Джeймс Клeрк Максвелл (Jamеs Сlеrk Mаxwеll 1831-1879) задумывает доказать свою трехкомпонентную теорию цветов. Он решает при первом удобном случае продемонстрировать цветную фотографию. Цветная фотография в век едва чувствительных пластинок, требующих чудовищных выдержек, когда проблема простейшего черно-белого снимка была еще поистине проблемой из-за немыслимых характеристик пластинок.
17 мая 1861 года Максвеллу была предложена высокая честь - прочесть лекцию перед "Королевским обществом" - учреждением, прославленным именами Pумфорда, Деви, Фарадея. Тема лекции - "О теории трех основных цветов". И вот на этой лекции Джеймс решил привести окончательное, уже бесспорное доказательство своей трехкомпонентной теории.
Когда он обратился к одному из самых искушенных фотографов того времени, редактору издания "Заметки о фотографии" Томасу Саттону, с предложением сделать цветную фотографию, тот поразился. И, разумеется, отказался. Максвеллу стоило больших усилий уломать его.
Решено было сфотографировать бант, повязанный из трехцветной ленты, помещенный на фоне черного бархата. Фотографирование велось при ярком солнечном свете и проводилось через прозрачный плоский сосуд, наполненный раствором хлорида меди. Раствор был ярко-зеленого цвета. Другой раствор, через который проводилось экспонирование второго негатива, был раствором сульфата меди - он был ярко-синего цвета. Еще один негатив получили через ярко-красный раствор тиоцианата железа.
Все эти негативы были затем напечатаны на стекле.
17 мая 1861 года, Лондон, в особняке на улице Абермарл, Пикадилли, где помещался Королевский институт, в зале были установлены три фонаря, приготовлены три тяжелых стеклянных позитива. Перед линзами каждого фонаря - те же фильтры, которые использовались при съемке,- красный, синий и зеленый.
Джeймс Мaксвелл разъясняет собравшимся дамам и господам сущность трехкомпонентной теории, настаивая на том, что основными цветами, с помощью которых можно получить все другие, являются именно они: красный, синий, зеленый.
Нужно доказательство? Пожалуйста!
Джеймс дает указание Саттону и ассистентам поджигать бруски углекислого кальция - Друммондов свет для волшебных фонарей. Бруски разгораются, давая яркий белый, чуть синеватый свет.
Три цветных изображения проецируются на белый экран таким образом, чтобы они совпали, и тогда...:
Это был, конечно, полный триумф трехкомпонентной теории цвета. И никто тогда не понял, что главное значение того дня было вовсе не в торжестве трехкомпонентной теории, а в том, что в процессе доказательства этой теории миру была впервые продемонстрирована цветная фотография!
16-18 мая 1961 года в Лондоне состоялась научная конференция, посвященная столетию со дня демонстрации первой цветной фотографии. Был прочитан ряд докладов, из которых особенно поразил присутствовавших сделанный Р. М. Эвансоном.
Эванс с помощью Кавердинской лаборатории и могучей фирмы "Кoдак" сумел достать чудом сохранившийся комплект негативов Максвелла м полностью воссоздать условия демонстрации цветных диапозитивов. Для этого специалистам фирмы пришлось создавать специальные низко чувствительные пластинки (что оказалось трудной задачей)с чудовищно плохими цветовыми характеристиками (а это было уже совсем трудно!), подготовить растворы тех же солей, с тем чтобы сделать светофильтры, провести специальное спектрофотометрическое исследование пластинок и фильтров.
Ученым удалось точно воссоздать условия опыта и полностью проанализировать все свойства фильтров и материалов Саттона-Максвелла. Вывод был поразителен: при имевшихся тогда фотографических материалах было принципиально невозможно продемонстрировать цветную фотографию! Материалы того времени были абсолютно нечувствительны, например, к зеленому цвету! Впрочем, точно так, же и к красному...
