раздел фотографии, объединяющий способы и процессы получения цветных фотографических изображений. Первым (1861) указал на возможность цветовоспроизведения фотографического (См.
Цветовоспроизведение фотографическое) Дж. К.
Максвелл. Исходя из трёхкомпонентной теории цветового зрения (См.
Цветовое зрение)
, он предложил получать тот или иной заданный цвет и, следовательно, любой многоцветный сюжет трёхзональным
Цветоделением (разделением излучения, отражаемого объектом съёмки, на синий, зелёный и красный диапазоны видимого спектра) и аддитивным синтезом (сложением) указанных лучей (называются основными, или первичными) при проецировании их на экран. Так, например, световой поток с преобладанием синих и зелёных лучей образует на экране голубой цвет, синих и красных - пурпурный, зелёных и красных - жёлтый; синие, зелёные и красные лучи равной интенсивности при смешении дают белый цвет.
Цветоделение и аддитивный синтез (по Максвеллу) осуществлялись следующим образом: с объекта съёмки делали три негатива на черно-белом фотоматериале экспонированием через синий, зелёный и красный светофильтры; с 3 цветоделённых негативов печатали на прозрачной основе черно-белые позитивы; пропусканием через позитивы лучей того же цвета, что и применявшиеся при съёмке светофильтры, проецировали на экран три частичных (одноцветных) изображения, совмещением которых по контуру получали цветное изображение объекта съёмки. Аддитивные процессы Ц. ф. нашли некоторое применение, например в первых вариантах цветного кино. Однако из-за громоздкости съёмочных и проекционных камер и сложности совмещения частичных изображений по контуру они, за исключением т. н. растровых способов, постепенно утратили практическое значение. В последних преимущественно применялись
Растры
из окрашенных в синий, зелёный и красный цвета зёрен крахмала, частичек смол или др. веществ (диаметром около 0,01
мм)
, которые располагались между стеклом или плёнкой и светочувствительным слоем. При съёмке (со стороны стекла) окрашенные элементы растра служили цветоделящими микросветофильтрами, а в позитивном изображении, полученном путём обращения, - элементами цветовоспроизведения. Первые растровые фотоматериалы, т. н. автохромные пластинки, были выпущены в 1907 фирмой "Люмьер" (Франция); однако вследствие плохой их разрешающей способности, недостаточной яркости изображений и больших технических трудностей при копировании растровая Ц. ф. уже в 30-е гг. уступила место методам, основанным на т. н. субтрактивном принципе синтеза цвета. В этих методах используется тот же, что и в аддитивных процессах, принцип трёхзонального цветоделения, а цветовоспроизведение осуществляется вычитанием (субтракцией) из белого света основных цветов. Последнее достигается обычно смешением на белой или прозрачной основе различных количеств красителей, цвета которых являются дополнительными к основным - соответственно жёлтого, пурпурного, голубого. Так, смешением пурпурного и голубого красителей получают синий цвет (пурпурный из белого цвета вычитает зелёный цвет, а голубой - красный), жёлтого и пурпурного красителей - красный цвет, голубого и жёлтого - зелёный; смешением равных количеств всех 3 красителей получают чёрный цвет. Впервые (1868-69) субтрактивный синтез цвета осуществил французский изобретатель Л. Дюко дю Орон, получивший цветное изображение по т. н. пигментному способу печати (см.
Пигментная бумага)
. В этом, как и в др. ранних субтрактивных способах (карбро-процесс, пинатипия, колорстил, хроматон), с 3 цветоделённых негативов, полученных экспонированием через синий, зелёный и красный светофильтры, печатали частичные позитивные изображения, окрашивали (пигментировали) их соответственно в жёлтый, пурпурный и голубой цвета и совмещением позитивов по контурам получали цветное изображение объекта съёмки.
Наибольшее распространение в современной любительской и профессиональной кино- и фотосъёмке и цветной печати получили субтрактивные процессы на многослойных цветофотографических материалах (См.
Цветофотографические материалы)
(МЦМ); первые МЦМ были выпущены в 1935 американской фирмой "Истмен Кодак" и в 1938 германской фирмой "Агфа" и обрабатывались методом обращения.
Цветоделение в МЦМ достигается путём избирательного поглощения основных цветов 3 галогеносеребряными светочувствительными слоями, размещенными на единой основе (см.
рис. 1), а цветное изображение образуется органическими красителями в результате т. н. цветного проявления, основы которого были заложены нем. химиками Б. Гомолька (в 1907) и Р. Фишером (в 1912).
