Фотография
24.08.2018
Изобретение фотографии стало возможным благодаря объединению нескольких открытий, сделанных задолго до этого. Древнекитайский философ Мо-цзы ещё в V веке до нашей эры описал действие камеры-обскуры [8] . Позднее, в IV и V веках, греческие математики Аристотель и Евклид независимо друг от друга описали аналогичное устройство. Художники начали использовать это приспособление для создания перспективных картин уже в средние века , а среди художников эпохи Ренессанса камера-обскура была широко известна под названием «тёмная комната». В 1694 году Вильгельм Хомберг описал фотохимические реакции, когда вещества изменяют окраску под действием света. Он же обратил внимание на чувствительность к свету нитрата серебра , открытого тремя столетиями раньше Альбертом Великим [9] . Первым человеком, доказавшим, что свет, а не тепло делает серебряную соль тёмной, был немецкий физик Иоганн Гейнрих Шульце . В 1725 году , пытаясь приготовить светящееся вещество, он случайно смешал мел с азотной кислотой , в которой содержалось немного растворённого серебра . Шульце обратил внимание на то, что когда солнечный свет попадал на белую смесь, она становилась тёмной, в то время как смесь, защищённая от солнечных лучей, совершенно не изменялась. Этот эксперимент дал толчок целой серии наблюдений, открытий и изобретений в химии, которые спустя немногим более столетия привели к изобретению фотографии.
Изобретение фотографии
Первая известная попытка фиксации изображения химическим способом предпринята Томасом Веджвудом и Гемфри Дэви . Уже в 1802 году они могли получать фотограммы при помощи солей серебра, не зная способа их закрепления [10] . Первым практическим успехом на пути к появлению фотографии стало изобретение Нисефором Ньепсом гелиографии ( фр. Héliographie ) [9] . Наиболее раннее из сохранившихся изображений, снятых с помощью этой технологии камерой-обскурой , датировано 1826 годом и известно под названием « Вид из окна в Ле Гра ». С небольшими усовершенствованиями гелиография позднее широко использовалась для тиражирования готовых снимков, полученных другими способами, но для съёмки с натуры она оказалась непригодной, давая слишком контрастное изображение почти без полутонов и мелких деталей [11] .
14 декабря 1829 года Ньепс заключил нотариальный договор о дальнейшей совместной работе с создателем первой диорамы Луи Дагером , проводившим собственные опыты в области закрепления изображения [12] . Некоторое время изобретатели вели свои работы параллельно, однако успех был достигнут Дагером уже после смерти партнёра. В 1839 году он опубликовал способ получения изображения на медной пластине, покрытой серебром . После экспонирования пластина проявлялась парами нагретой ртути , а затем закреплялась в растворе поваренной соли . Получаемый таким способом единственный экземпляр снимка при определённом освещении выглядел, как высококачественный позитив , подробно отображающий мельчайшие детали объектов съёмки [13] . Свой способ получения фотографического изображения Дагер назвал « дагеротипия » и 14 июня 1839 года передал в общественное достояние в обмен на пожизненную пенсию [14] .
Практически одновременно англичанин Уильям Генри Фокс Тальбот изобрёл негативно-позитивную технологию получения фотографического изображения, которую назвал « калотипия ». В качестве носителя изображения Тальбот использовал бумагу, пропитанную хлористым серебром. Процесс позволял тиражировать позитивное изображение с помощью контактной фотопечати . Получаемый позитив уступал дагеротипу в качестве из-за отображения волокнистой структуры бумаги и грубых полутонов. Этот факт наряду с необходимостью патентных отчислений за пользование технологией сыграл ключевую роль в том, что дагеротипия надолго стала доминирующим фотопроцессом . Одним из её главных применений стало портретирование. Уже к середине 1840-х годов дагеротипный фотопортрет почти полностью вытеснил портретную миниатюру , заставив большинство художников этого направления переквалифицироваться в фотографы [15] .