И все же цветная фотография была продемонстрирована. И это произошло в присутствии столпов английской научной мысли! Современные ученые вынуждены были продолжать поиски и пришли к совершенно парадоксальному выводу: Максвелл, сам того не подозревая, фотографировал в синих и невидимых ультрафиолетовых лучах, третьим компонентом был зеленый цвет, который оказался в спектре синего цвета! Вместо тройки основных цветов, которую намеривался доказать Максвелл, эффект цветной фотографии создавала совершенно другая тройка цветов! Максвелл случайно, с помощью почти невозможного счастливого стечения обстоятельств, смог продемонстрировать цветную фотографию за пятнадцать лет до того, как создание новых фотографических эмульсий сделало это по-настоящему возможным. Максвеллу было тридцать лет. Он был молод, энергичен и смел. Ему в то время удавалось даже невозможное...
В.Карцeв "Максвелл"
Невероятные факты
Когда мы думаем о старых фотографиях, мы в первую очередь представляем себе черно-белые картинки, однако, как доказывают эти потрясающие фото начала 20 века, цветная фотография была гораздо более развитой, чем можно было подумать.
До 1907 года, если вы хотели получить цветную фотографию, профессиональному колористу приходилось красить ее при помощи разных красителей и пигментов.
Однако, два брата француза Огюст и Луи Люмьер произвели фурор в деле фотографии. Используя окрашенные частички картофельного крахмала и светочувствительную эмульсию, они могли делать цветные фотографии без необходимости дополнительного окрашивания.
Несмотря на сложность производства, а также высокую стоимость, процесс изготовления цветных фото был очень популярным среди фотографов, а одна из первых в мире книг по цветной фотографии была опубликована с использованием именно этой техники.
Первые цветные фото
Таким образом, братья произвели революцию в мире фотографии, позже Kodak перенес фотографию совершенно на новый уровень, введя на рынок в 1935 году плёнку Kodakchrome. Это была более легкая и удобная альтернатива изобретению братьев Люмьер. Их технология Autochrome Lumiere тут же устарела, но всё-таки оставалась популярной во Франции вплоть до 1950-х годов.
Kodakchrome, в свою очередь также устарел после появления цифровой фотографии. Компания Kodak прекратила выпускать пленку в 2009 году. Сегодня цифровая фотография – это самый популярный способ съемки, однако современные достижения в области фотографии были бы невозможны без тяжелой работы пионеров этого дела Огюста и Луи Люмьеров.
Теперь давайте посмотрим коллекцию удивительных фотографий, столетней давности, сделанные с помощью новаторской технологии братьев Люмьеров.
1. Кристина в красном, 1913
2. Уличная продавщица цветов, Париж, 1914
3. Хайнц и Ева на холме, 1925
4. Сестры, сидящие в саду и делающие букеты из роз, 1911
5. Мулен Руж, Париж, 1914
6. Мечты, 1909
7. Миссис А. Ван Бестен, 1910
8. Девочка с куклой возле солдатского снаряжения в Реймсе, Франция, 1917
9. Эйфелева башня, Париж, 1914
10. Улица в Гренаде, 1915
11. Одна из самых первых цветных фотографий, сделанная по технологии братьев Люмьеров, 1907
12. Молодая девушка в ромашках, 1912
13. Две девушки на балконе, 1908
14. Воздушные шары, Париж, 1914
15. Чарли Чаплин, 1918
Самые первые цветные фотографии
16. Автохром Марка Твена, 1908
17. Открытый рынок, Париж, 1914
18. Кристина в красном, 1913
19. Женщина курит опиум, 1915
20. Две девушки в восточных костюмах, 1908
21. Ван Бестен рисует в саду, 1912
22. Босния-Герцеговина, 1913
23. Женщина и девушка на природе, 1910
24. Ева и Хайнц на берегу озера Люцерн, Швейцария, 1927
25. Мать и дочери в традиционной одежде, Швеция, 1910
26. Фонтан Нептуна, Челтнем, 1910
27. Семейный портрет, Бельгия, 1913
28. Девушка в саду с цветами, 1908
В истории много знаковых фотографий, сделанных по счастливой случайности. Удивительная история совпадений способствовала и появлению первой цветной фотографии. «Ленточка из шотландки» или «Тартановая лента» — разноцветное изображение, полученное физиком Джеймсом Клерком Максвеллом и фотографом Томасом Саттоном — синего, зелёного и красного -и продемонстрированное в ходе лекции на тему особенностей цветового зрения в лондонском Королевском институте Великобритании 17 мая 1861 года.
