胶片

未冲洗的胶片

电影胶片(英文:[[cinematographic_film]],法文:[[pellicule_cinématographique]]),将[[感光乳剂]]涂布在透明柔韧的[[片基]]上制成的感光材料,包括电影摄影用的[[负片]]、印拷贝用的正片、复制用的[[中间片]]和录音用的[[声带片]]等。这些胶片的结构大体相同,都由能感光的卤化银明胶乳剂层和支持它的[[片基]]层两大部分组成。

电影问世初期的[[片基]]是用硝酸纤维酯制造的,其成分与火药棉近似,极易燃烧。1923年研究成功了[[醋酸安全片基]],之后便逐渐取代了[[硝酸片基]][[醋酸片基]]在成分上几经改进,其中的三[[醋酸片基]]性能较好。50年代以后,[[硝酸片基]]完全停止了生产。

[[感光乳剂]]的主要成分为悬浮于明胶中的卤化银。因明胶不但可使卤化银悬浮、不沉淀,而且本身含有敏化物质,能增加乳剂对光的敏感性,使胶片有较高的感光度以满足拍摄电影的要求。卤化银本身只对400~500毫微米波长的蓝紫光线敏感,拍摄出的影像与人眼所见各种颜色的明亮程度不大相同,被称为色盲片。1873年德国人H.W.沃格尔发现染料可以扩展卤化银的感光范围,于是生产出了既能感蓝紫光也能感绿光的正色片。1906年以后,各类菁染料相继出现,使胶片的感光范围愈来愈向长波方向发展,研制出了对可见光全都敏感的全色片。此外,随着感光范围向红外区的发展,红外片也随之诞生。红外片主要用于航空摄影和特技、特殊摄影。拍摄电影用的黑白片一般均为全色片,用于印制黑白电影拷贝的一般均为色盲片。

尽管用全色片摄影时能使各种颜色的层次分明,给艺术创作带来很多便利,但黑白电影表现出来的影调,只能是深浅不同的灰色,远远不能满足人们表现绚丽多彩的大自然的要求。于是,许多物理学家、化学家以及摄影科技工作者,纷纷对彩色摄影方法进行研究。

摄影史中出现的彩色摄影方法多达数百种,但从原理上讲不外以下两大类:一类是由不同比例的红、绿、蓝三原色光相加,得到各种颜色以至白色,所以叫做加色法。另一类是从白光中减去不同比例的红、绿、蓝三原色而得到各种深浅不同的色彩以至黑色,故称为减色法。它们都是建立在[[1861年]]J.C.麦克斯韦提出的视觉三原色理论的基础上的。该理论认为人的视觉器官只分别对红绿蓝三原色光敏感。红绿两敏感单元同时受到刺激时,产生黄色感觉;蓝、绿同时受到刺激时,产生青色感觉;红、蓝同时受到刺激时,产生品红色感觉。因此,红绿蓝被称为三原色,而黄、品红、青分别为蓝、绿、红的补色,称为三补色,也称减原色。

彩色电影的摄制采用的是减色法彩色胶片。最早成功的减色法彩色电影要推1927年问世的特艺色,由于拷贝的制作采用染料转印法,故又称染印法,发明人为H.T.卡尔马斯博士。按照这种方法,用一台比较复杂的分光束摄影机同时拍摄成 3条分别感受红、绿、蓝光的底片,然后从这些底片印制出 3条浮雕模片,分别染以青、品红、黄三补色染料,再迭印在一条空白片上,即成为放映用的彩色拷贝(见染印法)。

80年代世界各国普遍采用的彩色电影胶片都是减色法多层片。这种胶片将分别感受红、绿、蓝三原色光的三层乳剂迭涂在同一[[片基]]上,经摄影曝光、冲洗后即可得到彩色影像(见[[内偶法多层彩色胶片]])。

电影胶片的构造 由[[片基]][[感光乳剂]]两个主要部分组成。此外,还有涂在乳剂层表面、防止外力致伤的保护层,涂在乳剂与[[片基]]之间促使两者黏合的底层以及涂在背面起防光晕、防静电和防卷曲的背面层。

[[片基]]

