Основным параметром фотоприемника является так называемая квантовая эффективность детектирования (КЭД), равная квантовому выходу (доле регистрируемых приемником фотонов из общего числа пришедших) такого идеального (нешумящего) приемника, который за то же время выдержки даст изображение той же детальности (четкости), что и данный приемник. Проще говоря, чем больше квантовая эффективность детектирования приемника, тем выше качество получаемых изображений (меньше их зернистость) при одинаковых выдержках. Так вот, на сегодняшний день КЭД современных эмульсий доходит до 5-10%, в то время как у ее главного конкурента, ПЗС-матриц, эта величина составляет 80-90%, то есть в 10-15 раз выше.
И, тем не менее, фотоэмульсия все еще остается незаменимым светоприемником в некоторых разделах астрономии. Среди них, например, астрометрия, поисковые и обзорные работы, в которых использование фотоматериалов имеет очевидные преимущества перед цифровыми приемниками изображений. Скажем, при постановке поисковой задачи с охватом большой области неба эффективность фотопластинки 30x30 см и ПЗС-камеры сравниваются, если последняя имеет формат порядка 8000x8000 пиксел при одинаковой конечной достоверности обнаружения. А такие огромные составные матрицы на сегодняшний день доступны лишь крупнейшим обсерваториям.
Но я предлагаю сейчас тихо оставить место побоища между технологиями в передовой науке и перейти в помещение нашей фотолаборатории, чтобы заняться таким нелишним делом, как эстетика звездной фотографии.
Специфика астронегативов
В чем специфика именно астронегативов? В том, что они до неприличия контрастны, точнее, у них слишком велик полный диапазон плотностей, доходящий до AD=4-5. Напомню, что оптическая плотность D — почернение негатива — выражается десятичным логарифмом непрозрачности. Единицей оптической плотности (D=1) служит плотность такого участка слоя, который пропускает 1/10 падающего на него света; D=2 означает плотность участка, который пропускает 1/100 падающего света и так далее. Полезный участок (приблизительно линейный) характеристической кривой фотобумаги, к сожалению, гораздо меньше диапазона плотностей негатива.
Что это означает на практике? Дело в том, что для получения правильной светопередачи все плотности негатива должны полностью уложиться в линейный участок характеристической кривой репродукционного материала, то есть фотобумаги. Иначе либо самые светлые области негатива на отпечатке будут выглядеть как "выжженные" белые пятна, либо пропадут, слившись с темным фоном неба, самые слабые детали объектов. То есть, из всего диапазона плотностей негатива (AD=4-5) адекватно воспроизведется только некоторая часть (AD=0.7-1.4) в зависимости от контрастности бумаги.
В принципе, в определенных ситуациях этим явлением можно пренебречь: например, если нам нужно получить снимок какой-нибудь слабой кометы, едва выделяющейся над фоном неба. Просто в этом случае надо печатать снимок так, чтобы хорошо про-работались именно слабые детали кометы. При этом, конечно, яркие звезды предстанут на снимке передержанными дисками, но в данном случае это не влечет за собой никаких неприятных последствий. Однако если мы хотим получить качественный отпечаток яркой туманности, диапазон яркостей разных участков которой довольно велик, то бумага уже будет не в состоянии адекватно их воспроизвести при обычной печати.
Нерезкие маски
Один из радикальных методов борьбы с этой проблемой был успешно разработан Давидом Малином из Англо-австралийской обсерватории. Суть его в следующем. На прозрачном фотоматериале (пленка, пластинка) изготавливается позитивная нерезкая копия негатива (маска) с меньшим, чем у негатива диапазоном плотностей на величину, равную интервалу правильно воспроизводимых плотностей негатива фотобумагой. Затем эта копия совмещается с негативом и в виде эдакого "бутерброда" вставляется в рамку увеличителя, после чего, собственно, и начинается процесс печати.
В результате применения маски крупномасштабные детали изображения сближаются по яркости и теперь уже полностью укладываются в интервале плотностей, правильно воспроизводимых фотобумагой. В то же время контраст мелких деталей сохраняется высоким. В итоге, на отпечатке хорошо получаются как слабые, так и яркие участки объекта.
Однако этому методу присущи некоторые недостатки. Во-первых, фотоматериал, на котором печатается маска, абсолютно не должен иметь дефектов полива (полос, точек, пятен). Во-вторых, маску желательно изготавливать на стеклянной пластине, так как пленка коробится от длительного температурного воздействия лампы. А подобные стеклянные пластины очень дороги и практически недоступны любителю астрономии.
Но есть компромиссный путь, чрезвычайно устойчивый к дефектам маски. Назовем его изофотным маскированием. Что он из себя представляет? Сначала давайте подумаем, что будет, если полутоновую маску мы поместим не в рамку проектора, а между объективом и фотобумагой? Резкие дефекты маски, вроде точек и линий, исчезнут, хотя крупномасштабные разводы останутся (а их-то как раз очень много на отечественных пленках типа ФТ), кроме того, появится много рассеянного света. А что будет, если мы сделаем контрастную маску, например, на ходовой пленке ФТ-41П или ФТ-101П с высоким коэффициентом контрастности γ=4 или γ=10 соответственно? В этом случае дефекты маски в значительной степени потеряются, и рассеяние света по ряду причин сильно уменьшится. Но при этом мы получим изображение с ужасным негативным участком. На практике это выглядит так: вместо монотонного нарастания яркости в неких крупных деталях изображения мы получим сначала нарастание, затем убывание, а затем снова нарастание яркости. Однако для большинства реальных изображений это не нарушает естественности картины, ведь человеческий глаз делает примерно то же самое, а мы даже не замечаем этого!
