Charakteristické křivky fotomateriálů: Fotografické papíry

Třetí díl seriálu o charakteristických křivkách. Seznámíme se v něm s charakteristickými křivkami fotografických papírů a s tím, jak se křivky filmu a papíru skládají a jaké to má důsledky.

Fotografické papíry pracují na stejném principu jako filmy a stejně tak, jako je možné popsat řadu vlastností filmu pomocí charakteristických křivek, je tomu možné i u papírů. Jisté odlišnosti tu ale samozřejmě jsou. V prvé řadě, papír na rozdíl od filmu není průsvitný. Pozorujeme-li obraz na papíře, vnímáme světlo, které papír odráží. Proto se v tomto případě měří poměr světla dopadajícího a odraženého, ne propuštěného jako
u filmu. Měření se liší i v dalších detailech, například aby křivky lépe vystihovaly chování papíru v reálných situacích při zvětšování, předepsaná standardní délka expozice je delší, používá se žárovkové světlo (tungsten) a pod.

Obr. 1 – Typický průběh charakteristické křivky černobílého fotografického papíru.

Na Obr. 1 vidíme typický tvar charakteristické křivky fotografického papíru. Křivka (negativního) papíru vypadá podobně jako křivka negativního filmu, t.j. má tvar zploštělého nakloněného S. U papíru ale obvykle:

• dolní část (toe) je delší a méně plochá a zasahuje do vyšších hustot
• sklon střední části je mnohem větší a část, kde je křivka téměř rovná, je často krátká nebo může zcela chybět
• horní část (shoulder) rychle dosahuje maximální hustoty

Obr. 2 – Charakteristické křivky papírů Kodabrome II RC (gradace 1 až 5) s lesklým (F) a matným (N) povrchem – převzato z www.kodak.com.

Co se dá vyčíst z charakteristických křivek papírů?
Například to, jak je maximální černá dosažitelná na tom kterém papíře opravdu černá. Čím je maximální hustota pro daný papír vyšší, tím je černá černější. Maximální hustota sice do jisté míry závisí na emulzi, ale hlavním faktorem je zde použitá podložka a povrchová úprava papíru. Nejvyšší maximální hustotu mívají lesklé papíry na klasické podložce, 2.1 a více. Lesklé papíry na RC podložce mívají maximální hustotu o něco nižší, často méně než 2.0. U matných papírů je díky rozptylu světla způsopbeného texturou povrchu hustota výrazně nižší, třeba i jen kolem 1.6. Tato skutečnost je dobře patrná při porovnání Obr. 2 , 3 a 4 , které ukazují charakteristické křivky papírů Kodak s různými podložkami a povrchem.

Jiná vlastnost, kterou charakteristické křivky zachycují, je kontrast. Na rozdíl od filmu, u papíru se kontrast nedá příliš ovlivnit vyvoláním. Při velmi krátkém vyvolání je sice charakteristická křivka méně strmá, ale končí nahoře níž, což znamená, že fotografie jsou sice opravdu méně kontrastní, ale také zcela postrádají hlubokou černou a jsou to nepoužitelné šedivky. Již po zhruba jedné minutě vyvolání se tvar charakteristické křivky ustálí a křivka se v grafu prakticky jen posouvá doleva. Tzn. prodloužením vyvolávacího času se kontrast nezmění a prakticky jen zvyšujeme pomyslnou citlivost papíru (až asi o 1 EV). Při obzvlášť dlouhém vyvolání se pak místo, kde křivka vlevo dole začíná, začne stěhovat nahoru, čili bílá přestane být zcela bílá.
Pro dosažení různého kontrastu je třeba použít buď papíry s různou (pevnou) gradací nebo papíry s gradací proměnlivou (multigrade). U papírů s pevnou gradací grafy uváděné v materiálech výrobců zpravidla zachycují současně charakteristické křivky pro všechny gradace téhož papíru (viz Obr. 2). V případě papíru s proměnlivou gradací bývá v grafu série křivek pro různé filtry, t.j., graf ukazuje jak se kontrast a citlivost papíru mění v závislosti na barevné filtraci (viz Obr. 3 a 4).

Obr. 3 – Charakteristické křivky papírů Polymax II RC (RC podložka) bez filtru a s multigradačními filtry č. 0 – 5 – převzato z www.kodak.com.

Obr. 4 – Charakteristické křivky papírů Polymax II Fiber (klasická podložka) bez filtru a s multigradačními filtry č. 0 – 5 – převzato z www.kodak.com.

Další informace, kterou charakteristické křivky poskytují je, jak by měl optimálně vypadat rozsah hustot negativu vhodného pro práci s tím kterým papírem nebo naopak, jaký papír je vhodné pro daný negativ použít. Podobně jako film, každý fotografický papír má svůj konkrétní užitečný rozsah expozic. Ten se dá charakterizovat jako úsek na vodorovné ose grafu mezi body, kde hustota udávaná křivkou je 0.04 jednotky nad bodem, kde dole křivka začíná, a kde je hustota rovná 90% maximální hustoty (aby ve světlech i stínech ještě byly patrné detaily), viz Obr. 1. To jak moc je papír exponován, je úměrné hustotě negativu. Rozsah hustot negativu přesně určuje rozsah expozic, které papír dostane, viz schéma na Obr. 5. Je proto potřeba, aby se rozsah hustot negativu, které chceme na papír přenést, pokud možno shodoval s užitečným rozsahem expozic papíru.
Budeme-li chtít vyfotografovat hodně kontrastní scénu, bude nám málo platné, že negativ je schopný tak velké rozdíly v jasu zvládnout, pokud výsledný rozsah hustot na negativu bude příliš veliký a nevejde se nám do užitečného rozsahu expozic papíru. Nicméně (podobně jako u diapozitivu) není žádoucí, aby užitečný rozsah papíru byl příliš veliký. Potom by totiž fotografie nevypadala dobře, protože by na ní chyběla černá nebo bílá. Musíme proto buď volbu gradace papíru či barevnou filtraci přizpůsobit negativu a vybrat takovou, která dá potřebný užitečný rozsah, nebo musíme přizpůsobit vyvolání negativu tak, aby negativ měl námi požadovaný kontrast a co má být ze scény na fotografii zachyceno, padlo do rozsahu hustot nadiktovaného papírem.

