感光材料发展史

对于一个以摄影为职业的人来说，他不但要熟悉手中的照相机、熟悉相机中的感光胶片，也要了解感光材料的发展历史。前面我们已经讲过，作为一名职业摄影工作者，或者准备选择这一职业的人，了解本专业的历史和传统是非常重要的。它不但涉及到摄影的历史地位和作用，而且也可让我们了解到早期的技术。

在1839年，法国的科学机构正式向全世界宣布了一个令人震惊的消息：由著名画家M·达盖尔（MandeDaguerre）发明的一种实用摄影方法获得成功。从此，以达盖尔命名的“达盖尔”摄影法在19世纪中期风靡欧洲，并很快传遍世界。因此，在许多介绍摄影史的资料上都把这一实用的摄影方法的发明年代定于1839年。实际上，现存最早的一幅用达盖尔法拍摄的照片《静物》是1837年在室内利用自然光拍摄的。这幅照片所用的感光材料是一块165×216mm²的镀银铜板。在拍摄前，首先将铜板的镀银表面清洗干净，然后将镀银面向下覆盖在一个装有碘的密封容器上，经过给容器适当加温，使碘产生升华，令碘蒸气与铜板上的金属银产生化合反应，生成具有感光作用的碘化银。然后将铜板放入相机中进行长时间的曝光，再将曝过光的铜板置于一个装有汞的密闭容器内，并且对汞进行加热，令汞蒸气与其进行反应生成一种汞合金物质。这就是当时的显影。再将经过显影的铜板放入氯化钠溶液中进行定影，使未感光的碘化银失去感光作用。最后经水洗和晾干，就成为一幅影像与实物一样，但左右方向相异的正象照片了。

几乎在达盖尔摄影法出现的同一时期，英国的一位科学家名叫F·塔尔博特（FoxTalobt）也发明了一种摄影方法，他当时称其为卡罗摄影法（CalotypeProcess），而后来被人们称为塔尔博特摄影法（TalbotypeProcess）。塔尔博特摄影法所用的感光材料，无论从片基上还是感光卤化银的形成上，都与达盖尔摄影法不同。他是用强度较高的纸作感光剂的载体，拍摄前，先将纸浸于氯化钠溶液中，然后晾干，再用浓硝酸银溶液浸泡，使纸基上的氯化钠与硝酸银充分发生化学反应，生成具有感光作用的氯化银（NaCl AgNO₄=AgCl NaNO₄），然后将这张经过晾干的可感光的纸放入相机中进行拍摄，曝光后，再用氯化钠溶液定影，便得到一幅明暗与实物相反的负片。将这张负片与另一张未经过曝光的感光纸叠放，经过充分的曝光后经定影即可得到一张明暗与方向和实物相同的照片。现存最早的一张用这种方法拍摄的照片，是塔尔博特给自己所住房子内的窗户拍摄的照片。。

达盖尔式和塔尔博特式摄影法，都是用食盐溶液进行定影，那是不彻底的，特别是塔尔博特式摄影法。由于它用的是纸基感光材料，纤维内含有大量未还原的银盐，所以日久易于变色，甚至完全褪色。

英国科学家赫谢尔爵士在1819年就发现，海波（硫代硫酸钠）能溶解银盐。当他得知达盖尔和塔尔博特都在试验各自的摄影方法时，他建议用海波作为定影剂比用氯化钠定影效果更好，达盖尔和塔尔博特都接受了他的这一建议，收到了良好的效果。海波作为定影剂的方法，一直沿用至今，只是在配方上更为完善而已。

达盖尔和塔尔博特所采用的感光材料都存在一个共同的缺点，就是感光度都很低，感光时间往往要几十分钟，因此，对拍摄对象的选择受到了很大
的限制。直到1851年在阿切尔（Archer）发明了“火棉胶摄影法”后，才使摄影感光材料发生了质的飞跃，同时也取代了达盖尔和塔尔博特所采用的感光材料。

火胶棉是将火棉（硝化纤维）溶于酒精（乙醇）和乙醚之中所产生的一种胶状的乳剂，它是感光材料很好的胶合剂。将碘化钠（NaI）和少量的溴化钾（KBr）与火胶棉均匀混合，然后涂于洁净的玻璃板上，再将玻璃板放入硝酸银溶液中，使硝酸银与玻璃板上的碘化银和溴化钾发生反应，生成具有感光作用的碘化银和溴化银晶体。这种以玻璃作载体的“火胶棉”感光材料，可以即时进行拍摄。拍摄后，用连苯三酚作显影剂，用海波作定影剂，马上进行冲洗，待晾干后，即可得到一幅明暗与实物相反的负片。