Практически неизвестным в истории фотографии остался Ипполит Байар , в 1839 году представивший фотографии, полученные с помощью собственного прямопозитивного метода [16] . Кроме того, в 1833 году метод получения фотографии при помощи нитрата серебра опубликовал франко-бразильский изобретатель и художник Эркюль Флоранс . Свой метод он не запатентовал, и о его исследованиях стало известно лишь в 1970-х годах [17] . Дагеротипия и калотипия использовались до второй половины XIX века, уступив место мокрому коллодионному процессу , соединившему преимущества негативно-позитивного метода Тальбота и высокой светочувствительности. Появившаяся тогда же альбуминовая печать давала высококачественные бумажные отпечатки со стеклянных коллодионных негативов. Главным недостатком мокрого коллодия оказалась необходимость экспонирования и лабораторной обработки влажных фотопластинок в течение нескольких минут после полива эмульсии, пока светочувствительный слой остаётся проницаемым для обрабатывающих растворов. Проблема была решена только после изобретения английским врачом Ричардом Меддоксом в 1871 году желатиносеребряного процесса и так называемых «сухих» фотопластинок [18] .
Завершающей инновацией стала возможность использования в качестве подложки целлулоида вместо стекла, благодаря изобретению Ганнибалом Гудвином желатинового противоскручивающего контрслоя в 1887 году [19] . Так место фотопластинок в начале XX века заняла листовая и рулонная фотоплёнка с желатиносеребряной эмульсией , доминирующая в аналоговой фотографии до сегодняшнего дня.
Цветная фотография
Первые попытки получить фотографическое изображение в натуральных цветах начались сразу же после изобретения фотографии. Ещё Ньепс пытался зафиксировать цвет напрямую, опираясь на свойство некоторых веществ менять окраску под действием цветного излучения. Первым результатом в этом направлении исследований стала «гелиохромия», которую пытался запатентовать в 1853 году американец Ливай Хилл [20] . Однако, подробности технологии изобретателем не раскрывались, а большинство современников считали его мошенником, выдающим раскрашенные дагеротипы за цветную фотографию [21] [22] . Известны работы, проводившиеся в этом же направлении Александром Беккерелем , в 1849 году получившим на хлорированной серебряной пластинке цветное изображение видимого спектра , быстро выцветающее под прямым освещением [23] . Логическим завершением этих исследований стало изобретение в 1891 году липпмановского процесса , который обеспечивал физически точное воспроизведение цвета, но оказался непригодным для практического применения [24] .
Основные усилия по разработке цветной фотографии сосредоточились в области трёхцветных технологий, основанных на теории цветоощущения , созданной в 1855 году Джеймсом Максвеллом . Она опиралась на теорию Гельмгольца-Юнга о существовании трёх видов светочувствительных колбочек в сетчатке человеческого глаза . По этой теории свет должен разделяться на три основных составляющих, которые отдельно регистрируются, а затем вновь объединяются, давая полноцветное изображение за счёт явления метамерии . Первый устойчивый цветной фотоснимок « Тартановая лента » был сделан Томасом Саттоном по этому методу в 1861 году . Однако, существовавшие на тот момент фотоматериалы были нечувствительны к зелёному, жёлтому и красному свету, позволяя регистрировать лишь сине-фиолетовую и ультрафиолетовую составляющие спектра. Поэтому, вторым важнейшим шагом на пути к созданию цветной фотографии стало открытие в 1873 году немецким фотохимиком Германом Фогелем явления спектральной сенсибилизации с помощью веществ, способных сообщать серебряным соединениям чувствительность к длинноволновым участкам спектра [25] .
Прогресс сенсибилизации фотоматериалов шёл поэтапно, начавшись с получения ортохроматических эмульсий Иосифом Эдером с помощью эритрозина [26] . Полностью весь видимый спектр стал доступен для регистрации только после открытия Бенно Гомолкой сенсибилизатора пинацианола в 1906 году [27] . Лишь после этого трехцветная фотография смогла полноценно отображать натуральные цвета объектов съёмки. Появились многочисленные конструкции «цветных» фотоаппаратов, осуществлявших цветоделение последовательной или одновременной съёмкой за разными светофильтрами . Наиболее популярный тип фотоаппаратов для последовательной съёмки на удлинённую панхроматическую фотопластинку сконструировал немецкий учёный Адольф Мите , а массовый выпуск наладил Вильгельм Бермполь [28] . Камерой Бермполя-Мите русский фотограф Сергей Прокудин-Горский создал одну из наиболее масштабных для своего времени коллекций цветных фотографий [29] [30] .
