Дмитрий КАТКОВ,
Андрей НОВИКОВ

Не секрет, что наряду с распространением цифровой фототехники среди фотолюбителей, возродился и приутихший было интерес к инфракрасной фотосъёмке. Несмотря на то, что некоторым препятствием на их творческом пути всё ещё являются ощутимая цена и особенно недоступность инфракрасного светофильтра, постоянные читатели нашего фотожурнала уже знают, что вместо него можно использовать кусок незасвеченной и проявленной слайдовой плёнки. В этой статье мы пойдём ещё дальше и посмотрим, а что же у нас получится при съёмке через засвеченную негативную плёнку, или, что уж совсем ни в какие ворота не лезет - через плёнки, обработанные по cross-процессам!

История болезни
Прежде чем начать, расскажу об Андрее Новикове, неутомимом исследователе, без которого эта статья не появилась бы на свет. Как вы наверное знаете, иногда я читаю семинары на темы фотографирования. На одном из них, посвящённом инфракрасной и ультрафиолетовой съёмке, я и познакомился с Андреем - молекулярным биологом, работающем в одном из институтов, имеющих отношение к генетике. Он сказал, что в свободное от проектирования генно-модифицированных колбас время мог бы сделать действительно полезное дело - провести спектральный анализ наших с вами самодельных фильтров на вверенном ему спектрофотометре. Это позволило бы нам сделать выводы о пригодности (или непригодности) таких фильтров к творческой фотосъёмке. Я с радостью согласился, ведь не каждый день появляется возможность попользоваться уникальным спектрофотометром ценой около 100тыс долларов.¹.

И вот, пока я занимался своим Фотоклубом, Андрей даром времени не терял. Энергии его любопытства просто не было предела! Казалось, он просветил на своём спектрофотометре, всё, что только возможно! Затем он вдруг вспомнил, как на семинаре я говорил, что вместо покупного инфракрасного светофильтра можно использовать кусочек незасвеченной, но проявленной плёнки FUJI Velvia. В результате им были куплены и просвечены всевозможные плёнки, как негативные, так и позитивные, обработанные по всем возможным процессам, включая даже cross-процессы E-6 по C-41 и C-41 по E-6! После этого у меня затеплилась надежда, что среди них, может быть найдётся, наконец, недорогая замена очень редким фильтрам для съёмки в ультрафиолете.

Отвлекусь. А знаете ли Вы, что сам факт сдачи в проявку неэкспонированных (или наоборот - безнадёжно засвеченных) плёнок уже говорит многое сотрудникам фотолаборатории о состоянии Вашего психического здоровья? Мне пришлось приложить немало усилий, чтобы наконец приручить приёмщиц одной из профессиональных лабораторий в центре Москвы сохранять невозмутимый вид и не подмигивать друг другу хотя бы на время моего присутствия. Поэтому, на вопрос Андрея где можно проявить все эти кипы незасвеченных плёнок, я посоветовал ему обратиться именно туда. Со слов Андрея, в указанной лаборатории после некоторого замешательства всё действительно приняли в работу. И понимающе добавили, что тут один чудак недавно уже делал нечто похожее - купил пять слайдовых плёнок и тут же сдал их в проявку! На что Андрей радостно закивал головой - да, да, все нормально, мы из одной палаты. Я бы добавил - палаты номер Е-6, со спектрофотометром.

Пищу для размышлений по поводу дальнейших безумных экспериментов подала приёмщица, спросив по какому процессу проявлять. Действительно, интересно, что получится при исследовании пленок после cross-процессов С41-Е6? Что получится при проявлении негатива по обратимому процессу Е-6, - позитив? Что надо делать, чтобы получить пленку чёрного цвета при проявке негатива по Е-6,- засветить или наоборот оставить как есть? А для слайда? И, самое главное - на что будут похожи фотографии, снятые через кусочки проявленных таким образом плёнок? В общем, чем дальше, тем становилось всё интереснее!

