facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

Аналитическое исследование записи изображений оптико-механическим способом с химической фиксацией носителя информации

Аналитическое исследование записи изображений оптико-механическим способом с химической фиксацией носителя информации
Yevgeniy Travnikov, кандидат технических наук, доцент

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина

Участник конференции

ББК 37.91, Г67, УДК 77.313.

В обзорной  аналитической статье рассматривается история появления и развития оптико-механических способов записи неподвижных (фотография) и подвижных (кино) изображений с химической фиксацией носителя информации, тенденции их развития.

Ключевые словаФотография и кинематография, техника её

In a review of analytical article is history of the emergence and development of optical-mechanical-kih ways of writing still (photography) and mobile (film) images with chemical fixation media, tendencies of their development

Keywords: photography and cinematography, her technique.

Исследования - одна из форм научного творения,
Они были элексиром всю жизнь для Евгения!
ЕНИТ, ХХ1век

 

Исследования как форма научного изучения объекта, предмета или явления могут быть теоретические с выводом математических формул и зависимостей, экспериментальные с проведением различных физических, химических и других на соответствующих устройствах ,позволяющих найти оптимальное решение конструкции или режимов работы, и  аналитические, когда проводится анализ ведущими специалистами отраслей тенденций развития каких-либо направлений  в науке-технике , их перспектива на определенное время. Автор статьи сам несколько раз занимался такими работами. Последние  исследования очень распространены в патентных ведомствам всех стран и называются патентными исследованиями, заключающимися в поиске экспертами ведомств исследова-ниями в области рассматриваемых заявок на изобретения. Автор на себе многократно подвергался таким исследованиям со стороны экспертов ВНИИ ГПЭ (Всесоюзный научно-исследовательский институт государственной патентной экспертизы) СССР. Данная статья относится к обзорным аналитическим исследованиям в области техники оптико-механических устройств регистрации неподвижных и подвижных изображений -фото и кино технике- близкой и понятной по принципам  всем нам.

Общие вопросы записи-воспроизведения неподвижных и подвижных изображений занимают до 85-90 % от всех видов регистрации информации. Причем под изображением мы понимаем все, что видит наш глаз в свете прямом или отраженном.   В темноте  мы не видим изображения, хотя предметы существуют. Куда бы не бросил свой взгляд человек, он видит различные предметы, созданные разумом и руками ему подобных (здания, заводы, мосты, транспортные средства, телевизоры, компьютеры и другое. Техника регистрации изображений разделяется на две больших группы:неподвижных и подвижных. Есть мно- жество способов их регистрации , но нас сейчас интересует  только оптико-механический с химической фиксацией носителя информации- кино, фото пленки и фотобумаги. Когда-то это был очень распространенный способ регистрации, а сейчас его значительно  подвинули другие научно-технические решения, но тем не менее есть области, где кино-фото еще несут свои знамена. Главным и первым элементом  кино и фото является объектив, вторым является  носитель информации в виде фото или киноленты, фотобумага, а следующим элементом- движущий механизм, осуществляющий заданное взаимодействие первых двух для получения необходимо качества информации. Фото и кино регистрация информации относятся к концу 1ХХ – началу ХХ века . Оптическое изображение в фото и киноаппаратах строится объективом , сложной системой линз, пере-дающей  без искажения  мельчайшие детали объекта съемки на ленточный светочувствительный носитель в виде фото или киноленты. Скрытое снятое (экспонированное) резкое изображение сохраняется в светочув-ствительном слое носителя информации и после этого идёт химическая обработка6 проявление и закрепле-ние (фиксация), сушка и печать на фотобумаги  или кинопленке. Фотосъемка и киносъемка осуществляется  на неподвижный носитель записи, что позволяет получить резкое (не смытое) изображение объекта съемки. Главным общим элементом для фото и киносъемки является объектив- оптическая  система, обращенная к объекту съемки и образующая (формирующая) скрытое изображение на светочувствительной слое носителя информации. Объектив- оптический прибор, состоящий из системы линз, заключенных в кор-пус (оправу) (рис.1). Между линзами размещена диафрагма Д (рис.1,а), которая изменяет сечение пучка света, прохо-дящего через объектив на носитель. Чаще распространена ирисовая диафрагма (рис.1,б). обозна- чающая условное значение пучка света: 2 (полностью открытая), 2,8:,5,6 :, 11:, 16 (минимальное открытие). На  цили-ндрической поверхности объектива  могут указываться числа диафрагмы и цифры шкалы дальности от единицы до бесконечности. Основными характеристиками объективов являются: фокусное расстояние, све-тосила,угол изображения и разрешающая сила.

