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Acros II の相反則:長秒時露光でも測光値が通用する理由
Fujifilm Neopan 100 Acros II が120秒まで相反則不軌を抑制する仕組みと、Super Fine-Sigma グレインが生み出す粒状性について。
、Simon Lehmann 著 Editor
Foma の Fomapan ラインは現行生産されているパンクロマティック・フィルムの中でも最も安価な部類に入り、伝統的なモノクロ写真の入門として選ばれることが多い。ただし、使用上ふたつの特性がやっかいだ。まず、シャドウの完全な階調を得るための実効感度が定格値を下回ることが多い。次に、長時間露光で感度が急激に失われる。3本のフィルムはまったく同じ設計ではない。Fomapan 200 Creative だけがFomaによって「T-crystals」——コア/シェル型平板状ハロゲン化銀粒子——を含むと説明されており、Fomapan 100 Classic と Fomapan 400 Action は従来型パンクロマティック・エマルジョンで、400 は立方体粒子フィルムとして広く認識されている。皮肉なことに:平板型の200が3本の中で最も急峻な短時間側の相反則不軌補正を示すため、粒子の形状だけでは挙動を予測できない。
用語について補足する。「T-grain」はKodakのT-GRAIN商標であり、T-MAXの平板状エマルジョンに使われている。Fomaが200に対して使う表現は「T-crystals」——関連はあるが別の構成——であり、本稿でもこの表現を用いる。
Foma は3つのエマルジョンをそれぞれ ISO 100/21°、ISO 200/24°、ISO 400/27° と定格している。この数値は ISO 6:1993 に従ったもので、モノクロネガフィルムの感度点をbase+fogの上0.10濃度と定め、規定のコントラストのもとで測定する。具体的には、感度点から対数露光量で1.30上の点が、その0.80濃度上に達するよう現像されなければならない。この規格は感度点を使用可能な特性曲線の開始付近に置くものであり、すべての深いシャドウ値が分離されることを保証するものではない。これらのエマルジョンでは最も暗いシャドウが特性曲線のトウ部分に落ちることが多く、そこでは階調の分離がほとんど得られない。
これらのフィルムが「実測感度が低い」と感じられる理由は、緩い定格ではなく構造的なものだ。ゾーンシステムのフィルム感度テストでは、計測したシャドウをゾーン I に置くとき、base+fogの上約0.10という同じ数値を使うが、これは感光測定上の感度点ではなく計測による配置として行われる。このやり方では通常、ISO 値より約2/3段(ストップ)低い実効感度が得られる。したがって Fomapan 100 を EI 50〜64、あるいは Fomapan 200 を EI 100〜160 で設定することで、シャドウをトウから引き上げ、使用可能な分離が得られる特性曲線の領域に乗せることができる。Fomapan 400 も同様の理屈で、EI 200〜250 程度に下げると効果的だ。
これらの設定はフィルムの乱用ではない。Foma 自身が「各エマルジョンは現像処理を変えなくても1 EV の露出オーバーまたは2 EV の露出アンダーでも良好な結果が得られる」と述べている。Fomapan 100 を EI 50 で使うことは1段(ストップ)のオーバー露光であり——Foma が示す許容範囲にまさに収まっており、補償現像は不要だ。
EI は背後にある現像レジームなしでは意味をなさない。Foma が公表している感度曲線やMTFデータ自体、特定の現像液を基準に測定されているからだ。Fomapan 100 の曲線とMTFデータは、20 °C で Ilford Microphen を使用し gamma 0.6 に現像した条件で測定されている。EI 50〜64 での日常的な使用には、ハイライトを潰さずにシャドウ配置を保つ標準的な微粒子レジームが適している。Ilford ID-11 または Kodak D-76 をストック希釈で20 °C・6〜7分が基本だ。100 の20 °C での他の公表現像時間としては、Fomadon R09(1+50)8〜9分、Fomadon LQN(1+10)7〜8分、Microphen 5〜7分、Perceptol 8分、Xtol または Fomadon Excel 5〜6分が挙げられる。Foma の撹拌方法は最初の30秒間連続撹拌し、以降は1分ごとの最初の10秒に撹拌するというものだ。
