1. Зарождение фотографии
В основе фотографии лежат два явления. Первое из них заключается в том, что с помощью увеличительного стекла — лупы — можно получить на плоской поверхности, например на листе белой бумаги, световое изображение окружающих нас предметов. В основе второго явления лежит способность света оказывать на некоторые вещества такое воздействие, при котором изменяется состав вещества (такие вещества называются светочувствительными).
Не следует думать, что фотография была открыта внезапно. Изобретение фотографии является результатом труда многих деятелей науки на протяжении нескольких поколений.
Свойство увеличительного стекла — лупы — давать изображения предметов стало известно людям ещё в XVI веке. Так, в одной из книг, написанной ещё в 1570 году, описан способ получения изображения с помощью такого стекла: «Надлежит закрыть все окна так, чтобы не оставалось ни одной щели, через которую мог бы проникнуть свет. Но в одной из ставней надо сделать круглое отверстие в мизинец диаметром и у отверстия поместить чечевицеобразное стекло. Если против стекла повесить бумагу или белое полотно, то все предметы, освещённые солнцем, какие находятся и движутся на улице, представятся на полотне, как антиподы (вверх ногами), и что с правой стороны, то налево… Увидишь и лица проходящих людей, платья, цвета, движения — всё как будто происходит вблизи. Зрелище так приятно, что нельзя надивиться».
Этот опыт может проделать каждый из наших читателей, вооружившись лупой и листом бумаги. Можно не закрывать ставен в комнате. Достаточно отойти вглубь комнаты, подальше от окна, и, взяв в одну руку лупу, а в другую лист бумаги, расположить их так, чтобы свет из окна падал сквозь лупу на бумагу. При определённом расстоянии между бумагой и лупой на бумаге появится достаточно хорошо видимое уменьшённое и перевёрнутое изображение окна и предметов, расположенных на подоконнике и за окном, на улице.
Этим свойством увеличительного стекла в первую очередь воспользовались художники. Получая с помощью лупы изображение на бумаге, они обводили очертания изображения карандашом и пользовались этими зарисовками для своих картин. Появился даже специальный прибор, так называемая камерa-обскура, что означает— тёмная коробка. Это — ящик, в передней стенке которого укреплялась лупа, а в заднюю стенку вставлялась рамка с листом полупрозрачной бумаги.
Так как обводить перевёрнутое изображение было неудобно, камеру-обскуру в дальнейшем усовершенствовали. Внутрь ящика стали помещать плоское наклонное зеркало. Зеркало направляло лучи света, идущие от лупы, на крышку ящика и «перевёртывало» изображение (рис. 1).
Рис. 1. Предок современного фотоаппарата — камера-обскура.
Как мы увидим дальше, принцип устройства камеры-обскуры полностью сохранился до наших дней и используется в современных фотоаппаратах.
Таким образом способ получения светового (но только светового) изображения предметов был найден ещё в середине XVI века. Тогда же возникла мысль «поймать» это изображение, запечатлеть его, не пользуясь карандашом или красками.
Необходимо было пропитать или покрыть бумагу таким веществом, которое изменялось бы под действием света. Тогда лучи света оставят на бумаге изображение предмета. Но такое вещество долго не удавалось найти.
Между тем многие происходящие в природе явления убеждали людей в том, что вещества, чувствительные к свету, существуют. Так, например, было замечено, что от длительного действия света выцветают в комнате обои, «выгорают» ткани.
Наблюдая за подобными явлениями, учёные пытались использовать их для улавливания изображения, получавшегося в камере-обскуре. Было перепробовано множество самых различных веществ.
Уже в XVI веке для этой цели было применено химическое соединение — хлористое серебро, которое обладало свойством сравнительно быстро темнеть под действием света. Позднее такое же свойство было обнаружено и у других соединений серебра, например у йодистого и азотнокислого серебра. Этими веществами стали пропитывать бумагу, чтобы запечатлеть на ней изображение в камере-обскуре. Однако такие попытки не давали желаемых результатов. Бумага темнела сравнительно быстро только под прямыми лучами солнца, но для того, чтобы получить хотя бы слабое изображение в камере-обскуре, требовалось много часов.
Так обстояло дело на протяжении почти трёх столетий. Лишь в начале XIX века было обнаружено, что кратковременное действие света на некоторые светочувствительные вещества может быть усилено последующей химической обработкой этих веществ. Иными словами, слабое, едва заметное и даже совсем незаметное изображение, которое образуется под действием света на бумаге или пластинке, покрытой светочувствительным веществом, можно усилить во много раз и сделать хорошо видимым с помощью других веществ. Это и было началом фотографии.
Так камера-обскура превратилась в фотоаппарат, с помощью которого 110 лет назад были получены первые фотографические снимки.
В качестве светочувствительного вещества было применено йодистое серебро. Для получения этого вещества зеркально отполированные серебряные пластинки помещали в ящик, на дне которого в открытой чашке находился иод. Под действием паров йода на поверхности пластинки постепенно образовывался тонкий слой светочувствительного йодистого серебра.
Съёмка на таких пластинках продолжалась 3–4 минуты, после чего пластинку уже в темноте или при очень слабом освещении переносили в закрытый ящик и помещали над блюдцем со ртутью.
Здесь пластинку оставляли на несколько часов. Под действием паров ртути на тех участках пластинки, на которые действовал свет, образовывалась так называемая амальгама (раствор серебра в ртути) белого цвета. С остальной поверхности пластинки йодистое серебро удаляли, обнажая её зеркальную поверхность.