Главное фокусное расстояние- расстояние для одиночной  линзы  от главной точки линзы (объектива) по её оптической оси до точки где сходятся параллельные лучи от бесконечного источника свет, например солнца, в одну резкую точку (рис.2,а). Эта точка расположена в плоскости, перпендикулярной оптической оси и именуется фокальной плоскостью. Фокусное расстояние принято  указывать в сантиметрах или миллиметрах. Соотношение величин фокусного расстояния и диагонали кадра съемки определяют классификацию фотообъективов: 1-Нормальное, когда фокусное расстояниеблиз-ко по величине к диагонали кадра, 2- короткофокусные, когда фокусное расстояние меньше диагонали кадра 3- длинофокусные и телеобъективы, когда фокусное расстояние значительно больше диагонали кадра. Светосила-  под этим понимают способность объектива создавать определенную  освещенность изобра-жения на носителе в соответствии с яркостью отдельных деталей съемки. Освещенность изображе-ния зависит от величины действующего отверстия и фокусного расстояния объектива. Более точно, имеет выражение относительное отверстие- отношение диаметра светового отверстия объектива в величине фокусного расстояния его, что выражается в виде дроби с числителем 1 и знаменателем, на шкале объектива записывается округленно, например, 1:1, 1:1,4, 1:2, 1:2,8, 1:4, и т.д. (рис.2,б).

Объективы с большим относительным отверстием имеют преимущества перед остальными при по-ниженной освещенности, когда при съемке необходима короткая выдержка. Угол поля изображе-ния- ограничивается двумя лучами, проходящими через отверстие диафрагмы объектива и противо-положными углами кадрового окна (рис.2,в). фотоустройства. Обозначается как ? .Разрешающая си ла (способность) объектива- способность изображать мельчайшие детали объекта съемки и числен- но  она выражается количеством линий (штрихов) на 1 мм., причем ширина линии равна расстоянию между соседними линиями. Обычно разрешающая способность в центре  объектива равно 50-60 лин/мм, а покраям-40-45 лин/мм. Влияние фокусного расстояния и угла изображения в объективах на величины объектов съемки на фото кадрах приведены на рис.3. Масштаб изображения при съем-ке  короткофокусным и длиннофокусным объективом представлены на рис.3,а,б. , а при съемке с одной точки , но объективами с разным углом изображения ясно видно на рис.3,в,г,д,е,ж. Нормаль-ные объективы или так называемые «стандартные» находят самое широкое применение для различного вида съемок. Фокусное расстояние их около 50 мм  и угол поля изображения 450. Корот-кофокусные (широкоугольные) способны охватить большое пространство при небольших помеще-ниях. Длинофокусные и телеобъективы применяют в основном для съемок крупным планом отдель-ных зданий, съемок спортивных состязаний с трибун, фотоохоты и др. Панкратические- объективы с переменным фокусным расстоянием (рис.3,к) (ОПФ) применяют для возможности получения изобра жений объектов в различных масштабах из одной точки. Их именуют как»вариообъективы», «ЗУМ». Это сложные многокомпонентные оптические системы, имеющие внутри объектива подвижные оптические элементы, что позволяет уменьшать или увеличивать фокусные расстояния объектива. Один панкратический объектив заменяет несколько узкоспециализированных, сохраняя точность и резкость наводки, но и позволяет делать плавные наезды на объекты съемки, что не могут обеспе- чить никакие другие системы.

