フィルム粒子

フィルム粒子またはフィルム粒度は、十分な光子を受け取ったハロゲン化銀から発生した金属銀の小さな粒子または染料雲の存在により、処理された写真フィルムに生じるランダムな光学的テクスチャです。フィルム粒子はそのような粒子 (または染料雲) の関数ですが、粒子自体と同じものではありません。これは光学的効果であり、粒子の大きさ (粒子の量) はフィルムストックと、観察される解像度の両方に依存します。過度に拡大されたフィルム写真では、不快なほど目立つ場合があります。

化学的背景

ハロゲン化銀粒子のサイズと形態は、画像特性と露光挙動に重要な役割を果たします。結晶サイズと光感度（フィルム速度）にはトレードオフがあります。結晶が大きいほど、現像可能な状態にするのに十分なエネルギーを受け取る可能性が高くなります。これは、現像の自己触媒プロセスを開始するAg _{4クラスターの形成に必要な複数の光子を受け取る可能性が高くなるためです。}^[1]したがって、結晶が大きいほど、目に見えて粒状になりますが、より感度の高いフィルムが得られます。粒子が細かいほど細部がよりよく保存されますが、より多くの光が必要です。

平板状粒子フィルムは、幅と厚さの比が少なくとも 2 倍、多くの場合はそれ以上の平らな形態の結晶を使用します。平らな形態により、結晶の重なりが改善され、粒子間の空間が減少し、同じ量の銀でより多くの黒が得られます。よりコンパクトな構造により、より薄い乳剤層が可能になります。また、定着段階で洗浄するのがより困難です。平板状結晶は、増感色素をよりよく吸収します。また、光の散乱が少ないため、画像は鮮明になりますが、グラデーションが少なくなります。また、平板状結晶は、周囲放射線や宇宙線からの高エネルギー光子を吸収する可能性が低いため、曇ることなくより長い保存期間が得られます。合成中に、不要な形態の形成された結晶種子を溶解し、残りの結晶種子を制御されたオストワルド熟成によって成長させるという追加の手順によって、平板状結晶を有利にすることができます。^[2]

「クラシック」な立方粒子乳剤は、結晶の形状とサイズがよりランダムに分布し、より広範囲の露出に耐える「寛容な」フィルムになります。

両方の形態は、コアシェル構造に修正することもでき、小さなハロゲン化銀粒子が1つ以上の光捕捉層に囲まれているか、より光に敏感な中心が現像液に敏感なシェルに囲まれています。これにより、同じフィルム速度でより細かい粒子が得られます。可能性の1つは、ヨウ化物の多いコアとヨウ化物の少ないシェルで、内部の光に対する感度が高く、外部の現像液に対する感度が高いことです。^[3]

両方の形態は、異なるサイズの分布で現れることもあります。結晶寸法の分布が狭い「モノサイズ」では、フィルム速度をより適切に制御でき、目に見える粒子が少なくなります (大きな結晶がないため)。より広くランダムなサイズの変化により、露出に対する許容度が高まり (光が少なすぎる場合は大きな結晶がいくつか現れ、光が多すぎる場合は小さな粒子がいくつか現れます)、現像プロセスに対する許容度が高まります。

棒状粒子は平板状粒子とは逆に、光がなくても自己発達し、曇りが生じる可能性がある。^[4]

対策

RMS粒度

粒状度、またはRMS粒状度は、濃度の不均一性を数値化したもので、光学濃度の二乗平均平方根（rms）変動に等しく、 ^[5]直径0.048mm（48マイクロメートル）の円形開口部を備えたマイクロデンシトメーターで、平均濃度1.0D（つまり、入射光の10%を透過する）に露光され、通常現像されたフィルム領域で測定されます。^[6]

粒状度は「拡散RMS粒状度の1000倍」と表現されることもある^[7]。つまり、粒状度10のフィルムは、標準開口部領域におけるRMS密度変動が0.010であることを意味する。

銀の粒子が小さい場合、標準開口部領域は多数の粒子の平均を測定するため、粒度は小さくなります。粒子が大きい場合、標準領域で平均化される粒子の数が少なくなるため、ランダムな変動が大きくなり、粒度数値が高くなります。

セルウィン粒度

フィルム粒子は、R. セルウィンの観察 (セルウィンの法則として知られる) に基づいて、マイクロデンシトメーターが測定する開口部のサイズとは関係なく定量化されることもあります。この観察では、開口部が小さすぎない場合、RMS 粒度と開口部面積の平方根の積は、開口部のサイズとは関係ない傾向があります。セルウィン粒度は次のように定義されます。

$G=\sigma {\sqrt {2a}}$

ここでσはRMS粒度、aは開口面積である。^[8]^[9]

フィルムとデジタルの粒子効果

以下の画像は、極端なフィルム粒子の例を示しています。

Agfa 1000 RS スライドに写っているラリークロスカー
同じ写真の詳細。木目がよくわかるように。
コダックフィルム 1000 ASA の記録、アムステルダム、グラフィティ 1996