Начинаем печатать
Итак, "вооружившись" теорией, пора приступать к практике. Вот необходимая последовательность действий при печати негативов рассмотренным выше способом:
1. Изготовляем рамку для масок, которая может крепиться либо к штанге увеличителя, либо стоять на широких ножках над проекционным столиком. Рамка помещается посередине между объективом увеличителя и экраном, на котором находится фотобумага, либо немного ближе к экрану.
2. Фокусируем негатив на экран (не на рамку с маской!), устанавливаем нужную диафрагму (1:8-1:11), укладываем в рамку техническую пленку (ФТ-41П или ФТ-101П) и печатаем маску так, чтобы света воспроизводились на ней совершенно прозрачными (без деталей), а тени — достаточно плотными.
3. Обрабатываем пленку так же, как и бумагу (ведь для бумаги мы уже приготовили ванночки с растворами).
4. В то время, пока маска сохнет, определяем выдержки для печати негативов (сама маска пока не нужна). На данном этапе требуется путем проб определить оптимальную выдержку для теней (Тт) и для светов (Тсв). Напомню, что света и тени — это фотографические термины, нужные для того, чтобы не путать светлые и темные участки на негативах и позитивах. Оптимальная выдержка для теней — это та, с которой самые темные детали оригинала получаются на бумаге почти черными, но еще с деталями. А оптимальная выдержка для светов — это та, с которой наиболее яркие детали оригинала (самые плотные на негативе) выходят почти белыми, но тоже с деталями. Определив выдержки для светов и теней, мы получим в первом приближении время введения маски в пучок света увеличителя: Тмаск = Тсв - Тт. При использовании этой формулы мы условно считаем, что самые плотные участки маски практически не пропускают света, а самые светлые, наоборот, совершенно прозрачны.
5. Теперь кладем маску в рамку, а на экран вместо фотобумаги — обычный белый лист, и по нему делаем совмещение тени маски с изображением негатива. Поскольку маска нерезкая, то небольшие ошибки совмещения (1-2 мм) роли не играют. Для облегчения совмещения можно временно на 1-2 ступени раскрыть диафрагму объектива увеличителя.
6. Закрыв красное стекло, укладываем фотобумагу, открываем стекло, делаем экспонирование с маской в течение времени Тмаск и затем, не прерывая экспозиции, сдергиваем маску и экспонируем в течение времени Тт. Дальше следуют обычные процессы проявки, закрепления, промывки и сушки отпечатков.
Некоторые нюансы
Относительное отверстие (А) проекционного объектива при основной печати и при печати с маской должно быть мало, порядка 1:8-1:11. Почему? Во-первых, при таких значениях А резкость изображения, даваемая средним по качеству объективом, максимальна в центре и по краям. А во-вторых, при меньших относительных отверстиях сильно экономится техническая фотопленка: ведь чтобы степень нерезкости была невелика, мы должны либо располагать маску ближе к бумаге (и тем самым увеличивать формат маски), либо уменьшать относительное отверстие. При этом важно отметить, что маска должна печататься в той же "конфигурации", что и использоваться, то есть с той же диафрагмой и на той же высоте над экраном с бумагой.
Не имеет особого значения степень контрастности (у) используемой пленки. Она может быть от γ=4 (ФТ-41П) до γ=10 (ФТ-101П). Ведь маска как бы имитирует обыкновенные картонки с вырезами в нужных местах, которые очень часто используют фотографы для "пропечатывания" нужных мест изображения, только в отличие от картонки, маска точно повторяет контуры предметов.
Не обязательно точно подбирать выдержку для печати самой маски, важно лишь, чтобы света были совершенно прозрачными, а тени "достаточно плотными", чего, кстати, проще добиться с высококонтрастной фотопленкой. При этом изменение выдержки при печати маски влечет за собой изменение общей тональности (светлоты) отпечатка при сохранении проработки светов и теней.
Простота смены масок дает возможность использовать не одну, а две-три маски, напечатанные с разными экспозициями. Это дает возможность сделать результат маскирования наиболее гармоничным. В то же время, наличие нескольких изменяемых параметров при печати с несколькими масками (времена экспонирования с масками, соотношение выдержек при печати самих масок, а также степени их нерезкости) делает данный способ исключительно гибким, и мы получаем очень широкие возможности по управлению изображением. Все модификации данного метода нечувствительны к дефектам фотоматериала, используемого для изготовления масок.
По сути дела, эта нечувствительность есть прямое следствие использования ее в "цифровом режиме", то есть в режиме "черное-белое", а общий успех метода основан именно на сочетании цифрового и аналогового принципов. Там, где аналоговые свойства метода выигрывают, используются они, где проигрывают, ставится "цифровая заплатка".