火胶棉摄影法的最大优点是，它能拍摄出像达盖尔式摄影法那样清晰的影像，而成本却不到达盖尔式摄影法的1/10。同时，它像塔尔博特式摄影法那样，能用查纸进行反复印制，而影像质量却远比塔尔博特摄影法精细。它兼具二者之长，而无二者之短，加上它的感光速度比达盖尔式或塔尔博特式摄影法都高，在明亮阳光下，曝光时间只需要15秒至1分钟，所以自1851年问世以后，曾在世界各国流行了20多年，成为摄影史上一个比较重要的历史时期。

火胶棉摄影法的唯一缺点是，拍摄和冲洗必须在火胶棉未干燥前约20分钟之内进行。因为，火胶棉干燥后不透水，药液无法发生作用，所以，又名“湿板”摄影法。它的这个缺点，给摄影者带来极大的麻烦，特别是外出拍摄，除了摄影机和三脚架外，还必须携带化学药品、暗室帐篷及其他冲洗用具，使许多摄影爱好者不敢采用。因此，到1871年，英国一名医生兼业余摄影爱好者R·L·马多克斯（RicHardLenchMaddox）发明感光“干板”之后，“湿板”摄影很快就销声匿迹了。

感光干板是用“明胶”（gelatine）作为胶合剂。将溴化银与明胶混合，涂于洁净的玻璃板上，干后即成为感光“干板”，可以随时拍摄。感光板的发明，意味着感光材料商品化的条件已经成熟。在这方面做得最出色的是美国一位20多岁的银行记帐员G·伊斯曼（GeorgeEastman）。他于1880年在美国曼彻斯特开设了一所“伊斯曼干板公司”，用自己设计的涂布机正式生产摄影用玻璃干板，销售市场。由于玻璃干板不便携带，容易破碎，故又于1885年制造了一种名为“美国胶片”。那是一条长条形的纸基，上面涂以胶乳剂，可以连续拍摄。冲洗后，将乳剂从纸基上剥下，夹在两块透明的玻璃板式胶片之间，洗印相片。这就是世界上最早的“卷片”。1888年他制造成功一种轻便的、固定曝光的方盒式摄影机，名叫“柯达1号摄影机”，与美国胶片同时出售。每卷“美国胶片”长6米，可拍摄直径为6厘米的圆形照片100幅。摄影机带胶片售价25美元。胶片拍完后，连同摄影机寄回“柯达公司”负责冲印，并装上新胶片，再寄给拍摄者，收费为10美元。当时，G·伊斯曼的口号是：“你们拍摄，我们冲洗。”就这样仅在一年之内，就有1万3千多名摄影爱好者购买了他的摄影机和胶片。每天冲印胶片60～75卷。1889年，G·伊斯曼用硝化纤维代替纸基，制造出世界上最早的硝化纤维透明片基胶片，为现代摄影所用的感光胶片奠定了基础。自此以后，感光材料就朝着感色性、片基、速度及颗粒度等方面逐步提高和发展。

R·L·马多克斯发明的溴化银明胶乳剂，像以前的火胶棉乳剂一样，只对蓝色光线敏感，对其他颜色不感光，故在相片上均呈现暗黑色，不能正确
表现各种颜色的影调关系。后来，人们便把这种胶片称为“色盲”片。

1873年，德国化学家H·W·沃格尔教授发现，在制造乳剂过程中，加入一种名为“四溴荧光素”的淡红色染料，可使乳剂对蓝光和绿光都能感光，并于1884年制造出这样的感光板在市场上出售，名为“正色”干板。1882年他又用一种名为“阿萨林”的染料，使乳剂不但对蓝色和绿色光线感光，而且对黄色和橙色也能感光。1906年，另一些德国化学家用一种名为“异花青”的染料代替“阿萨林”，使乳剂的感色性从蓝、绿、黄、橙，扩展到蓝、绿、黄、橙、红。这样，就为我们今天所用的“全色片”打下了基础，也为彩色胶片的制造创造了条件。

片基是乳剂的载体，是胶片的重要组成部分。G·伊斯曼在1889年制造卷片所用的硝化纤维片基，虽比原来的纸片基前进了一大步，但仍有许多缺点：一是容易燃烧，仍不安全；二是质脆，容易断裂；三是年久很容易变色。1930年，人们选用醋酸纤维代替硝化纤维作胶片片基。这种片基的最大优点是不容易燃烧，较为安全，故称之为“安全片基”。但它仍然存在着不少的缺点：一是收缩率大，几何尺寸不稳定；二是强度差，容易折损；三是在低温下容易变脆。这些，都不适应于较高要求的科学研究、航空测量、医学摄影以及印刷制版等需要。结果到了70年代，很多厂家改用了收缩率小、尺寸稳定、韧性大、不易折损的涤纶片基。