相反則不軌とは、照度を半分にして時間を2倍にしても同じ濃度が得られるという前提が崩れる現象だ。露光時間が長くなり光量が低くなると現れる。すべてのハロゲン化銀フィルムで生じるが、Foma のデータシートは急峻な補正を記述しており、連続的な式ではなく3つの個別のアンカーポイント——1秒・10秒・100秒の計測値——として公表している。
| 計測時間 | Fomapan 100 | Fomapan 200 | Fomapan 400 |
|---|---|---|---|
| 1/1000〜1/2 秒 | 1×(0) | 1×(0) | 1×(0) |
| 1 秒 | 2×(−1段(ストップ)) | 3×(−1.5段(ストップ)) | 1.5×(−1段(ストップ)) |
| 10 秒 | 8×(−3段(ストップ)) | 9×(−3段(ストップ)) | 6×(−2.5段(ストップ)) |
| 100 秒 | 16×(−4段(ストップ)) | 18×(−4段(ストップ)) | 8×(−3段(ストップ)) |
200 は序盤が最も急峻で、1秒時点で100の2倍に対し3倍の補正が必要だ。400 は終盤が最も穏やかで、100秒時点で他の2本が16〜18倍を要求するのに対し8倍に留まる。
表の使い方:計測時間に合致するかそれ以上の行を見つけ、乗数を掛ける。Fomapan 100 での計測10秒は10秒の行にちょうど当てはまり、8倍の延長となるので実際の露光時間は80秒だ(3段(ストップ)追加に相当)。表にない値は公表ポイント間を補間し切り上げる必要がある。表は滑らかな曲線ではなく3点だからだ。Fomapan 100 での計測4秒は1秒行(2倍)と10秒行(8倍)の間に位置するが、厳密な係数の公表はない。したがって次のアンカー——保守的に8倍寄りで処理し、直線的な推測を信用するより結果を切り上げること——を使うのが適切だ。
数秒を超えると Foma の数値が過補正だという口伝があるが、それはあくまで逸話に過ぎない。具体的な測定者名と実測の対照表が伴わない限りは根拠がない。公表係数は Foma の公式数値として扱い、精度を上げたいなら自分のフィルムと現像液でステップウェッジ・テストを行うべきだ。感覚で中間を取るのではなく。
そのメカニズムは潜像形成にある。Gurney-Mott理論によって説明される。粒子上に現像可能な潜像核を形成するには、安定した銀原子のクラスターが少なくとも4個程度必要だ。通常の照度では光子が十分な間隔で到着するため、クラスターは崩壊する前に形成される。低照度では光子がまばらにしか届かず、最初の光子が残す不安定な1〜2原子のサブイメージが——捕捉された電子と銀原子が失われ——後続の光子が安定したクラスターを完成させる前に崩壊してしまう。したがって、同じ濃度を記録するためにより多くの総露光量が必要となり、露光が長く暗いほどその不足は悪化する。
この線形からの逸脱を Karl Schwarzschild が1899年に E = I · t^p として定量化した。ここで p はシュヴァルツシルト係数だ。理想的な相反則では p = 1 だが、低照度での相反則不軌は p < 1 を意味する(Schwarzschild 自身の乾板では p ≈ 0.86 ほどだった)。指数が1を下回るため、必要な追加露光は計測時間に対して非線形に増大する——だからこそ一定段数(ストップ)の補正では不十分であり、Foma の補正が1秒で1段(ストップ)から100秒で4段(ストップ)へと増加していく理由だ。
粒状性と解像力は低速な実用感度とのトレードオフをもたらす。Foma は Fomapan 100 と Fomapan 200 の両方について解像力を110 lines/mm と公表している。RMS粒状度は、20 °C で Microphen を使用し gamma 0.6 に現像、濃度1.0で測定した値として、100が13.5、200が14.0、400が17.5となっている。100と200は両軸でほぼ並んでいるため、両者の選択はシャープネスよりも速度と200の序盤における急峻な相反則不軌特性による違いが大きい。400は速度の高さと長時間露光補正の穏やかさと引き換えに、明らかに粗い粒状性を持つ。
出典:FOMAPAN 100 Classic、200 Creative および 400 Action データシート(FOMA BOHEMIA);ISO 6:1993, Determination of ISO speed;Karl Schwarzschild(1899)の I·tᵖ 相反則に関する論文。
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