影像结构

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[拼音]:yingxiang jiegou

[英文]:structure of developed image

又称显影后影像的微观结构。指摄影影像的清晰度、细部表达、质感、资讯容量和噪声水平。它受摄影光学系统、乳剂制造技术和化学加工条件的影响,决定著摄影影像的质量。

对于摄影影像的质量,传统上常从其影调、色彩、细部和噪声(颗粒性)四个方面进行评定。其中后两项属于影像结构的范畴。四者之间既有相对的独立性,又有密切相关的内在联络。因为影像是由强弱不同、光谱成分各异、大小不等的光讯号在一定空间内随机分布组成的。因此,它们在摄影过程中被传递和记录的质量,影响著影像的巨集观效果。摄影系统是传递和记录光资讯的媒介,传递讯号的失真(或保真)程度和噪声水平直接决定著影像结构质量。

失真

失真主要表现在讯号强度、形态和光谱成分三个方面,从资讯传递质量来看,摄影系统在镜头成像、胶片记录、光学影印和化学加工阶段,均会使光讯号产生不同程度的失真,不可能在影调、色彩和细部等方面对被摄景物进行忠实的还原,所得到的只是一个与之相似而远非相同的摹本。因此,摄影过程只能是对被摄体摹仿的演变过程(摄影术语称之为摹演),而不是一个忠实的还原过程。一般摄影对影像质量的追求,往往不需要逼真地还原被摄景物,而是要得到一幅在心理上造成美感的艺术形像。但一些科技摄影和工业、测量等工作中的摄影,则要求摄影影像能忠实还原被摄体的形态、色彩、细部和质感。为了探求失真的原因、计量失真的程度以便进行可能的补偿,在评定摄影效果时能把失真的因素考虑在内,因而需要研究影像结构。

摄影镜头是传递光资讯的通道,它的作用是将三维空间被摄景物转换成二维的光学影像。由于镜头本身固有的缺点,光讯号通过它后在形态和相对强度上都会产生不同程度的失真。譬如一个极小的光点通过镜头后所形成的光学影像,不再是一个边界分明锐利的点,而是一个向外扩散边沿模糊的光斑。由于光学影像是由无数亮度不同的光点组成的,所以光点的失真,即意味著影像细部的失真。

胶片上所记录的影像,又进一步歪曲了光学影像。图1是被歪曲的一种形式。亮度相等的讯号(黑、白线条),在曝光量相等的情况下使胶片感光,由于讯号的几何尺寸和背景亮度不同,胶片上所形成的影像在形态和强度上均有所不同。图中的上部为宽度不同的黑线和白线,下部为这些线条在曝光后用测微密度计扫描所得到的密度。可看出,曝光时(图右半部),随著白线条的变细,其密度相应降低(曲线1~4),即讯号的强度减弱(图左半部);随黑线条的变细,灰雾密度向上增长(曲线5~8),讯号的强度也随之减弱;强度相同的讯号,几何尺寸不同,在胶片上的响应也不同。这种现象反映在摄影效果上是细部损失或细部反差减弱,会使人对原讯号的强弱造成错误的判断。

上述现象是由光在胶片乳剂中的扩散造成的。当光子射入乳剂层中时,有一部分直接被卤化银颗粒吸收,但大部分光子却在与卤化银颗粒碰撞后散射,有的经过几次碰撞和折射才被颗粒吸收。一个细微光束照射到乳剂的表面,由于光子的多次散射或扩散,会使周围的颗粒曝光而使影像漫延。这种现象叫做光渗。它限制了感光材料记录细部的能力,并且对影像清晰度和资讯容量有相当大的影响。

光渗会造成边界曲线。边界曲线,指胶片在曝光区域与被一锐利而平整的物体(如刀片)所遮挡的非曝光区交界处的密度分布曲线。乳剂层中如无光渗现象存在,非曝光区应无密度变化,分界处的密度分布曲线应是一条将两边截然分开的直线。但事实上由于各种乳剂都具有不同的光渗,它们的边界曲线都是一些斜率不同、形状各异、延伸到非曝光区的斜线。通过测量边界曲线的形状及其向非曝光区伸展的长度,可以大致了解光渗的大小,也可以求出一种表示胶片对影像保真程度的引数。锐度是在此基础上研究出的一种与影像清晰度相关的引数。此外,通过对边界曲线的研究也找出了分辨力与清晰度不总是相互对应的原因。

胶片上影像的失真程度随著影像细部大小的不同而异,因此,研究各种胶片对影像细部大小不同的响应规律,对进一步评定胶片影像的质量,主要是清晰度和资讯容量能提供更为有利的判据。

除了光渗会引起影像的失真之外,化渗现象也是造成失真的因素之一。化渗现象是在加工过程中由于被显影部分与其相邻不被显影部分的化学成分不同所引起的渗透作用造成的。被显影的部位,由于显影剂被消耗、pH值降低、显影氧化物及溴离子累积而使显影能力降低,显影速度及所得到的密度也因此而降低;但在其相邻处未起显影作用的部位,由于药液成分未经消耗,具有较强的显影活性,这些活性较强的组分向已显影区扩散,从而造成显影区边沿比中心密度大的现象。这种现象叫做邻界效应。图2表示不同宽度线条由于化渗作用所产生的邻界效应。可看出,在一般情况下,边沿的密度比中心要大,但当线条达到某一较细的宽度时,由于化渗作用能直达影像的中心,故可得到较大的密度值。化渗现象可造成影像失真,但如处理得当,由化渗作用所产生的邻界效应,可以提高影像的边沿清晰度,有利于影像质量的提高。

噪声

摄影影像是由胶片上与景物明暗相对应的感光密度形成的。一幅清晰明净的影像,不应有干扰影像的其他密度变化存在;就像还音系统一样,优质的音乐,不应有噪声干扰。摄影影像中的噪声就是颗粒度,它会降低细部的表现质量,并且使影像变得粗糙,从而破坏作品的艺术效果。因此,降低颗粒度是改进影像质量的一个重要环节(见颗粒性与颗粒度)。

影像颗粒度是组成影像的银粒和染料层分布不均匀的结果。在一块均匀曝光并经显影的胶片上,用肉眼直接看到的是一片均匀灰色或其他颜色,不会有颗粒性感觉。当用一台测微密度计进行扫描时,则会发现它的密度并不平整而均匀。随著胶片的不同,将出现密度波动程度不同的扫描曲线。这种不规则的密度变化,就是造成影像噪声的根源。如果与影像细节相对应的密度值小于胶片本身的密度,这类细部就会被淹没于噪声之中。

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