Despre sensibilitatea ISO

Despre sensibilitatea ISO

Stratul fotosensibil al filmului fotografic contine cristale de bromura de argint dispersate intr-o masa de gelatina. La nivelul unui de cristal de bromura lovit de un foton are loc un transfer de electroni care are ca efect aparitia unui atom liber de argint. Atomul de argint liber serveste drept catalizator in reactia redox in timpul developarii. Pentru a reduce intregul cristal in argint metalic, sunt suficienti 2 - 4 atomi liberi de argint.

Cu cat cristalul are un volum mai mare, cu atat cresc sansele ca, in timpul expunerii la lumina, sa fie lovit de un foton. Cu alte cuvinte, un cristal de mari dimensiuni va dobandi mai rapid un atom de argint metalic, comparativ cu unul mai mic, daca ambele sunt supuse la actiunea aceluiasi flux de fotoni. Ca atare, un film fotografic in care se afla granule de mari dimensiuni va fi impresionat mai rapid dacat filmul in carui structura se afla cristale de dimensiuni mai mici. Deci filmul cu cristale mai mari va avea nevoie de un timp de expunere la lumina mai mic adica va avea sensibilitate mai mare decat unul cu cristale mai mici.

Filmele cu sensibilitate mica, dupa developare, produc granule fine de argint metalic. Se spune despre ele ca sunt filme de granulatie fina si rezolutie ridicata. Negativele cu granulatie fina pot fi marite mult. Din contra, filmele cu sensibilitate ridicata, dupa developare produc granule mari de argint metalic si au deci o rezolutie mai scazuta. La mariri mari, granulatia devine vizibila.

Kodak a pus la punct o tehnologie de cristalizare a bromurii de argint in urma careia se obtin cristale foarte plate (asa numitele cristale 'T'); acestea au avantajul ca expun la lumina o suprafata considerabil marita in raport cu masa. Prezinta deci avantajul sensibilitatii unor cristale de mari dimensiuni dar, avind masa mica, granulatia se pastreaza fina.

Filmele moderne utilizeaza metode complexe de crestere a sensibilitatii, cum ar fi: maturatia in conditii speciale a cristalelor de bromura de argint, adaosul de substante sensibilizante, etc.

Masurarea sensibilitatii filmului se face in conformitate cu normele ISO (International Organization for Standardization ISO 5800:1987) si a intrat in vocabularul curent sintagma 'sensibilitate ISO'.

Sandardul ISO are in prezent acceptate doua scale:
- una liniara, in care dublarea sensibilitatii filmului este marcata prin dublarea valorii ISO
- una logaritmica: dublarea sensibilitatii filmului este marcata prin cresterea cu 3 unitati ISO
Sensibilitatea ISO este marcata pe ambalajul filmelor, de exemplu ISO 100/21; pentru film de doua ori mai sensibil la lumina, marcajul va fi: ISO 200/24.

Scala liniara ISO corespunde vechii scale americane ASA (American Standard Association), iar cea logaritmica este echivalentul scarii germane de sensibilitate DIN (Deutsches Institut fur Normung).

Echivalentele sensibilitatii filmelor

Inregistrarea sub forma unui grafic a innegririi (densitatii optice) a filmului in raport cu lumina incidenta duce la obtinerea unei curbe in forma de 'S' pe care se disting 5 regiuni:

- pentru nivele mici de iluminare (zona A), filmul nu reactioneaza; innegrirea este data de voalul general si de pierderile prin absorbtia luminii ce traverseaza suportul din poliester

- a doua regiune (zona B) apar primele urme de innegrire, dar corelarea dintre iluminare si innegrire se face dupa o ecuatie de grad superior si caracterizeaza subexpunerile severe.