Наряду с раздельной съёмкой частичных цветоделённых изображений с начала XX века стали активно развиваться растровые методы цветной фотографии, фиксирующие разные составляющие спектра на общем фотоматериале. В частности, в 1907 году были запатентованы и поступили в свободную продажу фотопластинки « Автохром » братьев Люмьер , позволяющие получать цветные диапозитивы обычным фотоаппаратом. Несмотря на многочисленные недостатки (низкое разрешение и невозможность тиражирования), метод быстро завоевал популярность, и до 1935 года во всём мире было произведено 50 миллионов автохромных пластинок. Большинство недостатков ранних технологий цветной фотографии удалось устранить лишь в многослойных фотоматериалах, регистрирующих частичные изображения в разных эмульсионных слоях , расположенных друг над другом. Решающую роль сыграло изобретение хромогенных фотоматериалов , синтез цвета в которых происходил в соответствии с принципами, реализованными немецкими учёными Рудольфом Фишером и Иоганном Зигристом в 1912 году [31] . Полноценное воплощение процесс получил в 1936 году, благодаря компании Agfa , выпустившей обращаемую фотоплёнку «Agfacolor Neu» [32] [33] . Практически одновременно увидела свет фотографическая версия аналогичной киноплёнки « Kodachrome », выпущенной в США годом раньше [34] .
Тиражирование и фотоиллюстрация
Одной из главных проблем дагеротипии оказались практически непреодолимые трудности тиражирования фотографического изображения, изготавливавшегося в единственном экземпляре. Очень быстро появились фотоаппараты с несколькими объективами, позволявшими получать такое же количество готовых дагеротипов. Тем не менее, полноценное тиражирование оказалось доступным для калотипии, позволявшей печатать с одного негатива неограниченное количество позитивных копий. Тальбот немедленно этим воспользовался, выпустив в 1844 году фотоальбом «Карандаш природы» из отпечатанных вручную фотографий [35] . Однако, даже такой способ оказался слишком дорогостоящим, поскольку кроме печати требовал тщательной лабораторной обработки . Удешевить процесс пытался Луи Дезире Бланкар-Эврар, организовав поточную фотопечать с чётким разделением труда на разных стадиях. Но даже сниженная таким способом себестоимость конечного отпечатка оказалась слишком высока для массового распространения фотопроизведений, быстро приведя мастерскую Эврара к разорению [36] [37] . Исследования в направлении полиграфического воспроизведения фотоизображения с высоким качеством велись в рамках конкурса, организованного в 1856 году меценатом Оноре д’Альбер де Люином [38] .
Кардинальным решением проблемы стали фотомеханические процессы, позволяющие тиражировать полутоновое изображение с помощью типографского клише [37] . Исторически первой в 1855 году Альфонсом Пуатвеном (фр.) была запатентована фототипия , в оригинальном виде недостаточно совершенная для практического применения. Первый серьёзный успех был достигнут в 1865 году с изобретением вудберитипии , пригодной для глубокой печати фоторепродукций. Фототипия получила массовый рынок под новым названием « коллотипия » после усовершенствований, внесённых в 1868 году Йозефом Альбертом [37] . Замена литографского камня стеклянной подложкой позволила увеличить тиражеустойчивость клише, с которого стали печатать до 1000 дешёвых оттисков высокого качества [39] . Таким способом, в некоторых отраслях полиграфии остававшимся в употреблении вплоть до конца XX века, печатались открытки , эстампы и книжные иллюстрации [40] . Наиболее высококачественным способом тиражирования фотографий стала фотогравюра , усовершенствованная в 1878 году художником Карелом Кличем [41] .
Тем не менее, даже фототипные отпечатки были слишком дороги, особенно для использования в периодической печати . Прорыв в этой области был достигнут в 1880-х годах, одновременно с усовершенствованием цинкографии , объединённой с принципами изобретённой в 1878 году Шарлем Гийомом Пети автотипии [42] . Газетные иллюстрации с регулярным растром позволяли воспроизводить фотографии с невысоким качеством, однако цинкографические клише обладали большой тиражеустойчивостью и были достаточно дёшевы. Первым изданием, где ключевую роль играли фотоиллюстрации, в 1901 году стала немецкая «Berliner Illustrirte Zeitung». Ежедневную публикацию фотографий в 1904 году начала лондонская газета « Daily Mirror » под лозунгом «» [43] . Современный вид типографское тиражирование фотографий приобрело с появлением в 1905 году офсетной печати , позволившей точно воспроизводить полутона при невысокой себестоимости [44] . С усовершенствованием полиграфических технологий связано широкое распространение и расцвет иллюстрированных изданий, сыгравших одну из решающих ролей в развитии фотожурналистики и фотографии в целом.