35毫米电影胶片结构

80年代电影胶片大多采用三[[醋酸片基]],它由醋酐作用于短棉绒制成。此外,加有能改进塑性的增塑剂(如磷酸三苯)以增加[[片基]]的柔韧性。三[[醋酸片基]]不易燃烧,属于安全[[片基]],具有透光率高,抗张强度较好和电阻率较低等优点,是一种较理想的[[片基]]材料。但由于它存在着吸湿性较强、收缩率和脆性较大的缺点,还不能充分满足影片对机械强度和几何尺寸稳定性的要求。因此,人们在寻求更为理想的[[片基]]材料。聚酯和聚碳酸酯是两种新型[[片基]]材料。聚酯又叫涤纶,是对苯二甲酸和甲醇进行酯化反应之后,再和乙二醇进行酯交换生成对苯二甲酸乙二酯,最后经缩聚反应而成的。它制成的[[片基]]强度大、柔韧性好、吸水膨胀率小,所以耐磨、耐折、尺寸稳定。它还可做成较薄的[[片基]],以减缩胶片的重量和体积,这种[[片基]]特别适用于需多次放映的拷贝片和需长期保存的数据片。用聚碳酸酯造成的[[片基]]与用聚酯造成的[[片基]]具有大体相同的机械性能。

[[感光乳剂]]

乳剂层的厚度约在10~25微米之间,只占胶片厚度的六分之一左右,但却是胶片的核心部分,决定着胶片的感旋光性能。它含有感光剂、支持剂、增感剂及补加剂等四类物质。

感光剂

百余年来,摄影都以卤化银为感光剂。所用的卤化银包括氯化银、溴化银及碘化银三种,均在乳剂制备时由硝酸银和可溶卤化物在明胶中反应生成。其中溴化银感光最快,碘化银本身感光很慢,但在乳剂中加入占溴化银含量1~3%的碘化银,就能较大幅度地提高感光度和反差。溴化银和碘化银合用的乳剂,叫溴碘乳剂,多用于制备感光快的胶片。氯化银感光也很慢,常和溴化银合用制造低感光度的材料。卤化银的感光作用,可以溴化银为代表,用下式表示:

溴化银晶体受光子冲击后放出光电子和溴原子,带正电的格间银离子被该电子中和成为银原子;银原子聚集在溴化银晶体上有缺陷或位错的地方,聚够一定数目后,便可形成显影中心。许多这样的显影中心,组成看不见的潜影,它们在显影过程中起着促进显影的作用,使感了光的溴化银颗粒全部还原为银,形成可见影像。

卤化银是以单个晶体为单位进行感光的,一般说来晶体的受光面积愈大,接受光子的机会愈多,形成显影中心的可能性也愈大。因此,感光速度快的胶片,乳剂中所含卤化银晶体较大,显影后影像的颗粒较粗。随着乳剂制造技术的改进,试验成功了通过改变晶体结构、化学增感、光学增感来提高乳剂感光度的方法,因此可以不靠增大晶体的尺寸而制得高感光度的胶片。

支持剂

在制备乳剂过程中,需要一种胶体,使可溶的卤化物与硝酸银在其中反应,并使生成的卤化银悬浮其中而不发生沉淀和聚结现象。具有这种作用的胶体称为支持剂。自[[1871年]]英国人R.L.马多克斯发现用明胶制备的照相干板具有许多优越性以来,一直采用明胶作为制备照相乳剂的支持剂。明胶又名凝胶,是从动物的皮和骨中提炼出的上等胶。它的优点是有增感作用:明胶中含有一些微量的化学物质,在乳剂的制备过程中,直接参与有利于提高感光效率的化学反应。因此所制成的乳剂比用其它支持剂制成的乳剂感光度要高得多。它还有易熔易凝的物理特性,为制备乳剂过程的工艺处理创造了非常有利的条件。1%以上浓度的明胶水溶液,在室温下即可凝结成“冻”,称为“凝胶态”;升高温度则熔为液体,称为“熔胶态”;把水分蒸发后,则成为固体,可以叫做“干胶态”。在制备乳剂过程中,随着工艺的进程,需要不同的胶态。如乳化和涂布时,需要熔胶态;在洗除乳剂中不感光的盐类时,则要求凝胶态;制成的胶片成品则需要干胶态。在明胶中加入适当的坚膜剂如甲醛,可以提高它的熔点,防止在加工过程中过度膨胀和软化。采用高聚物接枝明胶技术,把一些高分子化合物接在明胶分子上,使它的熔点大为提高,可以为高温快速的加工工艺创造条件。明胶虽有上述的许多优点,但也有一个很大的缺点,即它是用动物的皮和骨制成的,其化学成分随动物的种类和生活史的不同而变化,用它作为支持剂制造的胶片性能不一致。因此有人试图用高分子化合物来代替明胶。但还未能成功。