在感光速度方面，自R·L·马多克斯发明明胶乳剂以后时间不长人们就发现，在配制乳剂时，加热时间延长便可以提高乳剂对光线的敏感度。这个发现，成为以后控制乳剂感光速度的一个重要条件，称为“成熟”或者“熟化”。通过这种控制，G·伊斯曼于1880年生产出第一批干板时，它的感光速度已达到相当于ISO12（12°），可以手持来拍摄。到后来，随着工艺技术的进步，乳剂感光度不断地提高，到了20世纪初，便达到了相当于ISO20（14°）；20年代，已经达到相当于ISO30（16°）；到30年代，已经达到相当于ISO50（17°）；40年代，达到ISO100（21°）；50年代，达到ISO200（24°）；以及ISO400（27°）；发展到60年代，美国“波拉”公司生产的黑白胶片（即显胶片），最高速度达到ISO3000（35°）。1983年，该公司又研制出感光度为ISO2000（44°）的612型即显黑白灯光片，可用于高速示波和其他科技摄影。由于科学的发展、进步，感光乳剂正朝着高速的方向前进。

在50年代以前，一个普遍的规律是：乳剂的感光度愈高，它的颗粒度也愈大，严重影响着影像的质量。这是乳剂感光度与颗粒度之间的矛盾，也是过去乳剂感光度不能迅速提高的原因。自50年代制造成功“薄乳剂”以来，这个矛盾就比较缓和了。乳剂感光度的提高，并不像过去的“厚乳剂”那样，颗粒度会明显变粗。在摄影的历史上，这是一个大的进步，为感光乳剂朝高速化发展创造了条件，也为“多层乳剂”的制造提供了技术基础。

“乐凯”400胶片是我国化工部第一胶片厂生产的，它就是“薄乳剂型”的高速胶片，感光度为ISO400（27°），颗粒很细，可以与美国柯达3——X胶片媲美，适合于室内弱光摄影和高速度运动体摄影。

1980年英国的依尔福公司和西德的阿克发吉伐公司差不多同时生产了一种具有革命性的彩色工艺黑白胶片。前者是“依尔福XPI”，后者是“阿克发全色变速片XL”。这两种胶片，都是用彩色胶片的工艺来制造和冲洗的。由于在冲洗过程中，所有已还原的金属银和未曝光的卤化银，均被漂白的作
用漂去，只留下由多种成色剂所形成的黑白影像，所以也叫“染料影像黑白胶片”。它们的共有特点为：

颗粒变细。阿克发和依尔福两种染料黑白胶片都在乳剂中含有一种调节显影剂，所以能够控制颗粒的显影抑制释放剂，使冲洗出来的影像比感光度低的一般黑白胶片还要细些，清晰度也比较高。

感光速度高。阿克发变速片XL是ISO125（22°）～1600（33°）；依尔福XPI的标定感光度为ISO400（27°）；都属高速胶片。

影调阶长。由于两种胶片都由慢速与快速两层乳剂构成，感光宽度颇大，可以达到四级光孔。若按ISO400（27°）正常曝光，景物中需要按照ISO100（21°）曝光的明亮部分都可以得到适量的感光，即便最暗部分及最亮部分都可以表现出一定的层次和影纹，影调阶显得比较长。

染料黑白胶片的这些特点表明，乳剂感光度与颗粒度之间的矛盾得到进一步缩小，乳剂感光度提高后，颗粒度没有变粗，影像的质量也没有降低。

我国化工部第一胶片厂已经将这种染料黑白胶片研制成功，它的研制成功对我国黑白胶片质量的提高，做出了应有的贡献。

1983年，美国柯达公司研制出一种呈扁平状的新颗粒叫“T型颗粒”，厚度只有传统的“球形”颗粒的1/6～1/7。用这种颗粒配制的乳剂，有三大优点：

颗粒细、边缘衍射少，影像清晰度高；

显影时，颗粒不致于由于温度的增高而积聚和变粗；

乳剂层薄，光线易于透过，光扩散小，可以提高感光度。

很显然，T型颗粒的发明，也在于缩小感光度与颗粒度之间的矛盾，使颗粒度在不受影响的情况下尽可能提高乳剂的感光量。

美国“波拉”公司在1947年成功地制造了一步成象的“即显胶片”之后，还在不断地研究怎样缩小乳剂感光度与颗粒度之间的矛盾。前面所讲到的在1983年生产的ISO2000（44°）的612型黑白灯光片正是这项研究成果，即高速微粒乳剂。尽管感光度高，但颗粒度仍然很粗。

既要颗粒度细还要感光度高，这正是当前世界各国感光材料发展的总趋势。