Цветоделение в МЦМ осуществляется благодаря тому, что верхний слой фотоэмульсии не содержит сенсибилизаторов и поэтому чувствителен только к лучам синей трети видимого спектра (см.
Сенсибилизация оптическая), средний слой оптически сенсибилизирован к лучам зелёной трети, а нижний - к лучам красной трети. Для предотвращения действия синих лучей на галогениды серебра среднего и нижнего слоев между верхним и средним слоями помещен жёлтый светофильтр (органический краситель или золь металлического серебра в желатине). Указанное строение МЦМ обеспечивает образование в каждом из 3 эмульсионных слоев скрытого фотографического изображения только под действием лучей соответствующей трети видимого спектра. Цветное проявление осуществляется с помощью специальных проявителей на основе т. н. цветных проявляющих веществ, в качестве которых обычно используют производные парафенилендиамина, главным образом N, N-диэтилпарафенилендиаминсульфат (C
2H
5)
2NC
6H
4NH
2․H
2SO
4 и N-оксиэтил -N - этилпарафенилендиаминсульфат (HOC
2H
4) N (C
2H
5) C
6H
4NH
2․H
2SO
4. Указанные вещества, в отличие от черно-белых проявляющих веществ, не только превращают галогенид серебра в металлическое серебро, но и участвуют (в окисленной, в результате этого процесса, форме) вместе с присутствующими в эмульсионных слоях т. н. цветными компонентами в образовании органических красителей. Поскольку в соответствии с основным принципом субтрактивного цветовоспроизведения цвет частичных изображений должен быть дополнительным к цвету лучей, избирательно поглощаемых (при съёмке) светочувствительными слоями МЦМ, цветные компоненты заранее подбираются так, чтобы при проявлении в верхнем (синечувствительном) слое образовался жёлтый краситель, в среднем (зелёночувствительном) - пурпурный и в нижнем (красночувствительном) - голубой. В качестве цветных компонент, образующих азометиновые красители жёлтого цвета, используются, например, некоторые замещенные β-кетоны, ацилуксусные кислоты и кетоны гетероциклического ряда; для образования красителей пурпурного цвета - производные гетероциклических соединений (пиразолона, кумарона, тионафтенона) и ароматических, например паранитробензилцианид и бензоилацетонитрил; голубые хинониминовые (индоанилиновые) красители образуются из цветных компонент - производных бензольного и нафталинового ряда, главным образом α-нафтола и оксидифенила, а также некоторых гетероциклических соединений, например 8-оксихинолина. С целью предотвращения диффузии цветных компонент в смежные слои МЦМ в их молекулы вводят длинноцепочечные алкильные радикалы или остатки высших жирных кислот с 12-18 атомами углерода. Закрепление цветной компоненты в "своём" эмульсионном слое можно осуществить и др. способами, например растворением её в трифенил- или трикрезилфосфате или в каком-либо др. труднолетучем растворителе с последующим диспергированием полученного раствора в фотоэмульсии перед нанесением её на основу.
В случае обращаемых материалов (см.
Обращение в фотографии) обработку экспонированного МЦМ ведут сначала в обычном черно-белом проявителе, содержащем в качестве проявляющего вещества, например, гидрохинон (с фенидоном), что приводит к образованию в эмульсионных слоях 3 цветоделённых негативных изображений объекта съёмки, состоящих из металлического серебра. Затем МЦМ (без фиксирования) засвечивают и с помощью цветного проявления из остаточного галогенида серебра получают (во всех эмульсионных слоях) частичные позитивные изображения, состоящие из смеси металлического серебра с органическим красителем соответствующего цвета. После отбеливания (красной кровяной солью и бромидом калия) металлического серебра (в т. ч. ранее проявленного и серебра фильтрового и противоореольного слоев), фиксирования, промывки и сушки в эмульсионных слоях остаются чисто красочные изображения - частичные одноцветные позитивы, в совокупности образующие требуемые цвета на всех участках МЦМ.
В некоторых способах прямой позитивной Ц. ф. (например, в вышеупомянутом процессе на МЦМ фирмы "Истмен Кодак") цветные компоненты вводят не в эмульсионные слои МЦМ, а в состав проявителей. Получаемые этими способами изображения отличаются высоким качеством цветовоспроизведения, однако вследствие большой сложности обработки МЦМ, включающей, например, раздельное (для каждого слоя) засвечивание и цветное проявление, они не получили широкого распространения.