Итак,
перейдём теперь к делу. Если Вы занимались когда-нибудь плёночной фотографией, то наверняка помните те чёрные, кажущиеся непрозрачными обрезки концов плёнки, которые Вы, скорее всего, выбрасывали в корзину. На деле оказывается, что эти кусочки плёнки не являются совсем уж непрозрачными: посмотрите через них, к примеру, на солнце или на настольную лампочку. Более того, оказалось, что через такие кусочки плёнки можно фотографировать, скажем, на цифровую камеру и получать весьма интересные фотографии! К примеру, снимая через проявленный незасвеченный слайд, сделанный из Вельвии, можно получить снимки в инфракрасном диапазоне, почти не уступающие своим законнорожденным собратьям, снятым с применением покупного фильтра. Впрочем, на Вельвии мы подробно останавливаться не будем, поскольку ранее я уже написал целую статью на эту тему: "Инфракрасная фотосъёмка без инфракрасного светофильтра". Поговорим лучше о свойствах фильтров, сделанных из других плёнок, причём не только слайдовых.

Как известно, цветные плёнки бывают негативными и обращаемыми, и обрабатываются они, соответственно, по негативному процессу C-41 и обратимому процессу E-6. Комбинируя в различных сочетаниях плёнки и процессы, мы получаем четырёх "подопытных кроликов":

Таблица 1. Типы фотохимических процессов

Плёнка\Процесс	Обратимый процесс E-6	Негативный процесс C-41
Обращаемая (слайдовая)	1. Слайд	2. Негатив по cross-процессу
Негативная	3. Слайд по cross-процессу	4. Негатив

Поскольку начальной целью наших экспериментов была попытка заглянуть за кулисы видимого диапазона, то полученные в конце-концов плёнки должны были быть чёрными и с виду непрозрачными (согласитесь, что прозрачная плёнка пропускает видимые лучи). Поэтому нам осталось решить вопрос, засвечивать или нет те или иные плёнки, чтобы после обработки все плёнки у нас получились чёрного цвета. Подсказку привожу в таблице.

Таблица 2. Что делать с плёнкой, чтобы после обработки она была чёрного цвета

Плёнка\Процесс	Обратимый процесс E-6	Негативный процесс C-41
Обращаемая (слайдовая)	Не засвечивать	Засвечивать (в результате процесса получаем негатив)
Негативная	Не засвечивать (в результате процесса получаем слайд)	Засвечивать

Как я уже упомянул, в то время, как на улице была весна и девушки разминались перед генеральным наступлением, Андрей бегал по магазинам за плёнками, обрабатывал их по всем этим процессам, и тут же анализировал полученные образцы на спектрофотометре. Затем Андрей отдал их мне для полевых испытаний на натуре, снабдив полученными графиками. Давайте я вначале расскажу об результатах полевых работ, а анализ спектральных кривых и самое главное - выводы, оставим на десерт, для самых стойких оловянных солдатиков.

Внимание - снимаю!
В принципе, некоторые предположения можно было сделать уже из анализа полученных спектральных характеристик. Беглое ознакомление с ними не исключало, что среди наших фильтров попадутся такие, которые позволят нам подмешивать к ИК и УФ хотя бы немного естественных цветов видимого диапазона, чтобы дать возможность цифровой инфракрасной фотографии обрести более натуральный цвет, чем она имеет сейчас. Я знал, что в нашей палате есть и другие коллеги, одержимые той же идеей, которые пытаются обойти эту проблему наложением кадров, заменой каналов и другими компьютерными методами. Посмотрите, например, полученное таким образом цветное ИК в статьях Татьяны Кузьминой "Цветная инфракрасная съёмка", Александра Войтеховича "Цифровая инфракрасная фотография" и в статье "Цветное ИК: комментарий неэксперта" Марины Рогожиной.

Но, посудите сами. Вот у нас с Вами есть некие графики. При съёмке, на эти графики накладываются графики характеристик матрицы и графики пропускных способностей стекла объектива. В результате Вы получаете уже совсем другие графики, в которых сам чёрт ногу сломает. Поэтому в нашем деле конечным критерием истины является само изображение, и было бы очень интересно посмотреть на то, что получится в результате фотографирования через наши самодельные фильтры.