Носитель записи- второй главный элемент оптико-механической регистрации информации применя ется в виде нескольких видов: гибкие носители и жесткие, к первым относятся различные перфори-рованные пленки на пластмассовой основе с светочувствительным  одним или нескольким слоями общей толщиной 150 мкм. (рис.4) и шириной 16, 35, 70 мм. и неперфорированные ленты шириной 60мм. К жестким светочувствительным носителям относят  фотопластинки с размерами 90х120, 90х 240, 13-х180, 180х240 мм при толщине кварцевого стекла 1,5-2мм. для  специальных стационарных крупногабаритных фотоаппаратов павилионной, репродукционной, полиграфической, научной фотографии и других видов съемки. Применяют также крупноформатные фотопластинки (30х40 см) и получают с них отпечатки контактным способом без применения фотоувеличителей. Применение жестких фотопластинок объясняется тем, что стекло  обладает по отношению к гибкой фотопленке максимальной неплоскостностью (отклонению от идеальной плоскости на величину не более 0,01 мм, что необходимо для высококачественной фотографии- пленка, кабы её не натягивали, имеет провалы от плоскости до 1-1,5 мм при крупноформатных носителях. Высокое качество при таких от-клонениях невозможно получить. В настоящее время фотопластинки, поставляемые в специальных картонных коробках, производятся В РФ предприятием «Славич» и другими.

Запись и воспроизведение неподвижных изображений. Это относится к фотографической системе регистрации информации в виде неподвижных изображений нашего быта (семья, дети, отдых и др.),науки и техники, искусства, спорта, образования , космических исследований, обороны и мно-гого другого .Первые фотографии относятся к середине Х1Х века и получила эта область максималь-ного развития в ХХ веке. В настоящее время классическая фотография с химической фиксацией носи-теля информации резко потеснилась цифровой фотографией, но во многих случаях она пока не заме-нима. Классическая фотографическая система (рис.4,а) включает в себя фотоаппарат, где происходит формирование оптического изображения объекта съемки посредством объектива и экспонирование (засвечивание )светочувствительного носителя. После фотосъемки носитель информации (фотоплен-ка, фотопластинки ) в светозащитной корпусе (кассете) попадает на химическую обработку(проявле- ние, закрепление, сушку), а потом на фотопечать на специальной светочувствительной бумаге и так-же вновь на химическую обработку и сушку, а потом –потребителю. Конструкция фотоаппарата (рис.5,в) содержит светозащитный металлический или пластмассовый корпус, на внешней части ко-торого установлен на фронтальной поверхности фотообъектив и размещаются окна оптического дальномера, ручки перемотки фотопленки, установки выдержки, кнопки включения съемки. Внутри корпуса фотоаппарата размещаются полная кассета с фотопленкой (подающая ленту), приемная ка-тушка для пленки , кадровое окно, шторки открытия света от объектива. Корпус с торцевой части или с задней имеется легкосъемная крышка, снимаемая при зарядке фотопленки или после её изъятия после съемки. Объектив чаще всего крепится на корпусе фотоаппарата с помощью мелкой точной оптической резьбы (М40х1, М42х1). Если фотография применяется в бытовых условиях или неболь-ших учебных фотолабораториях (рис.6), то в комплект может входить для печати фотографий фото-увеличитель (рис.6,ж), особенно для черно-белой печати. Обработку цветной фотопленки и цветную фотопечать намного проще выполнять в специальных фотоателье, что и делают все фотолюбители…. Фотоаппараты по формату кадра классифицируют на: миниатюрные ,где применяется перфориро-ванная и неперфорированная фотопленка шириной 16 мм, полуформатные ,где применяется перфо рированная катушечная фотопленка шириной 35 мм,малоформатные , где применяется перфориро ванная фотопленка шириной 35 мм (самые распространенные), среднеформатные и широкофор-матные , где применяют катушечную фотопленку неперфорированную шириной 61,5 мм, крупно- форматные, где применяются фотопластинки и фотопленка неперфорированная крупноформатная (рулонная и листовая). Кинематическая схема и конструктивное исполнение пленочных мало и среднеформатных зеркальных фотоаппаратов моделей «Зенит» и «Киев-6С» приведены на рис.7.