При негативно-позитивном способе Ц. ф. на МЦМ (впервые осуществленном фирмой "Агфа" в 1939) проявление экспонированного фотоматериала уже на первой стадии является цветным, а не черно-белым, и приводит к образованию 3 цветоделённых негативных изображений, состоящих из жёлтого, пурпурного и голубого красителей. Однако, поскольку в каждом слое негатива все цвета объекта съёмки заменены на дополнительные, результирующее изображение также окрашено в дополнительные цвета, например зелёный лес на МЦМ-негативе выглядит пурпурным, голубое небо -жёлтым и т.д. Позитивное изображение получают печатанием на светочувствительном материале, строение которого сходно со строением МЦМ-негатива, поэтому все цвета на позитиве приобретают нормальный вид.
МЦМ-негативы широко используют также в различных способах цветной печати для получения 3 цветоделённых физических (объёмных) изображений (матриц). Последние окрашивают (пигментируют) в соответствующие цвета и затем поочерёдно переносят краситель (пигмент) на одну подложку (подробнее смотри в ст.
Гидротипия, Литография)
.
В 60-е гг. появились (фирма "Сиба - Гейги", Швейцария) МЦМ, предназначенные для получения копий с МЦМ-позитивов. В светочувствительные слои этих фотоматериалов заранее введены соответствующие красители (жёлтый, пурпурный и голубой), которые по химической природе являются азокрасителями, т. е. отличаются от красителей, образующихся из цветных компонент. При печатании, например с цветных "слайдов", в каждом слое МЦМ возникают скрытые фотографические изображения, а после черно-белого проявления - цветоделённые негативы, состоящие из металлического серебра. При последующем отбеливании этого серебра (переводом в кислой среде в галогенид) красители разрушаются, превращаясь в бесцветные аминосоединения, а остаточные количества красителей образуют в каждом слое соответствующие частичные позитивные изображения:
В 60-е гг. был также осуществлен (фирма "Поляроид", США) цветной вариант черно-белого процесса с диффузионным переносом изображения (см.
Фотография)
, в результате которого получают единственный цветной позитив на бумаге (т. н. "моментальная" съёмка). Процесс основан на трёхзональном цветоделении с помощью МЦМ-плёнки, отличающейся от обычной (например, используемой в процессах с обращением) тем, что каждый из 3 основных желатиновых слоев (см
. рис. 2) разделён на два - верхний, светочувствительный (содержащий галогениды серебра), и нижний, окрашенный в дополнительный к цвету зональной чувствительности верхнего подслоя цвет (т. е. соответственно в жёлтый, пурпурный и голубой). Кроме того, молекула каждого красителя содержит т. н. проявляющую группировку (например, гидрохиноновую), которая придаёт ему способность диффундировать (в щелочной среде) в соответствующий верхний подслой и проявлять в нём скрытое цветоделённое фотографическое изображение. Окисляясь в результате проявления, красители теряют диффундирующую способность и остаются в "своих" подслоях, в то время как остаточные (неизмененные) красители, продолжая диффундировать, достигают приёмного желатинового слоя бумаги, находящейся в контакте с МЦМ-плёнкой, и принимают участие в образовании цветного позитивного изображения объекта съёмки в соответствии с субтрактивным принципом цветовоспроизведения.
Кроме обычной Ц. ф. (имеющей целью по возможности правильно воспроизвести все действительные цвета объекта съёмки), получило распространение (например, при аэрофотосъёмке природных объектов и космической съёмке) фотографирование на двухслойных или трёхслойных (с включением слоя, чувствительного к инфракрасным лучам), т. н. спектрозональных, плёнках. При съёмке на таких МЦМ регистрируются только отдельные зоны спектральной области отражения света объектом, вследствие чего цвета передаются с заведомым искажением, что позволяет более четко выявлять малоразличимые в естественных условиях детали (подробнее см. в статьях
Цветная аэрофотосъёмка, Спектрозональная фотография, Спектрозональная аэрофотосъёмка)
.
Лит.: Мертц К. Л., Цветная фотография, М., 1949; Чельцов В. С., Бонгард С. А., Цветное проявление трехслойных светочувствительных материалов, М., 1958; Артюшин Л. Ф., Основы воспроизведения цвета в фотографии, кино, полиграфии, М., 1970.
В. С. Чельцов.
Рис. 1. Схема строения многослойного цветофотографического материала (плёнки, бумаги); AgX - галогенид серебра.
Рис. 2. Схема диффузионного цветного фотографического процесса (с обращением). Штриховкой обозначены черно-белые цветоделённые негативные изображения, состоящие из металлического серебра.