Из всего ассортимента для полевых испытаний мы выбрали 4 плёнки:
• слайдовую KODAK E100VS, обработанную по обратимому процессу E-6,
• негативную FUJI Superia Reala 100, обработанную по негативному C-41,
• слайдовую FUJI Provia 100F, обработанную по кросс-процессу C-41 и, наконец,
• негативную FUJI Superia Reala 100, по кросс-процессу E-6.
Все плёнки были широкоформатными, формата 120.

Кроме этого, "у меня с собой было" слайдовая FUJI Velvia 100F, обработанная по обратимому процессу, многократно испытанная ранее и прекрасно зарекомендовавшая себя в качестве заменителя инфракрасного светофильтра и промышленный, очень редкий фильтр SCHOTT UG-1, пропускающий ультрафиолет и некоторую часть ИК. Эти два фильтра пригодятся нам в качестве эталонов для сравнения. Ну и конечно же, при мне был цифровой фотоаппарат Nikon D70², способность матрицы которого работать с ИК и УФ уже была многократно доказана мною ранее. Кстати, если Вы захотите присоединиться к нам, то скажу, что и другие цифровые камеры видят ИК и УФ, в большей или меньшей мере, причём камеры прежних лет выпуска видят лучше новых, а мыльницы - лучше, чем зеркалки.

Поскольку нас, в основном, интересуют ИК и УФ, давайте оценим дружелюбность этих фильтров отдельно к ИК, и отдельно к УФ.

Начнём с ИК.
Как известно, признаками инфракрасного пейзажа являются потемнение неба, увеличение контраста облаков, и посветление зелени, содержащей хлорофилл. Всем этим требованиям (небо, облака и хлорофилл) соответствует пейзажик с дубом, уже успевший порядком надоесть нашим читателям - вот на нём то я и решил вновь потренироваться. Результат, немного причёсанный в ФШ ³, и комментарий специалиста привожу в таблице.

Таблица 3. Проверка пропускаемости фильтром инфракрасного излучения

Фильтр	Полученные изображения	Вывод специалиста
Без фильтра		Дуб дубом
FUJI Superia Reala 100 (120), обработанная по процессу С-41		Концептуально
FUJI Superia Reala 100 (120), обработанная по кросс-процессу E-6		Уже лучше. Посмотрите - небо слегка притемнилось, облака выглядят контрастно - всё это верные признаки действия ИК. А вот яркость зелени не изменилась, хотя её малиновый цвет может ввести неокрепших в заблуждение.
KODAK E100VS (120), обработанная по процессу E-6		Любопытно! Небо стало ещё темнее, облака - ещё контрастнее, а зелень повсеместно посветлела. Вне всяких сомнений, это - инфракрасный снимок, хотя и с ощутимой примесью какой-то другой части спектра (поскольку он цветной).
FUJI Velvia 100F (120), обработанная по процессу E-6		Хорошо, в инфракрасном смысле этого слова (впрочем, в Вельвии никто и не сомневался). Сравнивая с Кодаком E100VS, следует отметить отсутствие у Вельвии УФ-составляющей (это плюс), и низкий контраст на небе (это минус). Придётся повозиться в Фотошопе.
FUJI Provia 100F (120), обработанная по кросс-процессу C-41		Очень интересно! Хотя инфракрасные прелести (яркость неба и листвы), недотягивают даже до Кодака E100VS, цветом снимок напоминает изображения, снятые в комбинированном диапазоне УФ + ИК (посмотрите образец ниже). Одни фиолетовые облака чего стоят! Позже обязательно проверим восприимчивость этого фильтра к УФ!
UG-1		Привожу для сравнения это изображение, снятое в комбинированном ИК+УФ диапазоне с использованием промышленного светофильтра. Всё, что красное - отражает ИК, что фиолетовое - светится УФ.