В пленочных фотоаппаратах есть два вида настройки на резкость снимаемого объекта: с дальномер- ной оптической системой (рис.8,а,б) и с зеркальной (рис.8,в,г) наводкой и откидывающимся зерка-лом. Считается, что фотоаппараты с зеркальной наводкой на резкость являются лучшими по более точному выбору формата (поля) кадра съемки, но такие и модели по стоимости значительно выше первых. Промышленностью выпускаются фотоаппараты всевозможного назначения и конструктив-ного исполнения, наиболее востребованными являются ручные ранее приведенные, пригодные для всевозможных любительских и профессиональных применений. Но есть никем не изьятая большая группа крупноформатных репродукционных, музейных павильонных , рекламных и портретных съемок (рис.9,а),которые позволяют получить самое наилучшее качество фотографий, пригодных для цветных вкладок больших журналов (чаще всего копии картинных галерей всего мира), больших фотографий съемок природы, курортов и др. Такие фотоаппарты весят до 300кг и имеют значитель-ные размеры. Кроме того, есть класс оптических диа (на просвет) и эпи (на отражение) проекторов для просмотра диафильмов, фотопленок и документов для конференций, которые ещё списывать рановато (мамы всякие нужны, мамы всякие важны) (рис.9,б).  Кроме того, есть много примеров использования  фотографии для научных исследований (рис.9,в).

Запись и воспроизведение подвижных изображений включает в себя киносъемочную и кинопроек-ционную технику (рис.10), которая использует гибкий носитель информации в виде перфорирован-ной киноленты шириной 16мм,35мм. и 70 мм на пластмассовой основе и общей толщиной 150 мкм. (0,15 мм).(рис.4).Структурная схема кинематографической системы значительно сложнее и шире по технологическим процессам, чем фотографическая и содержит кроме киносъемки и кинопроекции кинофильмов множество физико-химических процессов. Для бытовых целей раньше применялась  перфорированная кинолента шириной 8 мм и 16мм,сейчас эта техника полностью ушла, остались только интересные архивные записи для личного использования. Кинолента перфорированная ши-риной 16 мм. ещё ограниченно применяется для узкопленочных кинопередвижек  и научного кино. Максимальное распространение имеет перфорированная (две стороны) кинолента шириной 35 мм. и кинолента шириной 70мм. для высококачественного кинопроизводства и завоевания ежегодных наград «Оскара» на Голливудских показах. При этом запись подвижных изображений на перфориро ванную светочувствительную киноленту выполняется киносъемочным аппаратом (КСА) или так на-зываемой камерой, которая по конструктивному исполнению может быть ручной (рис. 11,а), плече-вой (рис.11,б) или штативной (рис.11,в).

Первые КСА предназначены для съемки с рук (удержания на руках) и имеют вес от 1 до 3 кг, обладают портативностью, компактностью, но им присуща самая низ- кая устойчивость (нестабильность положения в пространстве) при съемке . Плечевые КСА предназна-чены для съемки при размещении их на плече оператора, вес их составляет до 10 кг., обладают сред- ней устойчивостью без применения специальных стабилизационных устройств. Применяются для съемки на натуре (природе) , на подвижных транспортных средствах (автомобилях, вертолетах, тор- педных катерах и др. Штативные КСА предназначены для съемки  на специальных штативах, подвиж-ных тележках в студиях, павильонах и в других стационарных условиях. Стабилизация таких КСА коне чно самая высокая, вес их составляет до 200 кг. По конструкции КСА конечно значительно сложнее чем фотоаппаратов, так как они имеют механизмы прерывистого движения кинопленки, большие объемы ленточного носителя (до 300  для штативных исполнений). Процесс работы КСА легко прос-матривается по его кинематической схеме (рис.12,а). где свет от объекта съемки после фокусировки попадает на неподвижную кинопленку, расположенную в окне фильмового канала и (стр.1)

Комментарии: 6

Артамонова Елена Николаевна

Восхищает энтузиазм Евгения Николаевича, его преданность на протяжении многих лет делу развития и усовершенствования записи-воспроизведения неподвижных и подвижных изображений.Дальнейших успехов.