增感剂

分光学增感剂和化学增感剂两类。光学增感剂是在乳剂中加入微量的增感染料而成的。由于染料被吸附于卤化银表面,扩大了吸收色光的范围,因而扩大了[[感色性]],提高了感光度。应用最多的增感染料是菁类,属碱性染料。第一个被用来制造全色片的菁类染料是频那菁醇,它的感光范围可到 640毫微米。现在已制出能感1300毫微米以上的感红外乳剂了,但一般红外片的感光范围只增感到750~850毫微米。光学增感剂不仅能制造出各种不同[[感色性]]的黑白片,为摄影中运用各色滤光片以获得各种艺术效果提供了可能性,更重要的是为各种彩色摄影法奠定了不可缺少的基础。化学增感剂能提高卤化银本身对光的敏感性而不扩展其感色范围。常用的化学增感剂有含硫化合物(如硫代硫酸钠及硫尿)及重金属盐类(如硫氯酸金),分别称为硫增感和金增感。化学增感剂的作用在于形成或扩大卤化银晶体上的感光中心,使乳剂接受较少的光子便可被显影。所谓感光中心是卤化银晶体上由银或其它杂质组成的微斑,或卤化银晶体本身的缺陷,这些微斑或缺陷可以把曝光时产生的银集中在它上面。当它大到一定程度时,即成为促使该颗粒显影的显影中心。

成色剂

在常用彩色片的三层乳剂中还需分别加入能产生黄、品红、青三种染料的成色剂。它们本身不是染料,但在彩色显影过程中与显影剂的氧化物偶合而生成各层所需要的染料(见内偶法多层彩色胶片)。

乳剂层中,除了含有上述四种成分外,还含有防止灰雾增长、保持乳剂性能稳定的稳定剂;防止乳剂发霉的防腐剂;提高乳剂熔点的坚膜剂以及一定量的湿润剂和防止增感染料被空气氧化的抗氧化剂。所有这些物质,在乳剂制造中统称为补加剂。

电影胶片的类型及要求

 

影胶片可分为黑白片和彩色片两大类,它们又按不同的用途分为以下各种类型。

[[负片]](显影后称底片)

35毫米电影胶片未冲洗的底片

这类胶片具有感光度高、宽容度大、[[感色性]]全和防光晕措施强等特点。[[负片]]是在各种亮度不同的照明条件下摄影用的,随着照明条件和被摄对象的不同,对胶片感光度的要求也不相同。现有的电影[[负片]]可分为快速片、中速片和慢速片三种。中速片的感光度在ISO100度左右,这种胶片的影像质量较好,内、外景均可采用,是用途最广的一个片种。快速片的感光度常在ISO400度左右,适于在较暗的环境下或内景拍摄使用,它的颗粒度比中速片稍粗,但其影像质量仍能令人满意。慢速片一般用于外景摄影,有时用以拍摄人像,其感光度在ISO50度以下,颗粒较细,影像质量很好。一般外景所形成的光学影像的亮度范围为1:32或1:64,[[负片]]宽容度除了能容纳这个亮度范围外,还需留有一定的余地,以防止曝光误差造成的影像质量低劣,因此,一般[[负片]]宽容度至少为 1.8(对数字),最好为2.1,即能容纳的亮度范围为1:128。

现代黑白电影[[负片]]均为全色片,彩色片也都是全色性的,是由红、绿、蓝三个感光层组合起来的,可感受全部可见光。彩色片对三层乳剂的感色范围有比较严格的要求,以便获得优美的色彩。彩色[[负片]]分日光型和灯光型两种。前者的平衡色温是5500开,后者为3200开。电影[[负片]]一般多为灯光型,在日光下摄影时,需加橙色滤光片,以滤去大部分的蓝光和部分绿光,使光接近灯光的光谱成分。照相用的[[负片]]多为日光型,因为一般在户外日光下拍照片的机会更多。

为了保持[[负片]]有较好的清晰度和防止光晕,所有的[[负片]]均需采取有效的防光晕措施。黑白[[负片]]多将[[片基]]染成浅色,彩色片则在背面涂以深色染料或碳黑,或在[[片基]]与乳剂之间涂棕色胶体银。

正片

特点是反差大、灰雾小、颗粒细、不要求高感光度。为了保持放映拷贝有正确的影调还原,正片需要有较高的反差系数,以弥补底片反差的不足。为了保证放映在银幕上的影像明朗,正片不能有明显的灰雾。

[[中间片]]

指在制作大量拷贝时供制作翻正片翻底片所用的胶片。这类胶片具有颗粒细、分辨率高、清晰度好、有足够宽容度等特点。为了保证高清晰度,在这类胶片的乳剂层中常加入吸光染料以减少光渗现象,还加碳黑防光晕层和对[[片基]]染色以防止产生光晕。彩色[[中间片]]的反差系数均为 1.0,目的是使所做出的翻底片与原底能保持相同的反差。

[[反转片]]