« »
Издательство «Наука»
Москва, 1968
Джеймс Максвелл известен своими работами в области электромагнитной теории, однако ученый интересовался и теорией цветов. В частности, он поддержал идею Томаса Юнга о трех основных цветах и их связи с физиологическими процессами в организме человека. Совместный эксперимент Максвелла и фотографа-изобретателя Томаса Саттона должен был укрепить эти предположения.
Ученые последовательно сфотографировали завязанную узлом ленту из шотландской ткани с традиционным клетчатым (тартановым) орнаментом через разноцветные фильтры. Освещая затем негативы через те же фильтры, удалось получить полноцветную проекцию снимка. Как было показано спустя почти сто лет сотрудниками фирмы «Кодак», воссоздавшими условия опыта Максвелла, имевшиеся фотоматериалы не позволяли продемонстрировать цветную фотографию и, в частности, получить красное и зелёное изображения.
Р.М. Эванс, проводивший этот эксперимент, объяснил появление цветов на фотографии Саттона-Максвелла следующим образом: «Ясно, что наша пленка, как у Саттона, чувствительна только к крайнему синему и ультрафиолету. Тот факт, что изображения были получены не только с синим, но также с зеленым и красным фильтрами, указывает на то, что все растворы пропускают свет с длиной волны короче, чем 430 µm (микрометров). Другими словами, единственным излучением, действовавшим на эмульсию, был свет крайнего синего конца видимого спектра и еще более короткое невидимое излучение в ультрафиолете. Наша линза, которая во многом подобна линзе Саттона, пропускала ультрафиолет до 325 µm. Длины волн, пропущенных линзой и тремя растворами (разбавленными), показаны на спектрографических кривых.
Сразу ясно, что три фильтра достаточно четко делят синюю и ультрафиолетовую области спектра на три отдельные области, хотя зеленая содержится внутри синей. Совершенно случайно оказалось, что фильтры, выбранные Саттоном для разделения видимого спектра, действуют аналогичным образом в относительно узком участке света с малой длиной волны. Глядя на эти кривые, следует помнить, что при зеленом фильтре экспозиция была в 120 раз, а при зеленом — в 80 раз больше, чем при синем. При построении кривых эти коэффициенты не учитывались.
Теперь можно понять, как синий был отделен от других цветов и как настоящий зеленый может быть отделен от синего. Но тотчас могло бы показаться, что все, окрашенное в красный, вовсе неразличимо. Оказывается, что многие краски отражают не только свет, который мы видим как красный, но также много и ультрафиолета. Поэтому красный предмет может дать четкое изображение на „красной“ пластинке не потому, что он красный, а потому, что он более ультрафиолетовый, чем те предметы, которые воспринимаются нами как зеленые и синие. Мы не знаем, конечно, в какие красные тона была окрашена лента, сфотографированная Саттоном. Более того, нет вообще описания ее цвета, значит, мы не можем быть уверены в том, что участки ленты, которые получились более яркими у Саттона на красной пластине, были действительно красного, а не какого-либо другого цвета с высокой отражаемостью в ультрафиолете. Кажется невероятным, однако, чтобы Максвелл показывал фотографию, если бы красные пятна не были на своих местах. Если это так, то они были созданы ультрафиолетовой — красной окраской ленты, — счастливый случай, который ни Максвелл, ни Саттон не могли предвидеть».
