傳統(tǒng)感光材料

對(duì)光敏感，并可記錄光照細(xì)微變化的材料稱為感光材料。常見感光材料主要有傳統(tǒng)感光材料與電子感光材料兩大類。感光材料除對(duì)可見光敏感外，一般還對(duì)紫外線、紅外線及各種放射線等敏感。 傳統(tǒng)感光材料一般指銀鹽感光材料或鹵化銀感光材料。這類感光材料受到光照時(shí)，其中的感光物質(zhì)會(huì)分解，形成潛影，經(jīng)過顯影、定影形成可視影像，并記錄在該感光材料上。傳統(tǒng)感光材料主要包括各種品牌、各種型號(hào)的感光膠片和相紙等。?

銀鹽感光材料的雛形出現(xiàn)在1839年，當(dāng)時(shí)的法國科學(xué)院正式宣布，巴黎著名畫家L.-J.-M.達(dá)蓋爾發(fā)明了世界上第一個(gè)實(shí)用攝影方法，被稱作“達(dá)蓋爾攝影術(shù)”，亦稱銀版攝影術(shù)。他將銅板上鍍的銀與碘蒸汽作用化合為有感光作用的碘化銀，將其放入照相機(jī)內(nèi)曝光，光的作用使碘化銀還原為不同密度的金屬銀。再令水銀蒸汽與其形成銀汞合金影像。定影后即成為一幅正像照片。 同一時(shí)期，英國科學(xué)家W.H.F.塔爾博特也發(fā)明了另一種攝影法——卡羅式攝影法。他采用了沉積有氯化銀的白紙，將其拍攝曝光，用濃食鹽溶液定影，得到了一幅明暗與實(shí)物相反的紙基負(fù)片。再將這幅負(fù)片放在另一張感光紙上，置于日光下曝曬，定影后得到一幅明暗與實(shí)物相同的相片?？梢哉f，這就是銀鹽感光材料的現(xiàn)代負(fù)-正成像體系的前身，于1841年獲得了專利。 感光材料從發(fā)明后，隨著物理化學(xué)科學(xué)水平的發(fā)展而演進(jìn)了100多年。?

達(dá)蓋爾攝影術(shù)的缺點(diǎn)是成本高，不能復(fù)制?？_式攝影法雖能復(fù)印，但因紙基粗糙，復(fù)印出來的影像質(zhì)量不佳。 基于以上原因，英國的一位雕塑家F.S.阿切爾于1851年發(fā)明了“火棉膠攝影法”，將硝化纖維（俗稱火棉）溶于酒精和乙醚中，形成一種黏稠的溶液，將碘化鈉和少量溴化鉀與火棉膠混合均勻，涂于潔凈透明的玻璃上，再將玻璃板放入硝酸銀溶液中，形成碘化銀晶體和溴化銀晶體，即“火棉膠”感光材料。這種感光材料在制備后，必須在火棉膠未干燥之前大約20分鐘內(nèi)立即拍攝、顯影、定影、水洗、晾干，進(jìn)而獲得附著在玻璃板上的一幅明暗與實(shí)物相反的負(fù)像。因?yàn)榛鹈弈z干燥后不透水，藥液無法滲入其中發(fā)生作用，也無法滲出，所以又稱“濕版法”。?

這種感光材料和達(dá)蓋爾攝影術(shù)得到的影像一樣清晰，成本卻不足其十分之一，同時(shí)，它可像塔爾博特式攝影法那樣反復(fù)印制，而影像質(zhì)量卻遠(yuǎn)比塔爾博特式精細(xì)。其感光度比較高，自1851年問世后，不過幾年就把以上兩種攝影法取代了，并且流行了20多年，成為攝影史上一個(gè)比較重要的歷史時(shí)期。?

1871年，英國一名醫(yī)生兼業(yè)余攝影愛好者R.L.馬多克斯（Richard Leach Maddox，1816～1902）發(fā)明了照相“干版”，用明膠作為膠合劑代替火棉膠，將溴化銀與明膠混合后涂于潔凈的玻璃板上，干后即成為感光干版，可以隨時(shí)拍攝。感光干版的發(fā)明，意味著感光材料商品化的條件已經(jīng)成熟。1880年，美國一位20多歲的銀行記賬員G.伊士曼開設(shè)了一所伊士曼干版公司，用自己設(shè)計(jì)的涂布機(jī)正式開始生產(chǎn)攝影用的玻璃干版，向市場銷售。 考慮到玻璃干版不便于攜帶，容易破碎，伊士曼又在1885年制造了一種名為“美國膠片”的感光材料，在一長條形紙基上涂以明膠乳劑，可以連續(xù)拍攝，沖洗后，將乳劑從紙基上剝下來，夾在兩塊玻璃板之間，洗印成照片。這就是世界上最早的卷片。