Obr. 5 – Schéma skládání charakteristických křivek negativu a papíru a převodu tonality scény na tonalitu fotografie (správná expozice při snímání scény, správná volba kontrastu papíru, správná expozice při zvětšování).

Známá fotografická poučka praví “exponovat na stíny, vyvolávat na světla”. Proč jsme si již částečně vysvětlili v první části tohoto seriálu. Exponujeme na stíny, aby na negativu byly zachycené detaily ve stínech, s kresbou ve světlech na negativu obvykle nebývá problém. Druhá část poučky se týká nejen vyvolávání filmu, ale i zvětšování na papír. Vypálená světla jsou obvykle na fotografii mnohem více iritující, než černé stíny postrádající kresbu. Expozici je při zvětšování potřeba nastavit tak, aby v místech, kde negativ je nejhustší (světla), množství světla, které papír dostane, korespondovalo s bodem nejnižší užitečné hustoty. Výsledný tón je téměř nejjasnější bílá. Jen téměř, aby nedošlo k přepálení světel. Čistě bílá je rezervovaná pro jasné bodové odlesky. Je-li kontrast papíru správně zvolen (respektive film správně vyvolán pro daný kontrast papíru), stíny padnou automaticky do oblasti kolem konce užitečného rozsahu, to znamená, budou dostatečně prokreslené, přitom ale fotografie nebude šedivá, protože na ní bude i pěkná hluboká černá.
Jak se přesně charakteristická křivka negativu a papíru při zvětšování skládá, je patrné z Obr. 5. Vidíme zde, že je možné stanovit, jak se který tón scény zobrazí na fotografii. V tomto konkrétním případě došlo k roztažení středních tónů do většího rozsahu a stlačení světlých a tmavých částí směrem k černé, repektive bílé. Světlé části scény tak budou na takové fotografii ještě světlejší a tmavé ještě tmavší, čili výsledná fotografie bude kontrastní. Kdyby naopak byly roztažené krajní tóny na úkor středních, znamenalo by to, že se tóny zobrazením posunuty směrem ke střední šedé, hodně světlých a hodně tmavých tónů proto na fotografii ubude a fotografie bude méně kontrastní, s převahou polotónů.

U barevných materiálů jsou bohužel velmi limitované možnosti jak ovlivnění kontrastu vyvoláním, tak i volby jiné gradace papíru. Výrobci zpravidla nabízejí jen několik málo barevných negativních papírů s různou gradací, přičemž rozdíl v gradacích není nijak velký, viz např. Obr. 6. U barevné fotografie proto nezbývá, než se smířit s tím, že vysoce kontrastní scénu se všemi detaily ve světlech i ve stínech na papírovou fotografii klasickou cestou nedostaneme, podobně jako ji nemůžeme dostat na diapozitiv.
Kombinovaný užitečný rozsah expozic pro film a papír se pohybuje, podobně jako u diapozitivu, někde kolem 6 EV. Důvod je stejný jako u diapozitivu. Takovýto rozsah je optimální pro většinu scén. Přesněji ho můžeme zjistit složením charakteristických křivek filmu a papíru podobně jako na Obr. 5.
Z charakteristické křivky papíru odhadneme jeho užitečný rozsah a ten pak naneseme na svislou osu grafu ukaujícího charakteristické křivky filmu. Délka odpovídajícího intervalu na horizontální ose tohoto grafu vynásobená koeficientem 3,3 nám pak dá kombinovaný užitečný rozsah filmu a papíru v EV.

<

Obr. 6 – Charakteristické křivky barevných negativních papírů Kodak Portra III (snížený kontrast) a Ultra III (zvýšený kontrast) – převzato z www.kodak.com.

Zde má obrovskou výhodu zvětšování z negativu digitální cestou. Vzhledem k tomu, že negativy mívají veliký užitečný rozsah, i poměrně hodně kontrastní scénu lze na negativ dobře zachytit. Jak bylo zmíněno již v první části tohoto seriálu, je potřeba dát pozor hlavně na to, aby stíny nepadly mimo užitečný rozsah filmu. Protože diapozitivy jsou mnohem hustší než negativy, filmové skenery obvykle zvládají velký rozsah hustot a jsou schopné, na rozdíl od fotopapíru, detaily zachycené na negativu pobrat. O to, aby rozsah hustot filmu na skenu zachycený, nebyl příliš veliký, t.j., aby nechyběla černá a bílá, se v tomto případě postará jednoduchá matematická transformace. Jistá omezení tu ale jsou. Plynou hlavně z hrubosti diskretizace dat, čili z toho, jak velké škály celých čísel je k reprezentaci tónů použito, neboli jakou má sken hloubku v bitech. Jakmile jsou totiž jednou dva blízké tóny zachycené stejným číslem, už je žádná transformace neoddělí a při transformování se pak už jen vytvářejí a zvětšují díry v histogramu. Digitální obrázek má pak blízké odstíny slité a místo plynulých přechodů tónů viditelné kontury.