Полученный таким образом снимок был зеркальноотражённым, то-есть предметы, находившиеся справа, на снимке получались слева, и наоборот. Рассматривать его надо было под некоторым углом к свету: тогда серебряные места казались тёмными, а места, покрытые белой амальгамой, светлыми.
Так впервые были получены фотографические снимки. Качество их было невысоким, и стоили они очень дорого. Однако сходство с натурой было так велико, а способ получения снимков так прост, что фотография с необычайной быстротой распространилась по всему миру.
Человек, который хотел получить свой портрет, должен был просидеть перед аппаратом под лучами солнца несколько минут. Чтобы снимающийся не сдвинулся с места, под голову его подставляли приспособление, напоминающее ухват! Чтобы усилить отражение солнечных лучей, лицо и руки посыпали белой пудрой.
В 1839 году первый русский фотограф С. Л. Левицкий сделал в Петербурге первые фотографические снимки. Им же впервые были изготовлены художественные снимки — виды Кавказа, за которые на Парижской выставке в 1851 году он получил медаль. Это была первая медаль, присуждённая за фотографические работы.
К пятидесятым годам прошлого столетия фотографированием занимались уже тысячи людей. Многие из них занялись усовершенствованием фотографического способа, и уже спустя десять лет йодосеребряные пластинки вышли из употребления. Появились стеклянные фотопластинки, покрытые тонким слоем светочувствительного вещества. При приготовлении таких пластинок их обливали жидким коллодием[1], содержащим иод, давали коллодию застыть, а затем погружали пластинку в раствор азотнокислого серебра, в котором коллодионный слой становился светочувствительным.
Для фотосъёмки на таких пластинках требовались уже не минуты, а секунды. Но съёмку надо было производить на сырых, ещё не высохших пластинках, так как после высыхания слой терял свою светочувствительность. По этой причине пластинки нельзя было заготовлять впрок; их приходилось готовить непосредственно перед съёмкой.
Изображение на таких пластинках получалось невидимым, скрытым и проявлялось, то-есть становилось видимым, только после погружения пластинки в специальный раствор, называемый проявителем. Этот раствор содержал галловую кислоту. Проявленное изображение нужно было закрепить, или, как говорят, зафиксировать. Для этого пластинки погружались в раствор бромистого калия (фиксажный раствор). Вскоре бромистый калий был заменён другим химическим веществом — гипосульфитом, который применяется в фиксажных растворах и сейчас. Особенность этого способа, названного мокрым коллодионным способом, заключалась в том, что изображение на пластинке получалось обратным натуре: тёмные предметы получались светлыми (точнее — прозрачными), а светлые — тёмными. Такое изображение называется негативом (рис. 2).
Рис. 2. Негатив.
Для получения изображения, соответствующего действительности, под негатив подкладывали лист бумаги, покрытый, как и пластинка, светочувствительным слоем коллодия. Свет, проходя через прозрачные места негатива, освещал бумагу, и после проявления эти участки бумаги темнели. Места бумаги, расположенные под тёмными участками негатива, освещались слабо либо совсем не освещались и после проявления слегка темнели или оставались совсем белыми. Таким образом тёмные и светлые участки негатива на бумаге как бы меняли свои места. Изображение получалось правильным, или, как его называют, позитивным (рис. 3).
Рис. 3. Позитив.
Мокрый коллодионный способ совершил подлинную революцию в фотографии. Качество снимков значительно улучшилось. Правая и левая стороны изображения были уже правильно расположены. Появилась возможность просто и неограниченно размножать фотографические снимки. Стоимость снимков значительно снизилась, и фотография стала более доступным занятием. Появились первые фотолюбители; число их быстро росло.
Взгляните на рисунок 4. На нём изображён фотограф-турист середины прошлого столетия. Не лёгок был труд первых фотографов. Чтобы сделать несколько снимков, приходилось брать с собой не только фотоаппарат, стеклянные пластинки, проявитель, закрепитель и другие принадлежности, но и складную тёмную палатку — фотолабораторию. Ведь пластинки надо было приготовлять перед самой съёмкой, а делалось это в затемнённом помещении.
Рис. 4. Фотограф-турист середины прошлого столетия.
С тех пор прошло сто лет. За это время фотография значительно видоизменилась и усовершенствовалась, но принцип, положенный в основу мокрого коллодионного способа — разделение фотографии на два процесса: негативный и позитивный, сохранился до наших дней.
Не забыт и сам мокрый коллодионный способ. Он с успехом применяется по настоящее время в полиграфическом производстве (см. стр. 52), хотя во всех других областях применения фотографии он давно уже вышел из употребления.
Современные фотографические аппараты и светочувствительные фотопластинки и плёнки позволяют фотографировать не только днём, но и в ночные часы при свете небольших электрических ламп. Сейчас не составляет труда запечатлеть на фотоснимке быстро мчащийся автомобиль или летящий самолёт, спортсмена в момент его прыжка, полёт птиц и т. п.
Светочувствительные пластинки, плёнки и бумага приготовляются теперь впрок и могут сохраняться годами. Фотоаппараты стали удобными и маленькими. Фотоаппарат и запас светочувствительных плёнок на 100 и больше снимков можно уложить в карман.
Посмотрим теперь, как устроены современные фотографические аппараты и как получаются фотографические снимки.