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放大機的成像原理與攝影鏡頭的成像原理是相同的,都是正光組成實像,只是橫向放大率大小不同。因此,放大成像時的物距、像距、焦距三者關係也遵循高斯公式。

1 放大機 -簡介

放大機放大是底片上的影像通過放大機的鏡頭加以擴大,使其在放大紙上結成清晰的影像。物距與像距的相對大小剛好與普通攝影相反,普通攝影時,物距(S)遠遠大於焦距(f)即S>>f,像就成在鏡頭像方焦點附近,即像距S'近似等於焦距(S'≈f');放大時,則是底片放在放大鏡頭物方焦點稍遠處即S≈f,而像距比鏡頭焦距大得多即S'>>f'。

放大機的成像原理與攝影鏡頭的成像原理是相同的,都是正光組成實像,只是橫向放大率大小不同。因此,放大成像時的物距、像距、焦距三者關係也遵循高斯公式。
常見的人工光源式放大機可按照明系統的不同分為聚光式放大機、散光式放大機、半聚光式放大機、反射式放大機等。

2 放大機 -詳細信息

1.聚光式放大機有什麼特點? 圖4-98所示為聚光式放大機光學結構圖。由於光源與底片之間用聚光鏡組聚光,光能損失少亮度高,放出的照片畫面清晰,但溫度高,底片距聚光鏡組(聚光器)很近,底片在片夾內時間稍長容易損壞,反差強,底片上的顆粒、斑痕容易暴露出來。比較圖4-98與圖2-69可知,兩者的光學結構是相同的,這種結構是投影儀器(電影機、幻燈機、繪圖用的投影儀、印相放大機等)的基本結構。這种放大成像系統,像面(放大紙或幕)的光照度隨鏡頭放大率的增大而減小。因此,要用照明系統提供更多的光能量才能使放大紙得到足夠照度的圖像。
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放大機主要包括兩部分:①由物鏡、底片、放大紙組成的成像部分;
②由強光光源與聚光鏡組構成的聚光部分(照明系統)。
聚光器的作用有二方面。
一方面在未加底片前,能使放大紙獲得強烈而均勻的照度,不出現光源本身結構(如燈絲等)的像;當加入底片后,能使放大紙上形成清晰的像。
另一方面可增強放大紙上的照度。
聚光部分提供的光能的能力跟光源本身的發光強度、光源的大小、聚光鏡組的孔徑角等因素有關。當發光強度一定時,光源面積越大,聚光鏡的孔徑越大,聚光器提供的光能量越多。照明系統所提供的光能量能否全部進入成像系統取決於兩者的成像關係。因此,必須恰當地安排物鏡、聚光器和物體的相互位置。為了使從光源發出的光通過聚光器的光束能夠全部到達像面,常採用所謂成中間像的方法來實現。光源通過聚光鏡組的光束成一中間像,在底片較小時,令中間像位於底片附近;當底片較大時令中間像位於放大鏡頭附近。下面以圖4-99為例來分析光源的光束通過聚光鏡組如何均勻分佈於放大紙上。

圖中SS1為強光源的兩個端點(其燈絲密集於一個平面內);L1與L2為聚光鏡組;S′S′1為光源通過聚光器成的中間像;L為放大機鏡頭;PP1為底片(置於鏡頭物方焦點稍遠處,即L2附近);P′1P′為放大紙。圖表明從光源上一些點所發出的光束經聚光鏡組后成像於S′1S′。這些光束都經過底片上的某一面元AB,因為它們是從光源上不同點發出的,同時經過同一面元AB,故能均勻照明它,但不能形成光源的像。對放大機鏡頭而言AB是物,而這些光束經物鏡會聚於放大紙上的面元A′B′就是AB的像。可以設想將底片分割成許許多多的小面元,它們在放大紙上都對應著各自的像。這些像的整體便是底片在放大紙上的完整的像,另一方面放大紙被均勻照明。從光源上任一點發出的光束,凡通過聚光鏡組的都能通過AB,通過AB的光束比不用聚光器時要強得多。用了聚光器可以保證凡能通過AB的光束,最後都能到A′B′。聚光器的孔徑至少必須等於底片的對角線,光源的大小以能夠使它完全充滿L的整個面積為限,過大會浪費光的能量,過小則不能充分利用物鏡。光源後面如果放有反射鏡,便可增加通過聚光器的光通量,增加光源發光強度的均勻性。通常將底片放在聚光組前面靠近L2的地方,而光源則置於聚光器后二倍於聚光鏡組焦距之處。聚光器焦距等於物鏡焦距的一半,這樣從光源發出的光束,在通過聚光鏡組前後是對稱的,而在物鏡平面上光源的像與光源本身的大小相等。