Теперь займёмся УФ.
Чтобы изучить ультрафиолетовые свойства полученных фильтров, нам придётся вспомнить, что некоторые цветы в ультрафиолете имеют необычный вид. Например, Лапчатка гусиная (Potentilla anserina), будучи при обычном свете равномерно жёлтой, в ультрафиолете приобретает двухзонный окрас: середина темнеет, периферия светлеет. То же самое, в чуть меньшей мере, относится и к обычным одуванчикам (Taraxacum). Поскольку в то время, когда я проводил эксперименты, лапчатка уже отцвела, пришлось тренироваться на одуванчиках. Итак, снимаем, и внимательно высматриваем двузонный окрас!

Таблица 4. Проверка пропускаемости фильтром ультрафиолета

Фильтр	Результат измывательств	Вывод специалиста
Без фильтра		Обычный одуванчик
FUJI Superia Reala 100 (120), обработанная по процессу С-41		Вожделенной двухзонности цветка не наблюдается. Значит, этот фильтр не пропускает УФ
FUJI Superia Reala 100 (120), обработанная по кросс-процессу E-6		Мнительному читателю может показаться, что середина цветка темнее его периферии. Но это не тот "ультрафиолет", который нам нужен.
KODAK E100VS (120), обработанная по процессу E-6		Уже интереснее. Двухзонность налицо, но середина почему-то выглядит светлее периферии, хотя всё должно быть наоборот. Тема для диссертации, однако...
FUJI Provia 100F (120), обработанная по кросс-процессу C-41		Как и предполагали по фотографии с дубом, это самый ультрафиолетовый образец из тестируемых. Двухзонность хорошо заметна даже слепому, и сердцевина темнее периферии. Но почти полная УФ-непрозрачность материала плёнки даёт о себе знать, и скорее всего, вместо УФ мы наблюдаем дальнюю фиолетовую область. Для начала сойдёт, но для более серьёзного романа с ультрафиолетом требуется настоящий фильтр, образец см. ниже.
UG-1		Для сравнения привожу эталонный образец ультрафиолетового одуванчика, снятый с использованием промышленного светофильтра.

Разглядываем графики: как много нам открытий чудных...
Первым делом привожу спектр и общий график, на котором приведены кривые спектрального поглощения для плёнок, через которые мы фотографировали. На этом и последующих графиках границы видимого спектра обозначены двумя чёрными вертикальными линиями (слева - для УФ, справа - для ИК).

Спектр
Источник: http://ru.wikipedia.org

График 1. Кривые оптической плотности четырёх плёнок, протестированных на натуре

Какие можно сделать выводы из этого графика? Присмотревшись, можно увидеть, что независимо от типа плёнок и способа их обработки, все они имеют три пика пропускания, соответствующие трём цветовым слоям эмульсии: а именно на длинах волн 400, 490, 600, плюс ещё один, самый мощный, правее 700 нм. Значит, мы делаем вывод, что попавшие после фильтров на матрицу изображения лежат в цветовом пространстве Cyan-Magenta-Yellow-IR (!), то есть к традиционному CMYK⁴ прибавляется невидимый ИК. При этом воздействие ИК в сотни раз превосходит интенсивность трёх других "братцев" и если бы наши камеры не имели бы встроенного фильтра, существенно поглощающего ИК, то мы попросту не заметили бы остальные цвета. Получившая такую необычную для себя картину, матрица конвертирует и запоминает её уже как RGB, с полным сохранением влияния, вносимого инфракрасным довеском.

Как видите, результат нашего, казавшегося поначалу безумным, эксперимента, оказался совсем не тем, который мы ожидали. Он оказался гораздо лучшим: выбрав плёнку с примерно равным влиянием указанных четырёх цветовых каналов на матрицу нашего фотоаппарата (для Nikon D70 например, ею оказалась KODAK E100VS по процессу E-6) и сделав из неё самодельный фильтр, мы, наконец, смогли получить цветные снимки в комбинированном: видимом + ИК диапазоне! До сегодняшнего дня ни один из выпускаемых промышленностью светофильтров не давал фотолюбителям такой возможности. Теперь мы с Вами можем легко это проделать.

