理解胶片：胶片特性曲线

一、理解胶片密度

胶片沉积银颗粒的密度或染料影像的密度可以用密度计(Densitometer)测定。

透射密度(Transmission Density, Dt)是光线通过胶片乳剂的银颗粒或染料被阻档的量，通常用10的对数值计算，如果Po是入射光，Pt是透过的光，那么Dt = lg Po/Pt

密度值的大小取决于曝光光谱的分布、胶片的光谱吸收和胶片对特定光的敏感性。如果胶片对光的敏感性与人类眼睛相近，那么这种密度就是可见光密度(Visual Density)。

透射密度的测量有两种方式：漫射密度(Totally Diffuse Density)和单向密度(Specular Density)。如果将集光器紧靠被测胶片，集光器接受所有透射的光线，这就是漫射密度。如果用单向光束照射胶片，集光器离开胶片一段距离，只测定透射后非散射部分光线得到的密度，称为单向密度。

单向密度与漫射密度在彩色胶片几乎是相等的，因为彩色感光材料的影像是由染料组成，光线可以穿透染料，差不多没有散射。黑白片的单向密度和漫射密度可以相近，也可以差异很大，视银颗粒巨细而定，一般而言，高感光度的黑白片两个密度差异大于低感光度的黑白片，原因是高感光度的乳剂银颗粒较粗。

胶片上的这两种密度在印像和演示时有实际意义。对于接触印像，漫射密度决定像纸上的成像。对于放大扩印和投影(如幻灯和电影)，成像是由单向密度决定的。不管是接触印像还是放大，常规质控还是用漫射密度以为准。

不经滤色光谱较正的密度计测量的结果可以用于不同实验室的密度测试结

果比较，这种密度计称为Status密度计(Status Densitometer)。实际工作中，为适应不同胶片的测量，常用许多滤镜与密度计配合使用，常用有两类这样的滤镜系列，分别称为Status A 密度计和Status M 密度计。前者用于彩色正片(如反转片、拷贝片)的测量，后者用于彩色印像片(如彩色负片、中间拷贝负片、低反差反转片和反转中间拷贝片等)。这些滤镜系列由一些公司生产，可以从这些公司购买到。胶片的特性曲线一般会注明使用什么密度计测量，比如E100VS、RVP等的特性曲线表注明Densitometer是Status A。

二、胶片的特性曲线(Characteristic Curve)

感光材料的乳剂层经曝光和显影加工后，它的透明程度会由于金属银的淀积而降低。乳剂层的透明度的降低与许多因素有关，在冲洗过程标准化的前提下，曝光量(H)就成了影响透明度最重要的因素(为什么用H来表示曝光量？百思不得其解。有的书是用E，即Exposure，似更好理解)。

为了寻找乳剂层透明程度与曝光量之间的关系的数学模式，19世纪90年代英国两位学者—化学家H-Hurter和工程师V-Driffield用了约十年的业余时间，终于找到乳剂层中沉淀银的密度与曝光量及适当条件下的显影程度之间的比例

关系，并建议用曝光量的对数和阻光率的对数(即密度)作为横纵坐标来表述它们之间的关系。这个坐标系后来被称为H-D曲线，也称为特性曲线，或者，曝光量—密度曲线。许多文章也直接叫作密度曲线(Density Curve)。

由于曝光量通常用H表示，特性曲线的横标就是lgH，所以H-D曲线实际是一语双关，既是指Hurter-Driffield曲线，也可以理解为曝光量(H)—密度(D)曲线。

实际上，特性曲线描述的就是胶片显影后不同曝光量与相应密度的关系。密度值来源于一系列胶片试条，这些试条经精确较正的感光计(Sensitometer)曝光，然后严格标准化的冲洗。每个试条上的照度(E，单位是勒克斯lux)乘以曝光时间(t，单位是秒sec)得到曝光量(H)，即，H等于乳剂层上所受光的照度(E)和照射时间(t)的乘积(H=E*t)，单位是勒克斯-秒(lux-sec)，也就是单位面积乳剂层上接受的总的光量。

* 勒克斯(Lux)指的是一支标准蜡烛在一米距离产生的照度。如果胶片在距离标准蜡烛一米曝光一秒钟，那么胶片接受的曝光就是 1 lux-sec的曝光量。

用密度计测度每个试条上的透光率(Transmittance，T)，即透过胶片的光通量Qt与投射到材料上的光通量(入射光)Qo之比(Qt/Qo)，计算出阻光率(Opacity，O)。阻光率O等于透光率的倒数，即O = 1/T，也就是Qo/Qt。

胶片依沉积银颗粒的多少，光线穿透率可以从100%、50%、25%、10%……0.01%，相对的透光率是 1.0、0.5、0.25、0.1……0.0001，相应地，阻光率是1、2、4、10……10,000，这样巨大的数字在制作曲线时很不方便，标尺过小造成不够精确，故取阻光率O以10为底的对数，称为密度(Density，D)，即D = lgO = lg(Qo/Qt)，上述数值对应的D就是0.0、0.3、0.6、1.0……4.0。

将H取以10为底的对数(即lgH)绘制横坐标，以密度(D)绘制纵坐标得到的曲线即为测试胶片的特性曲线(图1)。4.0一般是胶片所能达到的最高密度，所以纵坐标的最高值一般不大于4.0。横坐标上，曝光量每增加一倍，lgH增加0.3单位。

（图1）

代表特性曲线(Representative Characteristic Curve)是对某产品大量批次测试后的平均结果制作的曲线。通常出现在产品Data Sheet上的都是代表特性曲线。

相对特性曲线(Relative Characteristic Curve)是没经较正的感光计曝光试条得到的曲线。一般是冲印车间为冲洗质控所采用的方式。

黑白胶片的特性曲线只有一条曲线，方向从左向右由低到高，图2显示Kodak T-MAX 100不同显影时间的特性曲线。

（图2）

彩色胶片一般有三条曲线，分别代表红色(在彩负胶片是青色)、绿色(在彩负胶片是品红色)和兰色(在彩负胶片是黄色)染料层，方向也是从左到右由低到高（图3）

（图3）

彩色反转片也是三条曲线，但因为获得的是正像，曲线的走向与负片相反，从左到右由高到低(图4)。

（图4）

三、分解特性曲线

不管什么胶片类型，所有特性曲线都可以分为五区：最低密度区(D-min)、趾区(The Toe)、直线区(Straight line)、肩区(The Soulder)和最高密度区(D-max)。

1．最低密度区

又称无响应区，是胶片片基的密度和未曝光的卤化银显影后得到的密度，这个区的密度是衡定的，是特定胶片的特有性状。