Первое упоминание о создании изображения на стене было сделано в Китае за пять веков до нашей эры. Однако фактическое начало развития фотографии в современном понимании относится к 1828 году, когда был создан первый снимок, запечатлевший человеческую фигуру. Это стало возможным в результате открытия в 1634 году химиком Гомбергом светочувствительности азотнокислого серебра, а врачом Шульце в 1727 году была обнаружена чувствительность хлористого серебра к свету. Затем Честером Муром был разработан объектив-ахромат, шведский химик Шееле сделал возможным обеспечить устойчивость снимков к свету (1777 год).
Интересная и познавательная история изобретения фотографии будет поведана читателю далее.
Зарождение фотодела
Многочисленные опыты по созданию устойчивого фотоснимка привели к получению на латунной пластинке по технологии гелиографии (1827 г.) устойчивого снимка, дошедшего до наших дней. Официальное сообщение об открытии Дагера и Ньепса дагеротипии, сделанное в январе 1839 года физиком Франсуа Араго на заседании Академии наук в Париже, признано датой изобретения фотографии официально.
Развитие фотографии на первом этапе
В своем развитии XIX век, который характеризуется промышленными, кардинальными социальными изменениями, сделал изобретение фотографии необходимостью. Активно развивающееся динамичное общество уже не могло удовлетворить рукотворное изображение. В начале своего появления фотоснимки носили прикладной характер и воспринимались как вспомогательное средство. К примеру, с целью документирования ботанических образцов или для фиксации конкретных объектов, событий, запечатления найденных артефактов. Распространенное ныне фотографирование людей и других живых объектов на заре фотографии, изобретения 19 века, было затруднительным и дорогостоящим процессом.
Получение негатива состоит из нескольких этапов:
- Подготовленную серебряную пластину помещают в камеру-обскуру.
- После открытия объектива появляется чуть заметное изображение в слое йодистого серебра под действием солнечных лучей.
- Закрепление изображения проводилось обработкой парами ртути в темноте вынутой пластины и последующей обработкой раствором поваренной соли (гипосульфита).
Альтернативные методы
Изобретением фотографии занимались многие ученые. Так, английский изобретатель Фоке Тальбот, работавший в тот же период, что и французы, получил фотографию, изобретение века, другим способом. В камере-обскуре изображение получают на пропитанной светочувствительным раствором бумаге. Затем снимок проявляют и закрепляют, а уже с негатива печатают позитивное изображение на специальной бумаге.
Недостатком обоих методов является необходимость длительного стояния (30 минут) перед камерой в неподвижном состоянии. Кроме того, использование паров нагретой ртути для получения дагерротипа небезопасно для здоровья.
Изобретение цветной фотографии
Между фотографией в черно-белом цвете и цветной лежит расстояние длиной в 30 лет. Английский физик и математик Джеймс Максвелл с помощью фильтров разного цвета сделал три цветных снимка одного и того же предмета. Следующим стало изобретение Луи Хайрона из Франции. Для получения цветных фотографий он использовал сенсибилизированные хлорофиллом фотоматериалы. Экспонируя через цветные светофильтры черно-белые пластины, он получал цветоделенные негативы. Затем изображения с трех негативов сводились в одно с помощью хроноскопа, и получался цветной снимок.
Усовершенствование цветной фотографии
Луи Дюко дю Орон, копируя три негатива на желатиновые позитивы, окрашенные в соответствующие цвета, упростил процесс получения цветной фотографии (кратко об изобретении вам уже известно). Сложенные в сэндвич три желатиновых позитива, освещенные белым светом, проецировались одним аппаратом. В то время воплотить свою идею в жизнь изобретатель не смог из-за низкого уровня технологии фотоэмульсии. В дальнейшем его метод стал основой для появления многослойных фотоматериалов, которыми являются современные цветные пленки. В 1861 году на основе трехцветной технологии Томасом Саттоном был сделан впервые в мире цветной снимок. Неплохие снимки получались с помощью фотопластинок «Братьев Люмьер», которые начали продаваться с 1907 года.
