklý plech emulzí dolů a pomocí válečku se přitisknou k plechu, přičemž je vhodné z nich dokonale odstranit veškerou přebytečnou vodu (např. válcováním přes savý papír). Plech s fotografiemi se vloží do leštičky a po vysušení, kdy jsou fotografie na plechu již volné, se plech z leštičky uvolní a fotografie se chvíli ponechají volně ležet, aby se vyrovnaly.