Травников Евгений Николаевич

Спасибо за восхищенную оценку моего доклада, профессионально я кино- техникой занялся 1.01 1956г, работая помощником киномеханика. потом киномехаником второй категории в клубе "Киевспецстрой".Потом в жизни это начало мне помогало во всей моей научной и преподавательской деятельности по созданию новой военной технике в ВПК. Еще раз спасибо, Ваш конструктор, преподаватель, ИЗОБРЕТАТЕЛЬ, писатель и поэт ЕНИТ.

Кайда Светлана Владимировна

Статья понравилась. Хорошо раскрыты тенденции развития и перспективы, а так же описана история появления оптико-механических способов записи изображений с химической фиксацией носителя информации. Доклад заслуживает высокой оценки, проделана большая аналитически-исследовательская работа.

Травников Евгений Николаевич

Спасибо уважаемая Светлана, целую Ваши ручки вымирающая рептилия, Вы уже не раз и не в одном моем докладе как путеводная Звезда! Всегда Ваш лучший конструктор промышленности средств связи СССР за 1987 год.

Выходец Александр Михайлович

Актуальная попуклярная статья. Химическая фиксация носителей информации должна вызвать интерес у тех, кто занимается вопросами материаловедения, и вопросами информации. К сожалению, отсутствует какая-либо теория, но зато имеется прибор и инструментарий для проведения работ. Главный вывод - это то, что химическая фиксация носителей итнформации является вполоне реальной.

Травников Евгений Николаевич

Спасибо уважаемый Vihodec, наверно Вы относитесь к молодому поколению, которому не безразличны те, кто когда-то создавал новейшую технику регис- трации информации, в частности в ВПК, Еще раз спасибо, Ваш ЕНИТ.
Комментарии: 6

Артамонова Елена Николаевна

Восхищает энтузиазм Евгения Николаевича, его преданность на протяжении многих лет делу развития и усовершенствования записи-воспроизведения неподвижных и подвижных изображений.Дальнейших успехов.

Травников Евгений Николаевич

Спасибо за восхищенную оценку моего доклада, профессионально я кино- техникой занялся 1.01 1956г, работая помощником киномеханика. потом киномехаником второй категории в клубе "Киевспецстрой".Потом в жизни это начало мне помогало во всей моей научной и преподавательской деятельности по созданию новой военной технике в ВПК. Еще раз спасибо, Ваш конструктор, преподаватель, ИЗОБРЕТАТЕЛЬ, писатель и поэт ЕНИТ.

Кайда Светлана Владимировна

Статья понравилась. Хорошо раскрыты тенденции развития и перспективы, а так же описана история появления оптико-механических способов записи изображений с химической фиксацией носителя информации. Доклад заслуживает высокой оценки, проделана большая аналитически-исследовательская работа.

Травников Евгений Николаевич

Спасибо уважаемая Светлана, целую Ваши ручки вымирающая рептилия, Вы уже не раз и не в одном моем докладе как путеводная Звезда! Всегда Ваш лучший конструктор промышленности средств связи СССР за 1987 год.

Выходец Александр Михайлович

Актуальная попуклярная статья. Химическая фиксация носителей информации должна вызвать интерес у тех, кто занимается вопросами материаловедения, и вопросами информации. К сожалению, отсутствует какая-либо теория, но зато имеется прибор и инструментарий для проведения работ. Главный вывод - это то, что химическая фиксация носителей итнформации является вполоне реальной.

Травников Евгений Николаевич

Спасибо уважаемый Vihodec, наверно Вы относитесь к молодому поколению, которому не безразличны те, кто когда-то создавал новейшую технику регис- трации информации, в частности в ВПК, Еще раз спасибо, Ваш ЕНИТ.
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.