Дальнейшее развитие цветной фотографии
Настоящий прорыв в создании изображений в цвете был сделан с изобретением в 1935 году цветной фотопленки 35 мм. Удивительно высокое качество изображения получалось благодаря цветной пленке Kodachrome 25, которая только недавно была снята с производства. Качество пленки настолько высокое, что и спустя полвека сделанные в то время слайды выглядят так же, как и при проявке. Недостатком является то, что красители вводились на стадии правки, что было возможно только в лаборатории, находящейся в Канзасе.
Первая негативная пленка, позволяющая получить цветные снимки, была выпущена "Кодаком" в 1942 году. Однако вплоть до 1978 года, когда проявка пленки стала доступной и в домашних условиях, цветные слайды Kodachrome были самыми популярными и распространенными.
Аппаратура для фотосъемки
Первым фотоаппаратом считается разработанная английским фотографом Сэттоном в 1861 году модель, состоящая из большого ящика с крышкой наверху и штатива. Крышка не пропускала свет, но через нее можно было смотреть. В ящике с помощью зеркал формировалось изображение на стеклянной пластине. Активное развитие фотографии датируется 1889 годом, когда Джорджем Истменом была запатентована быстрая фотокамера, названная им «Кодак».
Следующим шагом в фотоиндустрии стало создание в 1914 году немецким изобретателем по имени О. Барнак небольшой фотокамеры, в которую заправлялась пленка. На основании этой идеи спустя десять лет фирма Leitz Company под маркой Leica начала массовый выпуск пленочных фотоаппаратов с функциями фокусировки и задержки при съемке. Такой аппарат дал возможность значительному количеству фотолюбителей делать снимки без участия профессионалов. Выпуск в 1963 году аппаратов Polaroid, где снимок получается мгновенно, привел к настоящей революции в сфере фотографирования.
Цифровые фотоаппараты
Развитие электроники привело к появлению цифровой фотографии. Пионером в этом направлении стала компания Fujifilm, которая в 1978 году выпустила первую цифровую фотокамеру. Принцип их действия основан на изобретении Бойла и Смита, которые предложили прибор с зарядовой связью. Первый цифровой аппарат весил три килограмма, а снимок записывался в течение 23 секунд.
Массовое активное развитие цифровых фотокамер датируется 1995 годом. На современном рынке фотоиндустрии предлагаются в огромном ассортименте модели цифровых фотокамер, видеокамер, мобилок со встроенными фотокамерами. В них за получение красивого снимка отвечает богатое программное обеспечение. К тому же на компьютере можно дополнительно откорректировать цифровое фото.
Этапы создания фотоматериалов
Открытия в сфере фотоиндустрии были связаны со стремлением запечатлеть визуальную информацию техническими средствами, добиться четких, точных изображений. Такие снимки имеют познавательную, художественную ценность и значение для общества и отдельных индивидов. Главным в этом является поиск способов закрепления и получения устойчивого изображения любого объекта.
Первая фотография была получена с помощью камеры-обскуры на покрытой тонким асфальтовым слоем металлической пластине. Изобретение в 1871 году Ричардом Мэддоксом желатинной эмульсии сделало возможным в промышленных условиях производить фотоматериалы.
Лавандовое масло и керосин использовались для вымывания асфальта из незакрепленных и неосвещенных мест. Совершенствуя изобретение Ньепса, Дагер предложил для экспонирования серебряную пластину, которую спустя полчаса выдержки в темной комнате держал над парами ртути. Закреплялось изображение раствором поваренной соли. В методе Тальбота, который он назвал капотонией и который был предложен в то же время, что и дагеротип, использовалась бумага, покрытая слоем хлорида серебра. Бумажные негативы Тальбота позволяли делать большое количество копий, но изображение было нечетким.
Желатиновая эмульсия
Предложение Истмена поливать желатиновую эмульсию на целлулоид, появившийся в 1884 году новый материал, привело к появлению фотопленки. Замена тяжелых пластин, которые могли повредиться при неосторожном обращении, на целлулоидную пленку не только облегчило работу фотографов, но и открыло новые горизонты конструирования фотокамер.