Моментальная фотография
Моментальной фотографией называется разновидность аналоговой фотографии, позволяющая получать готовые позитивные изображения в течение нескольких минут без обработки в фотолаборатории . Первый патент на фотоаппарат, пригодный для моментальной фотографии, был получен в 1923 году Самуэлем Шлафроком [45] . Устройство представляло собой громоздкую комбинацию съёмочной камеры и портативной фотолаборатории, лишь незначительно уменьшающую время получения готового негатива . Решением проблемы стали фотоматериалы сложной конструкции с интегрированными фотореактивами и возможностью немедленного получения позитива . Их разработка была начата фирмой Agfa в конце 1930-х годов, но массовый выпуск налажен компанией Polaroid лишь в ноябре 1948 года одновременно с появлением фотоаппарата «Polaroid Land 95» [46] [47] .
Патент на фотопроцесс с переносом изображения зарегистрирован основателем компании Эдвином Лэндом в 1947 году [48] [49] . В дальнейшем название компании Polaroid, обладавшей почти монопольными правами на производство фотоматериалов одноступенного фотопроцесса, стало синонимом моментальной фотографии. В СССР осуществлялись попытки производства аналогичных фотокомплектов для фотоаппаратов « Момент » (1952—1954) и « Фотон » (1969—1976). Но популярностью эти модели не пользовались из-за дефицита фотоматериалов соответствующего типа [50] [51] .
Одноступенный процесс получил широкое распространение в любительской фотографии задолго до появления цифровых технологий. К концу 1970-х годов моментальная фотография занимала большую часть любительского фоторынка. В профессиональной фотографии из-за низкого качества изображения по сравнению с традиционным фотопроцессом одноступенный использовался в более узких прикладных сферах: фото на документы, медицина и научные исследования. В студийной фотографии моментальные фотокомплекты применялись для тестовой съёмки. Такой контроль позволял исключить брак, принося большую экономию крупноформатной цветной обращаемой плёнки и средств на её дорогостоящую лабораторную обработку. Пригодность одноступенного процесса для трансформации изображения сделала его популярным среди фотохудожников [52] .
Цифровая фотография
Современная технология фотографии, зародившаяся в 1969 году , когда исследователи Уиллард Бойл и Джордж Смит сформулировали идею прибора с зарядовой связью ( ПЗС ) для регистрации изображений [53] . Первый экспериментальный бесплёночный фотоаппарат, основанный на фотоэлектрическом преобразовании, создал в 1975 году инженер компании Eastman Kodak Стивен Сассун ( англ. Steven Sasson ). Применявшаяся в нём ПЗС-матрица имела разрешение 0,01 мегапикселя , а запись данных происходила на компакт-кассету [54] . Первым цифровым фотоаппаратом потребительского уровня в 1988 году стал «Fuji DS-1P», использующий для записи съёмную карту SRAM [55] . В том же году Kodak создал первый цифровой зеркальный фотоаппарат «Electro-Optic Camera» на основе малоформатного фотоаппарата Canon New F-1 . Запись полученных данных велась отдельным видеомагнитофоном , соединённым с камерой кабелем [56] .
В результате сотрудничества компаний Nikon и Kodak в августе 1994 года была создана гибридная цифровая камера «Kodak DCS 410» на основе фотоаппарата Nikon F90 , съёмная задняя крышка которого заменялась приставкой с ПЗС-матрицей разрешением 1,5 мегапикселя. Данные записывались на карту PCMCIA , встроенную в цифровой задник [57] . В марте 1998 года на рынке появился первый цифровой зеркальный фотоаппарат « Canon EOS D2000 » неразъёмной конструкции [58] . Все эти образцы предназначались для фотослужб новостных информационных агентств и стоили от 15 до 30 тысяч долларов. Цена самых дешёвых камер, таких как Canon EOS D30 , выпущенного в 2000 году, превышала 2500 долларов, оставаясь неприемлемой для большинства фотографов [59] .
