(VALO)KUVAN MUODOSTUMINEN

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "(VALO)KUVAN MUODOSTUMINEN"

Tuomo Tamminen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 (VALO)KUVAN MUODOSTUMINEN Ensimmäinen ns. "valokuva" tehtiin v J.H.Schulze havaitsi, että hopeanitaraatin ja kalkin sekoitus muuttui tummaksi, kun se altistettiin valolle, mutta ei pystynyt "kiinnittämään" kuvaa eli saamaan pysyvää kuvaa. V ranskalainen fyysikko Louis Daguerre havaitsi, että höyryttämällä kuparilevy elohopealla valotuksen jälkeen, kuva pystyttiin kiinnittämään (Daguerre-kuva). V George Eastman esitti tunnetun Kodak-mallin, jossa hopeahalidi-gelatiiniseos sidottiin selluloidinitraattipohjaiseen filmiin. Ensimmäiset CCD-anturit yleiseen käyttöön 1980-luvulla. KUVANMUODOSTUMISPROSESSI Kuva 1. Valokuvan ja digitaalisen kuvanmuodostumisketju (Allen)

V. 1830 ranskalainen fyysikko Louis Daguerre havaitsi, että höyryttämällä kuparilevy elohopealla valotuksen jälkeen, kuva pystyttiin kiinnittämään (Daguerre-kuva). V.

2 Kuva 2. Kuvan muodostumiseen vaikuttavat tekijät (Allen) KUVANMUODOSTUS VALOKUVALLA JA DIGITAALISESTI Kuva 3. Valokuvasta kuvaksi (Allen)

3 Kuva 4. Valokuvasta diditaaliseksi kuvaksi (Allen) Valokuvallinen esitystapa Kuva 5. Kohteen kuvautuminen valokuvalla (Allen)

4 Digitaalinen esitystapa Kuva 6. Digitaalisen kuvan esitystapa. (Allen) VALOKUVAFILMIN RAKENNE koostuu seuraavista kerroksista: suojakerros, emulsio(t), tartuntakerros, kuvapohja ja valopihasuoja emulsiossa energian vastaanottava aine AgBr, AgCl, AgI eli hopeahalidirakeet mv -filmillä yksi (1) ja väri- sekä väri-infrafilmillä kolme (3) emulsiokerrosta pohja voi olla paperia, muovia, lasia valopihasuoja estää valon heijastumisen filmin takapinnasta takaisin emulsioon

valopihasuoja emulsiossa energian vastaanottava aine AgBr, AgCl, AgI eli hopeahalidirakeet mv -filmillä yksi (1) ja

5 Kuva 7. Musta-valkofilmin rakenne (Clevers) Kuva 8. Värifilmin rakenne (Allen)

6 HOPEAHALIDIT ELI HOPEASUOLAT Kuva 9. Hopeahalidikidemuotoja (Laakso) VALOKUVAN SYNTY eli Gurney-Mottin teoria hopeabromidikiteessä on hilavirheitä ja aukkoja valokvantti irroittaa emulsion hopeabromidin bromi-ionista elektronin elektronisiirtymät jatkuvat hilassa o elektroni vaeltaa kidehilassa, kunnes törmää "kypsyysalkioon" (trap), joka varautuu negatiivisesti o alkio vetää puoleensa Ag+ -ioneja, jolloin syntyy metallista, mustaa hopeaa => LATENTTIKUVA, ei silmin nähtävä kuva Kuva 10. Hilarakenne ja kuvia kehityskeskuksista, latentista kuvasta (Laakso)

irroittaa emulsion hopeabromidin bromi-ionista elektronin elektronisiirtymät jatkuvat hilassa o elektroni vaeltaa kidehilassa, kunnes

7 Kuva 11. Gurney-Mottin teoria havainnekuvin (Laakso)

8 VALOKUVAPROSESSIN VAIHEET I VALOTUS II KEHITYS = latentti kuva näkyväksi III KESKEYTYS = keskeytetään kemiallinen reaganttien toiminta IV KIINNITYS = pelkistämätön hopea liuotetaanpois ja metallinen hopea sidotaan kuvapohjaan (negatiivi) V HUUHTELU NEGATIIVI- JA POSITIIVIPROSESSIT Kuva 12. Positiivi- ja negatiivikuva (Clevers)

pelkistämätön hopea liuotetaanpois ja metallinen hopea sidotaan kuvapohjaan

9 DIGITAALISEN KUVAN MUODOSTUS Kuva 13. CCD- kuvasensori (Allen) Kuva 14. Digitaalisen kuvan syntytapoja (Allen)

10 Kuva 15. Digitaalinen kuva (Allen) SÄVYNTOISTO VALOKUVALLA DENSITEETTI, TRANSPARENSSI JA KONTRASTI Transparenssi eli läpäisevyys ja opasiteetti eli läpikuultamattomuus Densiteetti eli mustuma Kontrasti

11 MUSTUMAKÄYRÄ (Characteristic Curve) Mustumakäyrä esittää mustuman määrän D emulsiolla saapuneen säteily-energian E logaritmisena funktiona, D =f(log E) Kuva 16. Mustumakäyrä ja sen tärkeimmät osat Mustumakäyrässä on kiinnitettävä huomiota o huntuun (kuvassa A-B) o käyttökelpoiseen valotusalueeseen (kuvassa B-C) o mustuma-alueeseen (kuvassa A-D) o saavutettavaan maksimimustumaan (kuvassa D) o solarisaatioalueeseen Valotusta jatketaan maksimi-mustumapisteen ohi, jolloin mustuma alkaa jälleen laskea (dia-filmit)