Братья Люмьер предложили производить пленку в виде рулона, а Эдисон усовершенствовал ее перфорацией, и с 1982 года и до сегодня она используется в таком же виде. Единственной заменой была то, что вместо горючего целлулоида применяют целлюлозно-ацетатный материал. Изобретение фотоэмульсии позволило заменить бумагу, металлические пластины и стекло на более подходящий материал. Последним достижением стала замена рулонной пленки на цифру.
Развитие фотодела в России
Самый первый дагерротипный прибор в России появился буквально через год после изобретения фотографии. Алексей Греков, начиная с 1840 года, наладил изготовление дагеротипных аппаратов, предлагал сервисные и консультативные услуги. Большой мастер фотографии Левицкий предложил существенное улучшение прибора в виде кожаного меха между стойкой и корпусом аппарата. Грекову принадлежит первенство применения фотографии в полиграфии. В России XIX века были изобретены:
- Стереоскопический аппарат.
- Шторный затвор.
- Автоматическая регулировка выдержки.
В советское время было разработано и внедрено в производство более двухсот моделей фотоаппаратов. В настоящее время внимание изобретателей направленно на повышение уровня разрешающей способности.
Сведения об изобретении кинематографа
Фотография была одним из первых шагов к кинематографу. Изначально многие ученые трудились над тем, чтобы создать аппарат, который бы мог оживить рисунок. После появления фотографии, в 1877 году, была изобретена хронофотография - разновидность фотографии, позволяющая записать движение объекта при помощи фотосъемки. Это был существенный шаг в развитии кинематографа. Изобретение фотографии - одно из самых значимых достижений XIX века. И с этим сложно поспорить.
Цветная фотография - как способ получения цветных изображений основана на субтрактивном методе смешения цветов. Цветная фотография появилась в середине XIX века. Первым шагом развития цветной фотографии можно считать появление первого устойчивого цветного фотоснимка, который был сделан в 1861 году Джеймсом Максвеллом, по методу трехцветной фотографии (метод цветоделения).
Для получения цветной фотографии по этому методу использовались три фотокамеры с установленными на них цветными светофильтрами (красным, зелёным и синим). Получившиеся снимки позволяли воссоздать при проекции цветное изображение.
Вторым важнейшим шагом в развитии метода трехцветной фотографии стало открытие в 1873г. немецким фотохимиком Германом Вильгельмом Фогелем сенсибилизаторов, то есть веществ, способных повышать чувствительность серебряных соединений к лучам различной длины волны. Именно Фогелю вскоре удалось получить состав, чувствительный к зелёному участку спектра, который больше всего воспринимает человеческий глаз.
Практическое применение трехцветной фотографии стало возможным после того, как ученик Фогеля, немецкий ученый Адольф Мите разработал сенсибилизаторы, делающие фотопластину чувствительной и к другим участкам спектра. Адольф Мите сконструировал фотокамеру для трехцветной съемки и трехлучевой проектор для показа полученных цветных снимков. Это новое для того времени оборудование впервые было продемонстрировано в Берлине в 1902г.
Большой вклад в дальнейшее совершенствование метода трехцветной фотографии внёс ученик Адольфа Мите - Сергей Прокудин-Горский, разработавший технологии, позволяющие уменьшить выдержку и увеличить возможности тиражирования снимка. Прокудин-Горский открыл в 1905г. свой рецепт сенсибилизатора, создававшего максимальную чувствительность к красно-оранжевому участку спектра, превзойдя в этом отношении своего учителя Адольфа Мите.
С начала XX века стали активно развиваться и другие методы цветной фотографии. В частности, в 1907 году были запатентованы и поступили в свободную продажу фотопластины «Автохром» Братьев Люмьер, позволяющие относительно легко получать цветные фотографии. Несмотря на многочисленные недостатки - быстрое выцветание красок, хрупкость пластин, зернистость изображения, метод быстро завоевал популярность и до 1935г. в мире было произведено 50 млн автохромных пластинок.
Альтернативы этой технологии появились только в 1930-х годах:Agfacolor в 1932 году, Kodachrome в 1935, Polaroid в 1963.