デジタル写真では、粒子が存在するフィルムが存在しないため、フィルム粒子は現れません。デジタルカメラでは、フィルム粒子に最も近い物理的等価物は、イメージセンサー(例: CCD セル) の個々の要素、つまりピクセルです。小粒子のフィルムは大粒子のフィルムよりも解像度は優れていますが感度は低くなります。同様に、要素が多いイメージセンサーでは、解像度は高くなりますがピクセルあたりの光量は少なくなります。したがって、フィルム粒子と同様に、物理的なピクセルサイズは解像度と感度の間の妥協点を表します。ただし、フィルム粒子はランダムに分布し、サイズにばらつきがあるのに対し、イメージセンサーセルは同じサイズでグリッド状に配置されているため、フィルムとデジタルの解像度を直接比較することは簡単ではありません。代わりに、デジタルカメラの ISO 設定は、チップの読み出し回路にある電子増幅器のゲインを制御します。結局のところ、低照度条件で動作するデジタルカメラで ISO 設定を高くすると、ノイズの多い画像になりますが、視覚的な外観は従来の写真フィルムとは多少異なります。

フィルム粒子の視覚的および芸術的な効果は、撮影後のデジタル画像に粒子を追加することで、一部のデジタル写真操作プログラムでシミュレートできます。さまざまなRAW 画像処理ソフトウェアパッケージ ( RawTherapeeやDxO PhotoLabなど) には、粒子度など、さまざまなフィルムブランドの特性を適用する「フィルムシミュレーション」効果が備わっています。同じ目的のプラグインは、Photoshopなどのさまざまな画像エディターにも存在します(例: Nik Collectionの Analog Efex および Silver Efex)。

デジタル写真では、画像ノイズが「粒子のような」効果として現れることがあります。

フィルム粒子オーバーレイ

フィルムグレインオーバーレイ (FGO とも呼ばれる) は、フィルムエマルジョンの特性を、さまざまなレベルの不透明度を使用してデジタルファイルにオーバーレイするプロセスです。このプロセスにより、フィルムグレインの特性が追加され、動画の場合は、より無味乾燥に見えるデジタルメディアに微妙なちらつきが加わります。^{[引用が必要]}

コンピュータプラグインとは対照的に、FGO は通常、グレーカードに対して撮影されたフィルムから取得された実際のフィルム粒子サンプルから生成されます。

フィルムグレインはランダムな性質を持つためエンコードが難しいため、一部のビデオコーデック (特にAV1)にはフィルムグレインの合成が組み込まれています。フィルムグレインはエンコード中に削除され、粒子の形状と密度を表すパラメータに置き換えられ、再生中にデコーダーがこれらのパラメータを使用してフィルムグレインを再合成します。

参照

参考文献

^ ホフマン、アーノルド (1980)。「写真プロセスに応用された核の形成と特性 - 電気化学モデル」。金属クラスターの成長と特性。表面科学と触媒の研究。第 4 巻。エルゼビア。pp. 365–370。doi :10.1016/S0167-2991(08) 65192-7。ISBN 978-0-444-41877-7。
^ https://academic.oup.com/book/4874/chapter-abstract/147246923?redirectedFrom=fulltext ^{[裸の URL ]}
^ 藤田晋作 (2013年3月9日). 写真の有機化学. Springer. ISBN 978-3-662-09130-2。
^ 「ハロゲン化銀平板粒子乳剤」。
^ Brian W. Keelan (2002)。画像品質ハンドブック：特性評価と予測。CRC Press。ISBN 0-8247-0770-2。
^ レスリー・D・ストロベル、ジョン・コンプトン、アイラ・カレント、リチャード・D・ザキア（2000年）。『写真の基本材料とプロセス』フォーカル・プレス。ISBN 0-240-80405-8。
^ エフティミア・ビリッシ、マイケル・ラングフォード（2007年）。ラングフォードの高度な写真術。フォーカル・プレス。ISBN 978-0-240-52038-4。
^ Hans I. Bjelkhagen (1995). 銀塩記録材料. Springer. ISBN 3-540-58619-9。
^ RE Jacobson、Sidney Ray、Geoffrey G. Attridge、Norman Axford (2000)。写真マニュアル。Focal Press。ISBN 0-240-51574-9。

さらに読む

ハント、RWG (2004)。『色の再現』（第6版）。Wiley。pp. 305–307。ISBN 978-0470024256。

外部リンク

FLIP Animation ブログでフィルムグレインについて議論されました。2013 年 3 月閲覧

[1] ホフマン、アーノルド (1980)。「写真プロセスに応用された核の形成と特性 - 電気化学モデル」。金属クラスターの成長と特性。表面科学と触媒の研究。第 4 巻。エルゼビア。pp. 365–370。doi :10.1016/S0167-2991(08) 65192-7。ISBN 978-0-444-41877-7。

[2] ttps://academic.oup.com/book/4874/chapter-abstract/147246923?redirectedFrom=fulltext ^{[裸の URL ]}

[3] 藤田晋作 (2013年3月9日). 写真の有機化学. Springer. ISBN 978-3-662-09130-2。

[4] 「ハロゲン化銀平板粒子乳剤」。

[5] Brian W. Keelan (2002)。画像品質ハンドブック：特性評価と予測。CRC Press。ISBN 0-8247-0770-2。

[6] レスリー・D・ストロベル、ジョン・コンプトン、アイラ・カレント、リチャード・D・ザキア（2000年）。『写真の基本材料とプロセス』フォーカル・プレス。ISBN 0-240-80405-8。

[7] エフティミア・ビリッシ、マイケル・ラングフォード（2007年）。ラングフォードの高度な写真術。フォーカル・プレス。ISBN 978-0-240-52038-4。

[8] Hans I. Bjelkhagen (1995). 銀塩記録材料. Springer. ISBN 3-540-58619-9。

[9] RE Jacobson、Sidney Ray、Geoffrey G. Attridge、Norman Axford (2000)。写真マニュアル。Focal Press。ISBN 0-240-51574-9。