Запечатлись, мгновенье!

 На протяжении десятков тысяч лет первобытные люди довольствовались наскальными рисунками в попытке зафиксировать мгновения окружающей жизни. Миллионы этих древних изображений сохранились, но далее речь пойдет не о них. Сравнительно недавнее появление фотографии – вот тема настоящей статьи.

 В последнее десятилетие в фотографии происходят кардинальные перемены – цифровые методы быстро вытесняют методы, основанные на чувствительности к свету галоген-серебряных слоев. Настоящая статья посвящена уходящим в прошлое методам доцифровой фотографии, верно прослужившим человечеству вторую половину XIX и весь XX век. Дополнительным стимулом написания статьи стал столетний юбилей присуждения Нобелевской премии по физике за развитие фотографии.

 В 1908 году Нобелевская премия по физике была присуждена французскому физику Габриэлю Липпману (1845-1921) “за создание метода фотографического воспроизведения цветов на основе явления интерференции”.

 Липпман, создавший оригинальный метод цветной фотографии без использования пигментов для воспроизведения цвета, опирался как на достижения галоген-серебряной черно-белой фотографии, так и на фундаментальные положения световой оптики. 

 Для лучшего понимания истории возникновения фотографии следует пояснить, что же представляет собой галоген-серебряная черно-белая фотография.

 Светочувствительный слой как черно-белой фотопленки, так и фотобумаги называется фотоэмульсионным слоем и состоит из желатина (смеси органических белковых веществ, получаемой при варке костей и мездры животных), в котором распределено в виде кристалликов (субмикронного-микронного размеров) галогенное серебро (ионные кристаллы, в узлах кристаллической решетки которых сидят положительно заряженные ионы серебра и отрицательно заряженные ионы галогена). Последнее на 99-94% состоит из бромистого серебра и на 1-6%  – из йодистого серебра. Однородный на вид фоточувствительный слой состоит из отдельных зерен, разделенных желатином. Фотоэмульсия наносится на носитель – стеклянную пластинку или целлулоидную пленку.

 Собственно фотографический процесс распадается на ряд стадий.

 Во-первых, под действием света в фотоэмульсии создается скрытое изображение, так как при взаимодействии фотонов с кристалликами галогенного серебра на поверхности последних образуются нейтральные атомы серебра, перестающие быть структурной частью ионного кристаллика.

 Далее следует стадия проявления, сутью которой является процесс усиления скрытого изображения. На этой стадии за счет химической реакции те кристаллики галогенного серебра, которые были облучены светом, восстанавливаются до кристалликов металлического серебра, непрозрачных для видимого света (в отличие от ионных кристалликов галогенного серебра, являющихся аналогами поваренной соли). В результате проявления образуется негативное изображение, в котором наиболее светлые места изображения соответствуют наиболее темным местам проявленной фотопленки.

 За этапом проявления следует этап закрепления (или фиксации), когда из фотоэмульсии удаляются необлученные кристаллики галогенного серебра, что делает проявленный и зафиксированный фотослой нечувствительным к дальнейшему облучению.

 Наконец, последними этапами получения изображения следует считать печать фотографий с негатива, когда фотобумага облучается сквозь проявленную фотопленку (формирование скрытого изображения в фотослое фотобумаги), далее следует проявление фотоснимка (усиление скрытого негативного уже по отношению к фотопленке изображения) и, наконец, фиксация изображения. В итоге получается черно-белая позитивная фотография, аналогичная той, что вклеена в паспорт любого гражданина Российской Федерации.

 Путь к созданию метода галоген-серебряной черно-белой фотографии был долог и труден. Началом пути следует признать изобретение около тысячи лет тому назад камеры-обскуры, приписываемое арабскому математику Альгазену (ок. 965–1039).

 В 1750 году итальянский художник Каналетто начинает применять камеру-обскуру при рисовании с натуры. К началу XIX века камеру обскуру начинают применять и инженеры при геодезической съемке местности примерно так, как это изображено на рисунке.

Изображенная на рисунке камера-обскура снабжена объективом, прототипом которого стала линза, впервые встроенная в камеру итальянским математиком Джироламо Кардано еще в 1550 году. Камера-обскура с объективом и является прототипом фотокамеры, еще лишенной фотопленки.

 Вероятно, первым крупным вкладом в исследование светочувствительных материалов следует признать работу Йоганна Х.Шульце, доказавшего в 1725 году, что смешанный с мелом нитрат серебра потемнел под действием именно света, а не тепла или воздуха.

 Попытку получить изображение с помощью камеры-обскуры с применением светочувствительного материала предпринял английский ученый Томас Веджвуд в 1800 году. Веджвуд экспонировал в камере-обскуре обычную бумагу, пропитанную раствором азотнокислого серебра и поваренной соли. С помощью такой бумаги, между волокнами которой образовывался в результате пропитки хлорид серебра (то есть светочувствительный материал – галоидное серебро), были получены изображения различных фигур.  Экспонирование длилось часами,  а изображение получалось малоконтрастным и при рассмотрении на свету полностью исчезало. Фактически Веджвуд вместо первых двух стадий фотографического процесса (создания скрытого изображения и его последующего усиления путем проявления) создавал видимое негативное изображение за счет длительности экспонирования, а вот закрепить изображение не сумел, поэтому оно в конце концов и исчезало. В 1802 году знаменитый английский ученый Гемфри Дэви продемонстрировал изображения по способу Веджвуда, однако эксперименты были прекращены, поскольку Веджвуд и Дэви так и не смогли зафиксировать снимки.