Mustumakäyrä ja sen tärkeimmät osat Mustumakäyrässä on kiinnitettävä huomiota o huntuun (kuvassa A-B) o käyttökelpoiseen

12 Kuva 17. Diafilmin mustumakäyrä (solarisaatiopisteen jälkeen) Mustumakäyrän jyrkkyys γ < 1 materiaali toistaa kontrastit liian loivina γ = 1 = 45 ja toisto on luonnonmukainen γ > 1, kuvan kontrastit ovat luonnonmukaista jyrkempiä Jyrkkyyttä voidaan lisätä: o pidentämällä kehitysaikaa o eri kehitteillä/valokuvapapereilla o eri kehitelämpötiloilla Kuva 18. Mustumakäyrän jyrrkkyden muuttuminen eri papereilla ja kehitysajoilla

kontrastit liian loivina γ = 1 = 45 ja toisto on luonnonmukainen γ > 1, kuvan kontrastit ovat

13 FILMIN HERKKYYS Herkkyysjärjestelmät perustuvat jonkin mustumakäyrän pisteen määrittämiseen( sovittu mustuman muutos huntutason yli) yleisimmät DIN, ASA ja AFS Kuva 19. Filmin herkkyyden vaikutus kuvanlaatuun VALOVOIMA o Objektiivin valovoima on objektiivin suurin aukko, joka on himmentimen halkaisijan D:n suhde objektiivin polttoväliin f Yleinen aukkosarja f o yhden askeleen siirto vasemmalle = valovoima kaksinkertaistuu o siirto oikealle = valovoima puolittuu VALOKUVAN LOPPUTULOKSEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT Valotus o aukko ja aika (Tarkennus) Filmi o herkkyys ja jyrkkyys Kehitys o Kehitteet o Kehityslämpötila o Kehitysaika

polttoväliin f Yleinen aukkosarja f 1 1.4 2 2.8 4 5.

14 SÄVYNTOISTO DIGITAALISELLA KUVALLA Kuva 20. Bit/pixel ja harmaasävyt (Allen) CCD-SENSORIT Kuva 21. CCD-sensorin rakenne (Allen)

15 Kuva 22a) Kuvan muodostuminen CCD-sensorissa (Allen) Kuva 22b) Kuvan muodostuminen CCD-sensorissa (Allen)

16 Kuva 23. Erityyppisiä CCd-sensoreita (Allen) VERTAILU KUVANMUODOSTUKSESTA VALOKUVILLA JA CCD-SENSOREILLA Kuva 24. Valokuvan ja CCD-sensoreiden kuvanmuodostutapojen vertailu (Allen)

17 KUVASENSOREIDEN OMINAISUUKSIA Kuvasensoreiden tärkeimmät ominaisuudet: o Sensorityyppi valoherkkämateriaali ja sen toiminta o Sensorin koko o Pikselikoko o Kuvaformaatti o Spatiaalinen resoluutio o Sensoreiden tiheys o Energiantallennustehokkuus o Toisto o Spektraalinen herkkyys o Tallennustapa Linssin ja valokuvan ominaisuuksia Edut: o Herkkyys o Spektraalinen herkkyys o Resoluutio o Jatkuva sävynmuodostus o Monimuotoisuus ja käyttökelpoisuus o Tiedon kapasiteetti o Arkistointi o Hopean kierrätys o Valmistuksen helppous Huonot puolet: o Filmin säilytys o Herkkyys luonnonsäteilylle o Erotuskyvyn määrityksen määritystarkkuus o Tehokkuus heikompi kuin digitaalisella o Valokuvan kemiallinen prosessointi

Spektraalinen herkkyys o Resoluutio o Jatkuva sävynmuodostus o Monimuotoisuus ja käyttökelpoisuus o Tiedon kapasiteetti o Arkistointi o Hopean kierrätys o Valmistuksen helppous

18 Digitaalisen kuvan ominaisuuksia Edut: Haitat: o Nopeus o Ei lisäkustannuksia kuten filmeillä o Ei pimiötyöskentelyä o Muistikortin luotettavuus o Kuvankäsittely helppoa o Kuvan siirron helppous o tehokkuus o Tulostuskoon rajoittuneisuus o Sävyalueen rajoittuneisuus o Erotuskyky o Hinta o Kuvan katselu vaatii katselulaitteen (tietokoneen/näytön) o Paperitulostus kalliimpaa o Suuret tiedostokoot ja niiden tallennus VERTAILU ANALOGINEN VS. DIGITAALINEN Kuva 25. Kuvasensoreiden ominaisuuksien vertailu (Allen)

Sävyalueen rajoittuneisuus o Erotuskyky o Hinta o Kuvan katselu vaatii katselulaitteen (tietokoneen/näytön) o Paperitulostus

19 Referenssiluettelot: (Laakso) Laakso, Mauri: Valokuvausmoniste, TKK,1994. (Clevers) Clevers, Jan: Remote Sensing Basics - Digital lectures. Wageningen University, The Netherlands, CD-ROM. (Allen) Allen, Elizabeth: 'How Imaging works' module - 2DPI403. England, 2003.

Samankaltaiset tiedostot

Valokuvaus. Kehitysprosessit. Kodak - filmien kehitys. Ilford Multigrade paperikemia

Valokuvaus. Kehitysprosessit. Kodak - filmien kehitys. Ilford Multigrade paperikemia Valokuvaus Kehitysprosessit Kodak - filmien kehitys Ilford Multigrade paperikemia TTKK / AML 2/2001 Kodak - filmien kehitys, T-Max ja Pan Kehitys Paterson kehitystankilla Alkuvaiheen työskentely täysin