是一种在拍摄后能直接冲洗成正像的胶片。由于不需印制拷贝就可以直接放映,故多用于16毫米新闻电影、电视新闻及幻灯片的制作。反转片也可用于从原底直接翻制成翻底片,由于减少了一道翻正工序,制成的翻底的色彩及清晰度都较好。还有一种彩色反转拷贝片,专用以从16毫米反转原片印制放映拷贝。

供拍摄使用的反转片需兼备[[负片]]正片两方面的特性。具有感光度[[负片]]相当、反差比[[负片]]高、灰雾小、[[感色性]]全等特点。为了有效地防止光晕,16毫米反转片多在[[片基]]与乳剂层之间涂以棕色胶体银层以彻底阻止光线由乳剂面射达[[片基]]

[[声带片]]

供录制或转录光学声带之用。它具有反差大、颗粒细、清晰度和分辨力高等特点。

胶片的几何尺寸

为适应不同规格影片的要求,电影胶片的几何尺寸也有所不同。

国际上通用的影片宽度有70、65、35、16和8毫米5种规格。此外,中国还有一种宽度为8.75毫米的小型影片,是1965年文化部为适应山区和边远地区人民文化生活的需要而定的一种轻便片型,在上述的各种片型中,35毫米的胶片是使用最广的标准片宽的胶片,除了用以大量制作画幅高宽比为1:1.37的普通尺寸的影片外,还用以制作变形和遮幅宽银幕电影。70毫米的胶片,画幅大,银幕亮度和清晰度都较好,专门用以制作大幕或巨幕电影。65毫米的胶片是国际标准所规定的一种[[负片]],专用以印制70毫米拷贝。16毫米的胶片多用于拍摄教学和电视片,60年代以来,也有人用以摄制艺术片,直接或经放大成35毫米拷贝后供发行放映之用。8毫米影片则主要为家庭娱乐或为人数较少的场合放映用。1965年国际上又采用了一种超 8毫米影片,它的宽度仍为 8毫米,只是改变了片孔的位置及缩小了片孔的面积,使胶片的利用率增大了50%,这种影片在60~70年代曾得到迅速发展.目前Kodak公司还专门为法国的阿通公司生产一种超16胶片,在欧洲及美洲用于拍摄电视剧MV等使用。

为了保证影片在放映时画面稳定,不发生抖动和晃动现象,对电影胶片几何尺寸的要求非常严格;国际标准规定胶片宽度的精度为± 0.025毫米。对片孔纵向距离的规定更为严格,其误差不能大于0.01毫米。

电影胶片的齿孔是Bell&Howell公司首创的BH型,即ISO491N型片孔,它的形状是上下两条边为平行直线,左右两边是弧形。此片孔的优势是利于摄影机和印片机定位针对胶片的定位,缺点是放映机对拷贝的损伤。为此Kodak公司将其改为KS型(ISO491 P型)片孔,形状是四个平行直线边,各边相交用圆角连接。1953年35mm变形宽银幕出现后人们将KS型片孔缩成CS(491 AC)型,它仅适用于有四条声轨的拷贝。现在通用的放映拷贝齿孔是KS型,拍摄用胶片齿孔为BH型。此为ISO规定标准。

胶片的保存

胶片的化学活性很强,在保存过程中会逐渐变质,并且易受环境温度、湿度、有害气体及放射性物质的影响而加速老化。彩色胶片有三层乳剂,保存过程中三层性能变化不一致会严重影响色彩平衡,因此对保存条件的要求更为严格。

未感光的胶片在使用前应一直保存在原封装的片袋和片盒内,以防止环境湿度改变对它的不良影响。对于保存期限不超过6个月的胶片,应在13℃以下保存。如保存时间超过 6个月则需在-18~-23℃条件下保存。环境的相对湿度应在70%以下。一般相对湿度以15~30%为最好。封存的生胶片从冷藏库中取出后,在打开片盒之前,需先将它放置于室温下,待其温度徐徐上升到室温后方可打开,以免胶片上会有水分凝出。

60年代磁性录像开始盛行以后,人们曾担心过传统卤化银胶片的前途。因为磁带不需要后期加工并可反复使用,因而相对于卤化银胶片而言有很大优势。但磁性录像的清晰度尚待突破,而电影胶片的性能却随着新型成色剂的涌现和乳剂制作技术的飞跃发展有了长足进步。它在感光度数倍提高的同时,不但保持了良好的颗粒性,而且进一步改善了影像的清晰度和色牢度。

参见

感光度

[[感色性]]

宽容度

染印法

[[内偶法多层彩色胶片]]

[[翻正片]]

[[翻底片]]

参考

《中国大百科全书•电影卷》同名条目,作者吕锦瑗、金驾东

 

李念芦 〈电影技术概论〉 中国电影出版社 1998 北京

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