1888年，伊士曼制造成功一種輕便的、固定曝光的方盒式攝影機(jī)，名叫“柯達(dá)1號(hào)”攝影機(jī)，與“美國膠片”同時(shí)出售。每卷“美國膠片”長6米，可拍直徑為6CM的圓形照片100幅，膠片拍完后，需要連同攝影機(jī)寄回柯達(dá)公司，由公司負(fù)責(zé)沖洗，并裝上新膠片。 1889年，伊士曼用硝化纖維透明片基取代了紙基，為現(xiàn)代膠片奠定了基礎(chǔ)。 在感光材料發(fā)明之后的100多年中，隨著對(duì)影像質(zhì)量要求的提高和需求量的增加，系統(tǒng)研發(fā)力量逐漸增強(qiáng)，融入了越來越多的專業(yè)技術(shù)，形成了一個(gè)富有創(chuàng)造力的感光化學(xué)工業(yè)。并取得了驕人的成績。在感光材料的感光性能和影像結(jié)構(gòu)特性逐步得到改善和提高的過程中，乳劑制備一直是“重頭戲”。因?yàn)楦泄鈩u化銀無法從任何試劑商店中直接買來使用，而是需要讓硝酸銀和鹵化物等物質(zhì)在乳劑制備過程中進(jìn)行反應(yīng)，形成具有感光能力的鹵化銀晶體。 在感色性方面，最初的鹵化銀明膠乳劑只對(duì)藍(lán)光感光，對(duì)其他色光不感光，故而不能正確表現(xiàn)各種色彩的影調(diào)關(guān)系，人稱“色盲片”或“盲色片”。1873年德國化學(xué)家H.W.沃格爾發(fā)現(xiàn)，在乳劑制備過程中，加入名為四溴熒光素的淡紅染料，可使乳劑不僅對(duì)藍(lán)光感光，而且對(duì)綠光也感光，并于1884年制造出這樣的感光干版在市場銷售，名為“正色”干版。1882年沃格爾又在乳劑中加入了名為“阿薩林”的染料，使乳劑不但能對(duì)藍(lán)光和綠光感光，而且也能對(duì)黃色和橙色光感光。

1906年，另一些德國化學(xué)家用一種名叫“異花青”的染料代替“阿薩林”，使乳劑的感色性從藍(lán)、綠、黃、橙擴(kuò)展到藍(lán)、綠、黃、橙、紅。為全色片打下了基礎(chǔ)，也為彩色膠片的制造創(chuàng)造了條件。 在片基方面，雖然硝酸片基是實(shí)現(xiàn)感光膠片商品化的有功之臣，但是它也有一些不可避免的缺點(diǎn)，例如，易燃，極不安全；質(zhì)脆，容易斷裂；年久容易變色等。1930年，人們選用醋酸纖維素酯代替了硝酸纖維素酯作片基。電影膠片和照相膠卷基本都使用它。其最大優(yōu)點(diǎn)是不易燃燒，所以稱為安全片基。但它也有缺點(diǎn)：如收縮率大，幾何尺寸不穩(wěn)定；在低溫下容易變脆；強(qiáng)度差，易折損等。

20世紀(jì)60年代產(chǎn)生了滌綸片基，它的強(qiáng)度更高，變形更小，適于對(duì)尺寸要求較高的航空測(cè)量、科學(xué)研究、印刷制版及醫(yī)學(xué)攝影等的需要。 在感光度方面，自馬多克斯制造出以明膠做支持劑的乳劑以后不久，人們就發(fā)現(xiàn)，在配制乳劑時(shí)，延長加熱時(shí)間可以提高乳劑對(duì)光的敏感度。這一發(fā)現(xiàn)，成為后來控制乳劑感光度的重要條件之一，名日“物理成熟”。通過這樣的控制，1880年伊士曼所生產(chǎn)的第一批干版時(shí)，它的感光度已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于ISO12，可以手持拍攝。后來，通過化學(xué)增感、光譜增感、T顆粒等技術(shù)，使感光度不斷得以提高。從20世紀(jì)初的感光度ISO20，到60年代就已達(dá)到了ISO3200。 在顆粒性方面，50年代前，感光材料的感光度越高，顆粒越粗。50年代后，人們追求高感微粒，研制出了扁平狀的顆粒、實(shí)現(xiàn)了薄層涂布，緩解了感光度和顆粒性的矛盾。相應(yīng)地，由于高感微粒的實(shí)現(xiàn)，使得感光材料的清晰度和分辨能力也得以提高。 在色彩方面，早期的彩色攝影很多方法是借助于濾光器在黑白感光材料上實(shí)現(xiàn)的。也用過染色和調(diào)色的方法，使影像帶上某種色彩或成為單色調(diào)影像。 1857年物理學(xué)家麥克斯韋爾對(duì)同一被攝景物，分別加用紅、綠、藍(lán)濾光器進(jìn)行拍攝，沖洗后，得到三張黑白底片。用這三張底片分別印出三張正片，用三臺(tái)放映機(jī)將影像重疊投影到屏幕上，每臺(tái)放映機(jī)鏡頭前分別加用拍攝時(shí)所用的濾光器，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)被攝景物的彩色影像。這種方法被稱為三底法。