- a treia regiune (zona C) se caracterizeaza prin innegrire proportionala cu iluminarea si este practic dreapta; la filmele uzuale aceasta zona se intinde pe 8 - 10 indecsi de expunere. Subiectele uzuale au, intre zonele umbrelor si zonele luminilor un interval de 5 - 6 trepte de expunere si se pot incadra in intervalul amintit. Usoara supraexpunere sau usoara subexpunere nu duce la alterarea raportului dintre umbre si lumini de pe filmul negativ. Capacitatea filmului de a suporta sub sau supra-expuneri poarta numele de toleranta la expunere. Chiar daca filmul este mai transparent sau mai opac, copierea pe hartie poate fi ajustata in asa fel incat rezultatul final sa fie corect. Panta dreptei (cunoscuta si ca gamma) caracterizeaza contrastul sau gradatia filmului analizat. O panta lenta (film cu contrast redus, gamma mic) suporta contraste mai mari la nivelul subiectului, comparativ cu un film cu panta abrupta (film cu contrast si gamma mare,). Panta abrupta determina si o reducere a tolerantei la expunere. In general filmele de sensibilitate mica au panta abrupta, deci sunt filme contrast si cu toleranta mai mica la expunere; filmele cu sensibilitate mare au panta mai lenta, deci au contrast mai redus si poseda o toleranta crescuta la expunere.

- a patra regiune a graficului (zona D) se caracterizeaza prin diminuarea sporului de innegrire in raport cu cresterea iluminarii (curba dupa o ecuatie de grad superior) si caracterizeaza supraexpunerile severe;

- a cincea regiune (zona E)este din nou dreapta si arata ca filmul nu se mai innegreste suplimentar, in ciuda cresterii iluminarii; a ajuns la limita maxima de innegrire.

Corelatia dintre innegrire si iluminare poarta numele de curba Hurter-Driffield si raporteaza densitatea optica a negativului la logaritmul expunerii masurata in lucsi / sec.

Daca un film de o sensibilitate data, este expus in zona C, fotograful poate folosi aproape orice combinatie de timpi de expunere si diafragme care sa produca indicele de expunere necesar scenei. O scurtare a timpului de expunere va trebui compensata cu o crestere a diafragmei de lucru si invers. De exemplu daca pentru un subiect anume, indicele de expunere determinat de exponometru este de 11 I.E., fotograful poate utiliza, cu rezultate similare in ceea ce priveste gradul de innegrire al negativului, perechile: f cu 1/30 sec sau f:5,6 cu 1/60 sec, etc. Utilizarea unor perechi echivalente de timpi de expunere si diafragme poarta numele de legea reciprocitatii.

Daca insa iluminarea este foarte redusa, numarul de fotoni care traverseaza obiectivul si penetreaza in stratul fotosensibil este foarte mic. Pentru desfasurarea corecta a proceselor electrochimice descrise in paragrafele de mai sus, este nevoie de un un anumit debit minim de fotoni in unitatea de timp. Debite mai mici de fotoni conduc la incetinirea reactiilor electrochimice si au drept rezultat scaderea gradului de innegire. Aceasta situatie este cunoscuta ca 'abatere de la legerea reciprocitatii'. O situatie similara apare si in cazul unor iluminari foarte puternice, care impun timpi scurti de expunere, de ordinul zecimilor de miimi de secunda.

In general sensibilitatea filmului este fixa, data de producator. Exista insa filme, de ex. Ilford Delta 3200 care are o sensibilitate reala de ISO 1000, dar care poate fi folosit ca avind sensibilitati mai mari, de pana la ISO 3200 dar trebuie developat un timp mai lung (push proces) pentru a obtine rezultate corecte.

Sensibilitatea ISO la captatorii digitali
Captatorii digitali au o sensibilitate fixa, dependenta de tipul constructiv si de procesul tehnologic. Pentru a veni in sprijinul fotografilor, producatorii au inclus proceduri speciale prin care sa poata fi amplificat semnalul brut, furnizat de fiecare fotosit din captator.

Amplificarea se poate realiza asupra semnalului analogic, furnizat direct din fotosit, sau poate fi amplificat semnalul digital, obtinut dupa conversia semnalului analog in semnal digitala. Fiecare producator stabileste o anumita procedura si o anumita proportie intre cele doua modalitati de amplificare a sensibilitatii. Spre deosebire de filme, unde cresterea sensibilitatii se asocia cu o granulatie marita, la camerele foto digitale, cresterea sensibilitatii se insoteste de o crestere a zgomotului din imagine, cu innecarea detaliilor fine.

Determinarea sensibilitatii camerelor digitale se face conform normelor International Organization for Standardization ISO 12232:1998. In linii mari, sensibilitatea ISO a camerele foto digitale corespunde cu cea a filmelor echivalente.