Прорыв произошёл в 2003 году , когда на рынке появился любительский зеркальный фотоаппарат Canon EOS 300D , стоимость которого впервые опустилась ниже психологической отметки в 1000 долларов [60] . В течение года аналогичные зеркальные модели выпустили Nikon и Pentax. Благодаря этому факту, а также началу широкого распространения персональных компьютеров , произошло массовое вытеснение плёнки и окончательный переход к цифровой фотографии как в профессиональной, так и в любительской сферах. Уже в 2005 году японскими компаниями, лидирующими на мировом рынке фототехники, было продано 64 770 000 цифровых фотоаппаратов и только 5 380 000 плёночных [61] . В 2006 году большинство производителей отказались от выпуска фотоаппаратов, рассчитанных на фотоплёнку, которая по прежнему доступна в продаже, но всё более дорогостояща [62] [63] .
За время существования фотографии появилось множество технологий получения изображения, часто сильно отличающихся друг от друга, и обеспечивающих совершенно разный результат. Как и в других изобразительных искусствах, эти технологии называются «техниками».
Традиционная фотография
Самой распространённой техникой фотографии является получение двумерного изображения с помощью фотоаппарата. При этом объектив строит действительное изображение предметов, расположенных в его поле зрения, на плоском светоприёмнике, в качестве которого могут быть использованы фотопластинка , фотоплёнка или фотоэлектрический преобразователь .
Получаемое плоское изображение вызывает иллюзию объёмности изображенных предметов за счёт соблюдения законов линейной перспективы , перекрытия удалённых предметов более близкими, и отображения светотени [64] [65] . При этом человеческое зрение однозначно идентифицирует изображение, как двумерное, и не обладающее глубиной. Иллюзия объёмности может быть усилена с помощью выразительных средств, заимствованных фотографией у изобразительных искусств с плоским отображением трёхмерных объектов: живописи и графики .
Ещё одна условность, характерная для фотографии, заключается в неподвижности изображения предметов, в реальности двигавшихся. При этом может быть зафиксирована случайная фаза движения, что в некоторых случаях приводит к искажённой интерпретации зафиксированного события. Кроме того, статичность изображения может вводить в заблуждение, говоря о неподвижности двигавшихся в реальности объектов [66] . Подобные недостатки также устранимы с помощью выразительных средств, выработанных фотографией за длительную историю своего существования. Это такие приёмы, как смазывание изображения движущихся предметов, динамичная композиция и точный выбор выразительной фазы движения [67] [68] [69] .
Стереофотография
Фотографическое изображение может создавать иллюзию глубины пространства путём одновременной съёмки двух кадров стереопары объективами, параллельные оптические оси которых располагаются на расстоянии стереобазиса. В результате, при рассматривании готового снимка за счёт параллакса возникает иллюзия объёма, отсутствующая на обычных плоских фотографиях. Кроме объективов чаще всего дублируется большинство других устройств фотоаппарата: затвор, диафрагма и фотоматрица. Первый стереофотоаппарат для съёмки двойных дагеротипов в 1844 году сконструировал Людвиг Мозер [70] . Во второй половине XIX века коллекционирование стереоснимков для домашнего стереоскопа становится повальным увлечением, и фотографы получают огромный рынок сбыта стереоизображений самого разного содержания, от видовой фотографии до эротики [71] . В начале XX века с появлением кинематографа тенденция пошла на спад, сделав стереофотографию экзотической разновидностью традиционной «плоской». Современная стереофотография может быть как аналоговой, так и цифровой. Часто для её обозначения используется термин « 3D фото ».
Панорамная фотография
Разновидность фотографии с большим горизонтальным углом обзора, вплоть до 360°. При этом используется специальная фотоаппаратура или цифровое объединение нескольких обычных фотоснимков, снятых с таким расчётом, чтобы охватить большое пространство. Панорамная фотография наиболее востребована при съёмке ландшафтов и интерьеров. Первые панорамные фотоснимки были сделаны вскоре после изобретения дагеротипии с помощью специального фотоаппарата, снимающего поворотным объективом на изогнутую пластинку [72] . В дальнейшем появился целый класс панорамных фотоаппаратов с подобным устройством и цилиндрическим фильмовым каналом, например японский «Widelux» или советский « Горизонт » [73] . В современной цифровой фотографии чаще всего съёмка ведётся обычной аппаратурой с последующим склеиванием снимков с помощью специальных приложений [74] . При этом кроме обычного цилиндрического обзора возможны и другие, в том числе и сферический.