這種色彩再現(xiàn)的方式需要龐大的設(shè)備，操作麻煩，很不方便。 之后，出現(xiàn)了依照麥克斯韋爾的這種原理設(shè)計(jì)的彩屏法膠片，它是一種反轉(zhuǎn)片，在片基背面附有許多透明三原色濾屏，微細(xì)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人眼的分辨率。杜菲彩色片是這類膠片的代表。曝光時(shí)，光從片基背后穿過濾光片，在感光乳劑上曝光，經(jīng)過反轉(zhuǎn)沖洗，得到正像。放映時(shí)，白光穿過濾屏，顯現(xiàn)的就是原景物的色彩。1928年柯達(dá)公司將這種方法用在了16mm反轉(zhuǎn)片上。在多層彩色片問世之前，這種方法曾經(jīng)是獲得彩色影像的主要方法之一。由于曝光時(shí)，光要通過紅、綠、藍(lán)濾光屏才能達(dá)到乳劑層，所以，只有不足1/3的光量到達(dá)乳劑層，因而，這種膠片的感光度低。而放映時(shí)，則需要強(qiáng)光源。

同時(shí)，這種膠片的清晰度低。20世紀(jì)70年代波拉公司的一步成像彩色電影膠片以及其后推出的35毫米彩色反轉(zhuǎn)片，都是在杜菲色彩色片的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的。 1935年柯達(dá)公司的彩色反轉(zhuǎn)片KODAKCHROME問世，它有三層乳劑，分別感受藍(lán)、綠、紅光。在沖洗過程中，需要依次用不同的染料偶合顯影液分別對(duì)三層乳劑進(jìn)行顯影，產(chǎn)生可供放映的正像畫面。因成色劑在顯影液中，而不在膠片乳劑中，被稱為外偶法膠片。 20世紀(jì)中期，柯達(dá)內(nèi)偶法彩色負(fù)片誕生。其感光乳劑由感藍(lán)、感綠、感紅三層乳劑組成，被稱為多層彩色負(fù)片，它的每層乳劑中含有成色劑，因此也被稱為內(nèi)偶法。

拍攝后，在彩色顯影時(shí)，各層分別生成和所感色光互補(bǔ)的黃、品紅、青染料，并且，和原景物明暗相反，此后需經(jīng)彩色印片或彩色放大工序，始可獲得彩色正像。同年，阿克發(fā)公司推出了彩色負(fù)片和相紙，只是前者用的是油溶性成色劑（偶合劑），后者用的是水溶成色劑。從此，攝影術(shù)昂然進(jìn)入了彩色時(shí)代。彩色影像以自然、豐富的色彩為誘惑，流行開來。 隨著攝影裝備、攝影技術(shù)、感光材料制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，加之人們對(duì)攝影作品的要求不斷提高，很多新品種感光材料應(yīng)運(yùn)而生。

1948年，美國波拉公司開始生產(chǎn)通常稱為“一步成像”的黑白片，1963年開始生產(chǎn)一步成像彩色片，可在拍攝完成后的退片過程中，將膠片自帶的藥包擠破，迅速完成沖洗過程，并立即得到黑白或彩色正像畫面，這種大大節(jié)省時(shí)間，不需進(jìn)暗房，不需常規(guī)的復(fù)雜加工設(shè)備的方法，因其方便快捷贏得了很多攝影人員的青睞。?

1980年，英國的依爾福公司推出了可用C-41工藝沖洗的黑白染料片，構(gòu)成影像的銀由染料代替，其清晰度、分辨率、對(duì)于被攝體亮部和暗部細(xì)節(jié)層次的再現(xiàn)都十分出色，由于這種黑白負(fù)片可以和彩色負(fù)片用同一沖洗工藝沖洗，使得黑白攝影變得更為方便快捷。之后，柯達(dá)等膠片生產(chǎn)廠家也有同類產(chǎn)品問世。 傳統(tǒng)感光材料除了品種和規(guī)格的多樣化之外，經(jīng)歷了長期發(fā)展，感光材料生產(chǎn)技術(shù)中的科技含量越來越高，能夠?qū)Ω泄馊閯┻M(jìn)行精細(xì)的設(shè)計(jì)和控制，制造出所需形狀和構(gòu)成的鹵化銀晶體，實(shí)現(xiàn)了乳劑多層涂布的復(fù)雜工藝。不僅使感光材料感光度提高，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，更新?lián)Q代的速度加快。在影像質(zhì)感、層次、分辨率、清晰度、穩(wěn)定性和色彩還原等方面不斷有所改善，感光材料對(duì)于多種光源的適應(yīng)性得以提高，影像的保存性和色牢度也受到了關(guān)注。后期加工的機(jī)械化、自動(dòng)化程度也得到提高。 100多年來，傳統(tǒng)感光材料以其感光度高、光譜特性好、影調(diào)連續(xù)、影像質(zhì)感細(xì)膩、層次豐富、分辨率和清晰度高、色彩再現(xiàn)好、具有良好的保存性、品種規(guī)格多樣化等特點(diǎn)，占有很大優(yōu)勢(shì)。除了在平面攝影、電影攝影等藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域使用外，在醫(yī)療診斷、印刷、檔案保存、測(cè)繪、工業(yè)、科研等領(lǐng)域曾有著廣泛的應(yīng)用。