 Несколько позже во Франции разработкой методов получения изображения на светочувствительных веществах начал интенсивно заниматься Жозеф Нисефор Ньепс (1765-1833), военный инженер. Изучая различные светочувствительные вещества,  он обнаружил, что если чистый кристаллический йод подвергнуть возгонке, а затем пары его осадить на серебряную пластинку, то такая пластинка становится светочувствительной (так как на ее поверхности образуется слой йодного серебра). Таким образом Ньепс, как и Дэви с Веджвудом до него, нащупал главный светочувствительный материал – галоидное серебро, но не понял этого! Так как изображение в применяемой им камере-обскуре получалось слабо контрастным (ведь еще не открыта стадия проявления, то есть усиления скрытого изображения), то Ж. Н.Ньепс пришел к заключению, что йод (кстати говоря, открытый только в 1811 году французским химиком Б.Куртуа) непригоден для получения изображения.

 Последний вывод побудил Ж. Н. Ньепса направить свои усилия по другому, весьма нетривиальному пути. В качестве светочувствительного материала Ньепс выбрал…. асфальт – смолу природного органического происхождения, которая обладала хорошей растворимостью в некоторых растительных маслах (например, в лавандовом масле). Светочувствительный асфальт наносился тонким слоем на цинковую или оловянную пластину,  которая затем экспонировалась в камере-обскуре с очковой линзой. Под действием света асфальт терял растворимость и  становился твердым. В лавандовом масле происходило растворение асфальта только на участках, куда не падал свет.  После обработки в лавандовом масле цинковая пластина травилась азотной кислотой на определенную глубину, и лишь затем остатки затвердевшей смолы удалялись с ее поверхности. Полученные на пластине углубления заполнялись типографской краской с помощью валика. Прикладывая сверху лист бумаги, можно было получить одноцветное позитивное изображение. Несмотря на очень низкую светочувствительность асфальта  (выдержка на прямом солнечном свете достигала 6-8 часов), Ж.Н.Ньепс считал, что предложенный процесс может быть применен для изготовления типографских клише картин, рисунков, чертежей. В 1825г. он опубликовал свое открытие, назвав его гелиографией. Однако предложенный процесс как чисто фотографический метод широкого развития не получил.

 Итак, Ньепс стал первым, кто получил фотографическое изображение на светочувствительном веществе с помощью камеры-обскуры.

На рисунке представлена первая гелиография Ньепса, сделанная в 1826 году. Экспозиция длилась 8 часов, Ньепс снял вид из окна своей квартиры. Обладая некоторой долей фантазии, можно различить освещенные солнцем крыши соседних домов.

 В 1827 году к исследованиям Ньепса подключился французский художник Луи Жак Дагерр (1789-1851), которому обычно и приписывают заслугу изобретения фотографии. Дагерр и Ньепс заключили договор о совместном сотрудничестве, но вскоре Ньепс умер, и Дагерр по условиям  договора унаследовал оборудование и все дневники экспериментов.

 Согласно одной версии, способ получения изображения с помощью амальгамы Ньепс и Дагерр открыли еще при жизни Ньепса, в 1829 году. Согласно другой версии, летом 1835 года Дагерр, после очередной неудачной съемки, когда на  используемых им полированных серебряных пластинках не получилось никакого изображения, убрал их в шкафчик с химикалиями.

 Открыв шкафчик через несколько дней, он с удивлением увидел на полированном серебре яркое позитивное изображение. Догадавшись, что дело в парах каких-то веществ, хранившихся в шкафчике, он очень остроумно обнаружил вызвавшее появление изображения вещество, ежедневно кладя в шкафчик новую экспонированную пластинку и один за другим убирая химикалии, пока не установил, что превращение чувствительного слоя вызвано несколькими капельками ртути из разбитого термометра! Сам Дагерр написал об этом следующее: "Я был настолько подавлен многими предшествующими разочарованиями, что даже не почувствовал радости. Не забывайте, что это открытие пришло только после одиннадцати  лет обескураживающих экспериментов, угнетавших мой дух".

 Еще почти два года ушли на поиски фиксирующего состава - раствора поваренной соли. 19 августа 1839 года способ Дагерра был обнародован на объединенном заседании двух академий - наук и изящных искусств, а 30 июля 1839 года французский химик Гей-Люссак убедил пэров в том, что изобретение имеет большое будущее, и Французская палата  депутатов одобрила закон о приобретении изобретения в собственность государства и назначила пожизненную пенсию не только Дагерру (в сумме 6000 франков в год), но и сыну Ньепса Исидору (в сумме 4000 франков). В августе 1839 года способ был обнародован и назван дагерротипией. Брошюра с описанием процесса в течение года выдержала 29 изданий во Франции и шесть за ее пределами, Дагерр разбогател, а увлечение дагерротипией в считанные недели распространилось по всему миру. Изобретение быстро сошло со сцены, но легло в основу всего последующего развития фотографии.

 А.А.Матышев

(Продолжение следует)