Разновидностью панорамной можно считать двухстороннюю фотографию , в которой съёмка происходит одновременно двумя камерами, развёрнутыми в противоположных направлениях. Качество и разрешение этих камер могут отличаться. Иногда задняя камера используется для съёмки « селфи ». Такое устройство характерно для некоторых экшен-камер и большинства современных смартфонов . Иногда в двухсторонней фотографии используются объективы типа « рыбий глаз » с углом поля зрения 180° каждый. В итоге можно получать сферический панорамный обзор.
Фотография в невидимых лучах
Съёмка в лучах, невидимых для человеческого зрения, позволяет получать как научные данные, так и необычные художественные эффекты. Например, инфракрасная фотография, популярная среди фотохудожников, придаёт специфический вид ландшафтам, на которых растительность выглядит почти белой, а небо чёрным. В аэрофотографии инфракрасная съёмка позволяет получать чёткие снимки с больших высот, поскольку излучение этого диапазона практически не рассеивается атмосферой [75] .
Съёмка в ультрафиолетовых лучах часто применяется в криминалистике, поскольку даёт возможность выявления подделок документов и идентификации следов преступлений. В науке ультрафиолетовая фотография также позволяет обнаруживать некоторые вещества, неотличимые в видимых лучах. В научной фотографии часто используется одновременная съёмка в разных диапазонах от видимых лучей до невидимых. Последующее совмещение полученных изображений позволяет отслеживать явления, не поддающиеся непосредственной фиксации. При этом разные диапазоны невидимых излучений отображаются на готовом снимке условными цветами.
Такая отрасль науки, как радиография , не относится к фотографии, основанной на регистрации оптических излучений , которыми рентгеновские и гамма-лучи не являются.
Фотографика
Разновидность изобразительного искусства, в которой фотографическое изображение используется в качестве исходного, и в дальнейшем преобразовывается в плакат или другие графические формы. Расцвет фотографики в СССР пришёлся на конец 1970-х — начало 1980-х годов, когда стали популярны такие технологии, как изополихромия , псевдосоляризация и фотомонтаж [76] . В современной цифровой фотографии аналогичные эффекты достигаются трансформацией снимков в графических редакторах .
Фотография светового поля
Цифровые технологии регистрации изображения и его обработки позволили реализовать новейшую разновидность фотографии светового поля. Процесс позволяет выбирать глубину резкости и производить фокусировку уже готового изображения на любую дистанцию, выбирая точку наводки на мониторе компьютера. При этом вместо простого распределения освещённости на двумерном сенсоре фиксируется векторная картина поля световых лучей за съёмочным объективом. Эта технология сулит наибольшие перспективы в цифровом кинематографе, позволяя реализовывать спецэффекты без «синего экрана», а также исключить съёмочный брак из-за ошибок фокус-пуллера [77] [78] .
Нестандартные техники
Кроме съёмки объектов с помощью фотоаппарата, возможна фиксация их формы контактным способом с помощью фотограммы . В этом случае предметы укладываются на фотобумагу и освещаются направленным или рассеянным светом, чтобы получить их теневое изображение. Близким к этому считается техника сканографии , когда объекты укладываются на стекло планшетного сканера [79] . Ещё один способ создания изображения под названием « светографика » заключается в перемещении источников света в поле зрения фотоаппарата, отрабатывающего длительную выдержку [80] . Отдельной техникой считается так называемая щелевая фотография , основанная на сканировании изображения узкой щелью. Это возможно как традиционными аналоговыми камерами, так и панорамными фотоаппаратами с поворотным объективом. В результате можно получать необычные изображения движущихся объектов [81] . Одним из популярных направлений фотоискусства в последние десятилетия стала пинхол -фотография, в которой вместо фотоаппарата используется простейшая камера-обскура или стандартный фотоаппарат с микроскопическим отверстием вместо объектива [82] .