2.散光式放大機有什麼特點? 圖4-100所示為散光式放大機光學結構圖。可見這种放大機的光源與底片之間沒有聚光鏡,因此,它的光能利用率與清晰度都不如集光式放大機的高。光源用乳白燈泡,底片與光源之間裝有起散射作用的乳白玻璃(或磨砂玻璃),所以底片的照明光線比較柔和,適於人像照片的放大,通常磨砂玻璃是固定的,不需調節,故使用方便。

3.半聚光式放大機有什麼特點? 圖4-101所示為半聚光式放大機的光學結構圖。這种放大機的光源前面不僅裝有聚光用的聚光器,也裝有起散射作用的乳白玻璃或磨砂玻璃,所以它的性能特點介於聚光式與散光式之間;光能損失中等,反差中度,光線比較柔和。

4.反射式放大機有什麼特點? 圖4-102所示為反射式放大機光學結構圖。在光源和聚光鏡組之間加入一平面反射鏡,反射鏡鍍冷光膜,吸收紅外輻射,可改善底片的受熱狀況。

5.放大機的主要構造有幾部分? 放大機種類很多,大小、形狀與性能各異。大型的固定安置在暗室內,調焦支架高達數米;小型的放在工作台上操作,可隨意移動;還有小巧輕便的手提放大機等,但其基本
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 結構都由下列幾部分組成。
1.照明系統(光室)
在放大機上部,由光源、反光罩、聚光鏡或毛玻璃等組成,用於照明底片,常用的光源有乳白燈泡、磨砂燈泡或高效的鹵鎢燈。
2.底片夾
木製或金屬制的框子,底片放在框上;也有的在框中間放二層透明的玻璃,底片夾在中間。
3.暗箱
通常是採用可伸縮的皮腔或金屬筒,它連接鏡頭與聚光鏡,可以自由伸縮,便於放大對光。
4.放大鏡頭
放大鏡頭是放大機最主要的組成部分,對它的要求與攝影鏡頭一樣,要求像差較正良好,獲得清晰影像,但攝影鏡頭是將遠距離被攝體的影像清晰地表現出來,而放大鏡頭則是把近距離底片的影像清晰地放大出來。放大鏡頭的焦距長短應該與底片的尺寸配合,放大鏡頭焦距的長度應和底片對角線長度大致相同,即底片尺寸大時,要用長焦放大鏡頭,底片小時則應換用短焦放大鏡頭。
5.壓紙板
壓紙板是用來壓放大紙的,並用活動相框來調節相幅的大小。
6.支架
它是支持放大機機身的,並可上下移動,來調節物和像的比例,調好后將機身固定在所需要的高度。
7.底座
它用擱放壓紙板用的,底座上裝有固定支架用的立柱。

4.放大機的基本操作方法如何? 放大機通常的操作程序如下:
1.安裝底片
將底片拂拭清潔後放入片夾內,底片邊緣用黑紙框遮擋,然後裝入放大機中,膜面朝下,面向鏡頭。
2.調節機身
先將放大壓板的框子移到需要的尺度上,框內鋪進一張白紙;開啟放大機光源,底片影像就投在白紙上,升降放大機機身,便可看到白紙上影像大小發生變化。
3.調焦
通過步驟2在白紙上可以得到大小合適的影像,但不一定清晰,必須在小範圍內調節鏡頭和底片間的距離,直到投影在放大壓板上影像清晰為止,這就是調焦過程。
4.調整光圈
為了便於調焦程度的觀察,通常是在調焦時盡量開大鏡頭的光圈,調焦完畢,必須將光圈收縮到所需要的級數。
5.曝光
在選擇曝光時間長短時,必須考慮下面五個因素:
①光源強度;
②底片密度;
③放大倍率的大小;
④放大紙的感光速度;
⑤光圈的大小等。
通常是用實驗的方法來確定正確的曝光時間,可用分段曝光法,也可用局部遮擋法,在一條實驗放大紙上分段進行不同時間的曝光,顯影后按照試驗紙上不同曝光效果來選擇確定採用最佳曝光時間。
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