Пейзаж в комбинированном "видимый + ИК" диапазоне.

Посмотрите ещё раз на фотографию из заголовка статьи (привожу её повторно) и убедитесь в том, что небо сохранило свой естественный цвет, равно как и мачта базовой станции на дальнем плане, а о присутствии ИК напоминает яркость неба и изменившая свои цвет и яркость хлорофиллосодержащая растительность.

Говорят, что когда американцы фотографировали марсианскую поверхность, вместо традиционного RGB они использовали расширенное цветовое пространство IR-G-UV, где IR заменил собой красный канал, а UV - синий. Как видите, получить изображения в таком пространстве нам пока не удалось, но всё-таки нам удалось расшириться в инфракрасную область, что очень отрадно.

Следует немного сказать о коррекции цвета этих снимков в графическом редакторе, без которой инфракрасная фотосъёмка не обходится. Из графиков хорошо видно, что уровни пропускания натуральных цветовых каналов C, M и Y у наших фильтров примерно одинаковы, в отличие от четвёртой, куда более сильной инфракрасной составляющей. Поэтому полученные на матрице изображения имеют отчётливую розово-красную тональность по всему полю. Для того, чтобы убрать избыток красного, приходится подтягивать уровни цветовых каналов. Если Вам удастся сделать так, чтобы облака были белыми без примесей оттенков красного, а другие "инфракрасно-независимые" поверхности сохранили при этом свой цвет, значит Вам повезло с фильтром. Если нет - то данный фильтр не подружился с матрицей Вашей камеры и Вам следует попробовать другой фильтр. Либо, другую камеру.

А что же насчёт ультрафиолета, спросите Вы? К сожалению, из спектральных кривых, полученных Андреем на своём спектрофотометре, хорошо видно, что энтузиазм всех плёнок дружно заканчивается в районе ультрафиолетовой границы 400нм (на графике - слева). Скорее всего именно тут начинают действовать ограничения со стороны пластиковой подложки плёнки.

График 2. Кривые оптической плотности всех протестированных плёнок

На этом графике показаны результаты и для остальных плёнок, оказавшихся в нашем распоряжении. Из него видно, что и другие плёнки не очень-то хотят дружить с ультрафиолетом. Кстати, если Вы хотите провести свои собственные исследования полученного материала, то можете воспользоваться файлом в формате Excel с этим графиком и всеми исходными данными для его построения.

Результаты, полученные Андреем, могут нам помочь ещё вот в каком вопросе, давно занимавшем меня. Дело в том, что прежде считалось, что для ИК-съёмки подходят фильтры, сделанные из любых слайдовых плёнок, главное, чтобы они были обработаны по обратимому процессу E-6. Параллельно с этим я периодически получал письма, в которых люди писали мне, что снимки, выполненные с отличными от Fujichrome Velvia плёнками, несколько отличаются цветом от того, которого можно было ожидать. Поэтому вскоре я стал советовать пользоваться только Вельвией, но возможности подтвердить свои сомнения у меня не было. Теперь, с наличием у нас спектральных кривых, мы легко можем решить и этот вопрос.

График 3. Кривые оптической плотности слайдовых плёнок

На этом графике показаны кривые оптической плотности слайдовых плёнок. Действительно, плёнка Fujichrome Velvia (обозначенная как Fuji RVP100F) имеет наименьшую плотность в инфракрасной области. Но куда важнее то, что она менее всех восприимчива к видимому диапазону. Именно это делает её лидером нашей инфракрасной гонки. Следом за ней идёт Fuji Provia 100F, обработанная по кросс-процессу, но её инфракрасные возможности существенно портит хорошая восприимчивость к видимому диапазону. Зато она чуть больше, чем другие плёнки, пропускает ультрафиолет, поэтому именно эта плёнка находится ближе всего к нашей заветной цели: съёмке в комбинированном IR-G-UV диапазоне. Не зря же нас так заинтересовали фотографии, выполненные с её участием!

