Киносъемка при низкой освещенности

Современная кинотехника успешно справляется с задачей съёмки в условиях недостаточной освещённости, расширяя возможности кинематографа при низкой и очень низкой освещённости.

За последние десять лет достигнут значительный прогресс в создании высокочувствительных киноплёнок. Стандартные черно-белые киноплёнки обладают светочувствительностью 500 единиц ГОСТ, что позволяет проводить съёмки при освещённости около 20 люксов (лк) при светосиле объектива 1:2 и экспозиции 1/50 секунды.

Сверхчувствительные киноплёнки, такие как тип 29, имеют светочувствительность около 5000 единиц ГОСТ. Они позволяют снимать при освещённости всего 2 лк при тех же параметрах съёмки, что делает возможной съёмку в глубоких сумерках. Однако недостатком таких киноплёнок является высокая зернистость.

Для съёмки в условиях крайне низкой освещённости, таких как ночью при свете луны, звёзд или в безлунную ночь, а также в тёмных помещениях, шахтах или на большой глубине под водой, требуется повысить чувствительность светоприёмника в десятки тысяч раз.

Существуют различные методы решения этой задачи. Один из них заключается в использовании традиционных фотографических средств. Это включает повышение светочувствительности киноплёнки с помощью гиперсенсибилизации и латенсификации, а также применение особой химико-фотографической обработки. Другой метод основан на использовании электронной оптики.

Продлённое проявление

Для повышения светочувствительности можно увеличить продолжительность проявления киноплёнки в два, три и более раза. Этот метод особенно эффективен при использовании мелкозернистых выравнивающих проявителей, таких как Д-76. Однако при этом увеличивается вуаль и зернистость изображения.

Гиперсенсибилизация и латенсификация

Гиперсенсибилизацией называют методы повышения светочувствительности киноплёнки до её экспонирования, а латенсификацией — методы усиления скрытого изображения после экспонирования.

Гиперсенсибилизация купанием в щелочном растворе
Киноплёнку обрабатывают в 4%-ном растворе аммиака (уд. вес 0,88) или в 0,5%-ном растворе триэтаноламина в течение 2 минут при температуре 13°C. После обработки избыток раствора удаляют отжимом и быстро высушивают при комнатной температуре. Этот метод увеличивает светочувствительность, но снижает её со временем.

Латенсификация купанием
Экспонированную киноплёнку обрабатывают в растворе метабисульфита калия и сульфита натрия в течение 5 минут при температуре +20°C. После обработки плёнку быстро высушивают и проявляют обычным способом. Этот метод увеличивает светочувствительность почти вдвое, но увеличивает вуаль и зерно.

Гиперсенсибилизация парами ртути
Неэкспонированную киноплёнку помещают в герметичный контейнер с каплей ртути. Пары ртути проникают в эмульсионный слой, повышая светочувствительность в полтора-два раза. Однако этот метод требует предварительных проб для определения оптимального режима.

Латенсификация парами ртути
Этот процесс проводится так же, как и гиперсенсибилизация, но после съёмки. Режим обработки определяется путём проб.

Гиперсенсибилизация светом
Неэкспонированную киноплёнку подвергают общей засветке слабым светом в течение 20-30 минут. Этот метод повышает светочувствительность в полтора-два раза, особенно при использовании длинноволновых лучей. Эффект зависит от типа киноплёнки и времени воздействия света.

Латенсификация светом
Экспонированную киноплёнку подвергают засветке слабым светом после съёмки. Эффект латенсификации зависит от проявления и выдержки при съёмке. Наибольшее увеличение светочувствительности достигается при высокоскоростной съёмке.

Оптимизация использования светосилы объективов в кинематографии

В современных кинематографических системах объективы, предназначенные для съемки в стандартных условиях с достаточной освещенностью, обладают относительным отверстием порядка 1:2. Однако даже такие светосильные объективы используются не в полной мере, поскольку для увеличения глубины резко изображаемого пространства (ГРИП) часто прибегают к диафрагмированию. В большинстве случаев относительное отверстие уменьшают до 1:4—1:8, а полное открытие диафрагмы применяется лишь при недостаточной освещенности сцены, что не позволяет достичь оптимальной ГРИП.

Для съемки в условиях крайне низкой освещенности применяются светосильные объективы с относительным отверстием, варьирующимся от 1:1,4 до 1:0,6. Объектив с относительным отверстием 1:1,2 обладает светосилой, превышающей стандартный объектив 1:2 почти в три раза. Однако использование таких ультрасветосильных объективов требует решения проблемы глубины резко изображаемого пространства, которая достигается путем уменьшения формата кинокадра, то есть применения узкой пленки. Это обусловлено тем, что глубина резко изображаемого пространства обратно пропорциональна масштабу изображения.

Объективы с относительным отверстием 1:1 и более светосильные относятся к категории ультрасветосильных и применяются исключительно для съемки в условиях крайне слабого освещения. Современные ультрасветосильные объективы демонстрируют разрешающую способность в диапазоне от 15 до 20 лин/мм в центре поля кадра и от 5 до 8 лин/мм в углах кадра при использовании 35-мм кинопленки. Для реализации полного потенциала разрешающей способности таких объективов необходимо обеспечить высокоточную юстировку фокусирующей оправы, что требует точности совмещения кинопленки с плоскостью изображения до 0,015 мм. Любые отклонения, вызванные внешними факторами, такими как влажность или температурные колебания, могут привести к расфокусировке и нарушению юстировки оптических элементов.

Технические аспекты работы кинокамер

В традиционных кинокамерах отношение времени экспозиции к времени продвижения кинопленки и подготовке к съемке следующего кадра составляет 1:3 при угле раскрытия обтюратора 120° и 1:2,3 при угле 160°. В современных конструкциях кинокамер с прерывистым движением кинопленки стремятся увеличить угол раскрытия обтюратора, уменьшая при этом время, необходимое для продергивания пленки.

При увеличении угла раскрытия обтюратора до 240°, время экспозиции каждого кадра увеличивается вдвое по сравнению с углом 120° или в полтора раза по сравнению с углом 160°. Таким образом, кинокамеры с увеличенным углом раскрытия обтюратора позволяют проводить съемку при более низком уровне освещенности, что расширяет возможности кинематографистов в условиях недостаточной освещенности.