Остальные две плёнки серии Kodak Ektachrome E100 - высоконасыщенная E100VS и мелкозернистая E100GX, идут ноздря в ноздрю. Причём видно, что обе плёнки действительно пропускают меньше инфракрасного излучения, чем их конкурентки из Страны восходящего солнца.

Подводим итоги
В результате наших, немного сумбурных экспериментов мы узнали, что:

1. Используя самодельный светофильтр из плёнки KODAK E100VS, обработанной по "родному" процессу E-6, можно фотографировать в расширенном диапазоне "видимый свет + ИК". До сих пор мы не имели такой возможности.

2. Плёнка Fujichrome Velvia 100F лучше других подходит в качестве заменителя заводского инфракрасного светофильтра. О чём мы, собственно, и подозревали с некоторых пор.

3. Заменитель фильтра для фотографирования в ультрафиолете из фотоплёнок сделать невозможно, поскольку пластик поглощает ультрафиолет. Ну что же, будем искать другие решения.

4. Фотографируя через фильтр, сделанный из Fuji Provia 100F, обработанной по кросс-процессу С-41, можно получить снимки, отдалённо напоминающие снимки в комбинированном "УФ + видимый + ИК" диапазоне. Конечный результат будет зависить от модели используемой камеры.

Вот, собственно и всё, о чём нам хотелось рассказать. Дерзайте, а мы желаем Вам успеха!

2007 © Дмитрий Катков (текст, фотографии)
2007 © Андрей Новиков (спектрофотометрия)

Что ещё можно сделать:
Обсудить статью на Форуме >>>
Написать Дмитрию Каткову >>>
Написать письмо Андрею Новикову >>>
Скачать .xls файл со всеми графиками
Прочитать статью "Инфракрасная фотосъёмка без инфракрасного светофильтра"
Прочитать статью "Мир глазами пчелы или Секреты ультрафиолетовой фотосъёмки"
Прочитать статью "Цифровая съёмка в комбинированном УФ/ИК диапазоне без специального светофильтра"

Примечания:
1) Использовался плашечный спектрофотометр TECAN SAFIRE II.. Програмное обеспечение: V 1.16 08/2004 Safire2; XFLUOR4SAFIREII Version: V 4.62b.
Спектрофотометр вычисляет оптическую плотность среды (D), измеряя количество прошедшего через измеряемую оптическую среду и попавшего на фотоприемник света (при этом количество излучаемого источником света, прибору известно изначально).
Под оптической плотностью понимается величина, полученная по следующей формуле:
D=lg I₀/I, где I₀ - интенсивность падающего света; I - интенсивность света, прошедшего через среду; D-оптическая плотность в единицах, как десятичный логарифм отношения интенсивности падающего света к интенсивности света, прошедшего через измеряемую оптическую среду.
Предел чувствительности прибора: D = 4.0 (все результаты эксперимента выше этого значения были приравнены к 4.0).

2) При съёмке пейзажа использовался объектив Sigma 28-80мм, а для фотографирования одуванчика был применён объектив Sigma 50мм Macro (вопрос пропускаемости ультрафиолетового излучения оптическим стеклом объектива рассмотрен в статье "Мир глазами пчелы или Секреты ультрафиолетовой фотосъёмки"). Все параметры съёмки устанавливались, естественно, вручную.

3) Вопросы определения правильной экспозиции, наводки на резкость и способов крепления самодельного фильтра к объективу я тут не рассматриваю, поскольку об этом подробно рассказано в других статьях, ссылки на которые привожу тут. Однако замечу, что баланс белого преимуществено выставлялся в "лампы накаливания". Все снимки изначально были выполнены в формате RAW (NEF). При конвертации их в TIFF были подкорректированы экспозиция и баланс белого. В ФШ регулировались яркость, контраст, уровни, цветовая насыщенность и резкость.

4) Цветовое пространство CMYK называется субтрактивным и используется при печати. Обратное ему пространство RGB называется аддитивным и применяется в таких устройствах, как матрицы ЦФК, сканеры, мониторы.